DE2108020A1 - Steuerschaltung zur Verhinderung der Wiedereinschaltung eines Verbrauchers bei zu geringem Verbraucherwiderstand - Google Patents

Description

Steuerschaltung zur Verhinderung der Wiedereinschaltung eines Verbrauchers bei zu geringem Verbraucherwiderstand

Die Erfindung betrifft allgemein eine Steuerung für einen Schaltungsunterbrecher und insbesondere eine Steuerschaltung zur Feststellung des Vorhandenseins vorgegebener Belastungsverhältnisse und zur Steuerung des Schließens des Unterbrechers entsprechend diesen Verhältnissen. Die Steuerschaltung ist besonders geeignet für die Anwendung bei einem elektrischen Kraftsystem, bei dem ein Schaltunguunterbrecher in die Gleichstromleitung von einer Spannung3quelle zu einer elektrischen Kraftmaschine, beispielsweise einem Antriebssystem, verwendet wird.

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Wenn bei einem solchen System nach der Feststellung eines Fehlverhaltens ein Schaltungsunterbrecher den Stromfluß zum Verbraucher unterbrochen hat, ist es erwünscht, den Verbraucherwiderstand und die Spannung der Spannungsquelle zu überprüfen, bevor die erneute Einschaltung durch den Unterbrecher gestattet wird. Auf diese Weise kann die erneute Schließung des Stromkreises durch den Unterbrecher solange verhindert werden, bis eir. Fehler behoben ist.

Es wurden in der Vergangenheit konventionelle V/heatstone' sehe Brückenschaltungen zur Messung des Verbraucherwiderstandes während des Zeitraumes verwendet, in dem der Strom zum Verbraucher durch den Schaltungsunterbrecher des Systems unterbrochen ist. Die Verwendung solcher Brückenschaltungen war jedoch nicht zufriedenstellend, da Spannungsänderungen Fehler bei der Messung des Verbraueherwiderstandes hervorrufen können.

Es ist daher eine Aufgabe der Erfindung, eine verbesserte Brükken-Steuerschaltung zu schaffen, welche mit der öffnung des Unterbrechers der Schaltung in das System für den Verbraucher elektrischer Leistung eingefügt wird, so daß festgestellt werden kann, wenn mindestens ein vorgewählter Schwellwert-Widerstand des Verbrauchers vorhanden ist.

Es ist eine weitere Aufgabe der Erfindung, eine solche verbesserte Brücken-Steuerschaltung mit Spannungskompensation zu erhalten, welche die Auswirkungen einer sich ändernden Spannung der Spannungsquelle auf die Messung des Verbraucherwiderstandes kompensiert.

Es ist weiterhin eine Aufgabe der Erfindung, ein System zu schaffen, bei dem sich der Schaltungsunterbrecher erneut schließen kann, wenn das Vorhandensein einer vorgegebenen Schwellwertspannung der Spannungsquelle und eines Schwellwertes des Verbraucherwiderst arides festgestellt ist.

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In einem typischen Antriebssystem für ein Fahrzeug ist die Spannung der Spannungsquelle normalerweise relativ hoch (d.h. 500 bis 1000 Volt), während der normale Verbraueherwiderstand in der Größenordnung von 1 Ohm oder darunter liegt. Wenn daher eine konventionelle Wheatstone'sehe Brückenschaltung zur Messung des Verbraucherwiderstandes in einem solchen System verwendet wird, benötigt man einen niedrigen Widerstand hoher Belastbarkeit in einem Zweig, der parallel zu dem Verbraucher liegt. Denn in dem Falle, in dem der Verbraueherwiderstand sich über den vorgewählten Wert hinaus erhöhen würde, würde durch die hohe Spannung der Spannungsquelle ein hoher Strom durch den Parallelwiderstand erzeugt, und diesem Widerstand v/ürde daher eine hohe abzuführende elektrische Verlustleistung zugeführt. Die Verwendung eines niedrigen Widerstandes mit hoher Verlustleistung führt jedoch zu einer Erhöhung der Kosten, der Größenabmessungen und der Probleme der Wärmeableitung,

Es ist demgemäß ein weiteres Ziel der Erfindung, eine Brückenschaltung zu erhalten, welche für die Messung eines niedrigen Verbraucherwiderstandes in einem System hoher Leistung geeignet ist, und bei dem die Brücke bei Vorhandensein eines hohen Verbraucherv.'iderstandes vor dem Durchgang hoher Ströme geschützt ist.

In einer beispielhaften Ausführungsform der Erfindung wird eine Steuerschaltung für ein Relais zur Wiederschließung des Schaltkreises zur Verwendung in einem Antriebssystem für ein Fahrzeug ausgeführt, bei dem ein Schaltungsunterbrecher einem Verbraucher Gleichstrom aus einer Spannunrrsquelle zuführt (a bus network). Beim Auftreten eines Fehlers, beispielsweise eines Kurzschlusses, in dem Antriebssystem wird der Unterbrecher den Stromfluß zum Verbraucher unterbrechen. Gleichzeitig mit der Unterbrechung des Verbraucherstroms durch den Unterbrecher wird die Steuerschaltung für das Relais zum Wiederschließen in das Kraftsystern eingefügt.

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Die Funktion der Steuerschaltung für das Relais zum Wiederschließen besteht darin, den Schaltungsunterbrecher unter der Voraussetzung wieder zu schließen, daß keine Bedingungen vorliegen, bei denen der Unterbrecher sofort wieder geöffnet wird. Diese Steuerschaltung verwendet eine Abwandlung einer Wheatstone'sehen Brücke, um den an der Sammelschiene liegenden Verbraucherwiderstand genau zu ermitteln. Der Wert des Verbraucherwiderstandes bestimmt die Stromstärke im mittleren Brükkenzwelg. Diese Stromstärke ist abhängig von der Spannung der Spannungsquelle und dem Widerstand des Verbrauchers an der Sammelleitung. Da Änderungen der Spannung der Spannungsquelle Meßfehler bewirken können, ist eine Teilschaltung zur Spannungskompensation vorgesehen. Die Stromstärke in dieser Kompensationsteilschaltung ist nur abhängig von der Spannung der Quelle Der Strom im Mittelzweig oder Nullzweig der Brücke und der Strom in der Kompensationsteilschaltung werden in entgegengesetzten Richtungen als Eingangssignale einem magnetischen Verstärker zugeführt. Daher werden sie als Eingangssignale voneinander subtrahiert und führen zu einem resultierenden Signalstrom, der unabhängig von Spannungsänderungen auf der Sammelleitung ist. Die resultierende Signalstromstärke wird von dem magnetischen Verstärker erfaßt, dessen Ausgangssignal einem Relais zugeführt wird, um dadurch an den S ehalt unterbrecher in Abhängigkeit vom Sättigungszustand des magnetischen Verstärkers ein Signal für "Schließen" oder "Nicht Schließen" zu geben.

Ein zweiter magnetischer Verstärker ist zur Erfassung des Vorhandenseins eines vorgegebenen Spannungsschwellwertes vorgesehen, bevor das Wiederschließen des Unterbrechers gestattet wird. Dieser Verstärker verwendet als Eingangssignal den Strom, welcher durch die Kompensationsteilschaltung fließt .

Wenn die vorgegebene Quellenspannung und die vorgegebenen Bedingungen für den Verbraucherwiderstand vorhanden sind, wird an den Unterbrecher ein Schließsignal gegeben, und er ist damit in der Lage, die Schaltung wieder -u :'chlle(?en. Mit diesem

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Wiederschließen des Schaltungsunterbrechers wird die Steuerschaltung für das Wiederschließen des Relais elektrisch von dem Leistungssystem abgetrennt.

Im Interesse der Genauigkeit und Wirtschaftlichkeit wird die Brückenschaltung mit einer Diode ausgestattet, die in Reihenschaltung in den Nullzweig oder Mittelzweig eingefügt ist. Sie verhindert, daß in dem Falle, in dem der Verbraueherwiderstand größer wird als der vorgewählte Schwellwert (d.h. die Schaltung unterbrochen ist),eine hohe Stromstärke durch den parallel zum Verbraucher gelegten Brückenzweig fließt. Diese Modifikation gestattet es, den Wert des Widerstandes in dem ^ Brückenzweig parallel zum Verbraucher angenähert gleich dem gewählten vorgegebenen Schwellwert auszuwählen und dadurch die Brückenschaltung bedeutend empfindlicher zu machen bezüglich der Feststellung des Vorhandenseins des vorgegebenen Schwellwertes des Verbraucherwiderstandes.

Weitere Aufgaben und Ziele der Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung beispielhafter Ausführungsformen im Zusammenhang mit den Abbildungen.

Fig. 1 ist eine schematische Schaltzeichnung eines Antriebssystems für ein Fahrzeug mit Verwendung der erfindungs- a gemäßen Anordnung.

Fig. 2 ist eine graphische Darstellung gewisser in der Schaltung nach Fig. 1 vorhandener Signalströme.

Flg. 1 zeigt einen Teil der Schaltung eines elektrischen Antriebssystems zum Antrieb elektrisch betriebener Transportfahrzeuge. Die gezeigte Gleichstrom-Sammelleitung ist eine gemeinsame Sammelschiene für eine Vielzahl von spannungsführenden Schienenabschnitten (hot rail sections), von denen eine einzige gezeigt ist.

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Jeder spannungsführende Schienenabschnitt wird von der Gleichstrom-Sammelleitung durch einen jeweiligen Zuleitungsunterbrecher 2 gespeist. Die nicht gezeigte Spannungsquelle ist so ausgelegt, daß sie eine hohe Spannung für das Antriebssystem liefert. Der positive Anschlußpunkt der Spannungsquelle ist mit der Gleichstrom-Sammelleitung verbunden und der negative Anschlußpunkt ist mit der Erdungsschiene verbunden. Ein Verbraucher ist zwischen die stromführende Schiene und die Erdungsschiene geschaltet und wird beim Schließen des Schaltungsunterbrechers 2 mit elektrischer Leistung versorgt. Der Verbraucher ist normalerweise der Motor des angetriebenen Fahrzeuges selbst; es kann jedoch irgendein Verbraucher sein, der die spannungsführende Schiene und die Er dun ns schiene überbrückt.

Der Schaltungsunterbrecher 2 ist vorgesehen zum Schutz gegen das Auftreten eines Defektes auf örtlichen Abschnitten der spannungsführenden Schiene und unterbricht bei der Peststellung des Fehlers diesen Abschnitt und macht ihn stromlos. Es ist eine Steuerschaltung 1 vorhanden, um den Schaltungsunterbrecher 2 solange am Wiederschließen zu hindern, bis vorgewählte Schwellwerte der Spannung und des Verbraucherwiderstandes vorhanden sind. In Fig. 1 ist der Zustand des Antriebssystems dargestellt, welcher unmittelbar vor dem Wiederschließen des Schaltungsunterbrechers 2 nach der Feststellung der richtigen Spannung und des richtigen Verbraucherwiderstandes besteht.

Zur Erörterung der Erfindung sei zunächst angenommen, daß an dem Antriebssystem gerade ein Fehler aufgetreten ist (beispielsweise 1st eine Eisenstange über den örtlichen Abschnitt der spannungsführenden Schiene und der Erdungsschiene gefallen und hat sie kurzgeschlossen). Bei der Feststellung des Kurzschlußstromes durch geeignete, nicht gezeigte Schutzvorrichtungen wird eine Abschaltspule (trip coil) 2B stromführend gemacht und hebt dabei die Verriegelung des Abschaltmechanismus des Unterbrechers auf. Wenn der Abschaltmechanismus

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entriegelt wird, bewirkt die Vorspannungsfeder 2C, daß sich die Kontakte 2A öffnen und dadurch den Stromfluß durch den Verbraucher EL unterbrechen. Gleichzeitig mit dem öffnen der Hauptkontakte 2A werden die Hilfskontakte 2D geschlossen und bewirken damit, daß das Relais 3 für die Einfügung der Brücke stromführend wird und seine Arbeitskontakte 3A und 3B schließt. Das Schließen der Kontakte 3A und 3B führt zu der Einfügung der Steuerschaltung 1 in die Meßstellung in das Antriebssystem.

Die Steuerschaltung 1 verwendet eine modifizierte Wheatstone'sehe Brückenschaltung. Sie besteht aus vier Widerstandszweigen, nämlich den Widerständen Rl, R2, R3 und RL. Die Widerstände Rl und R2 sind an einem ersten Punkt miteinander verbunden und die Widerstände R3 und der Verbraucherwiderstand RL sind an einem zweiten Punkt miteinander verbunden. Die Widerstände Rl und R3 sind an einem dritten Punkt miteinander verbunden, und die Widerstände R2 und RL an einem vierten Punkt. Der Mittelzweig oder Nullzweig der Brücke ist zwischen den dritten und vierten Punkt eingefügt. In dem Nullzweig ist eine Diode Dl vorgesehen, deren Kathode über die geschlossenen Kontakte 3B mit dem vierten Punkt verbunden ist. Die Punktion der Diode Dl wird nachstehend weiter erörtert.

Es ist an sich bekannt, daß eine Wheatstone'sehe Brücke verwendet werden kann, um die Größe eines unbekannten Widerstandes zu ermitteln. Dies geschieht durch geeignete Auswahl der Werte für die Standardwiderstände in den Brückenzweigen und durch Messung des Stromflusses durch den Nullzweig. Erfindungsgemäß wird eine modifizierte Wheatstone'sehe Brückenschaltung verwendet, um festzustellen, ob der Widerstand des Verbrauchers eine ausreichende Größe aufweist oder nicht (diese Größe des Widerstandes wird auch als vorgegebener Schwellwert des Verbraucherwiderstandes bezeichnet), und gestattet es dann, den Schaltungsunterbrecher wieder zu schließen. Durch Einstellung der Werte der variablen Widerstände Rl und R3 wird die !'rücke so aufgebaut, daß sie dan Vorhandensein eines bestimmten Schwel1-

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wert-Widerstandes des Verbrauchers erfaßt, welcher bei vorgegebenen Betriebsbedingungen ausreichend ist, um das Wiederschließen des Unterbrechers zu gestatten. Im Zusammenwirken mit der Brückenschaltung ist eine Meßvorrichtung vorgesehen, welche auf die durch den Nullzweig fließende Stromstärke anspricht und ein Signal abgibt, welches das Vorhandensein des vorgegebenen SdrwelLvertes des Verbraucherwiderstandes anzeigt.

In der Praxis ist die Spannung der Spannungsquelle an der Gleichstrom-Sammelleitung nicht immer konstant, und sie kann sich stark genug ändern, um Fehler bei der Messung des Verbraucherwiderstandes durch eine Brückenschaltung zu bewirken. Es ist daher eine Vorrichtung vorgesehen, welche gewährleistet, daß die Steuerschaltung 1 das Vorhandensein des vorgegebenen Verbraucherwiderstandes unabhängig von Schwankungen in der Spannung der Quelle feststellt. Hierzu wird Gebrauch gemacht von einer Teilschaltung IB für die Spannungskompensation, welche zwischen den oben genannten ersten und zweiten Punkt geschaltet ist. Diese Teilschaltung IB enthält einen variablen Widerstand R^ und eine Zenerdiode D2, welche entgegengesetzt zur Richtung der Quellenspannung gepolt ist. Daher ist die Anode der Diode D2 mit dem Verbindungspunkt des Widerstandes R3 und des Verbraucherwiderstandes RL verbunden. Der in dem Nullzweig der Wheatstone'sehen Brücke fließende Strom I ist eine Funktion sowohl des unbekannten Verbraucherwiderstandes RL als auch der vorhandenen Quellenspannung über der Brücke. Andererseits hängt der durch die Teilschaltung IB fließende Strom einzig und allein von der bei irgendeinem vorgegebenen Wert von R4 an der Brücke anliegenden Quellenspannung ab. Es wird daher zur Kompensation der Auswirkungen von Schwankungen der Quellenspannung auf die Messung des Verbraucherwiderstandes ein Detektor "A" vorgesehen, welcher die beiden Signalströme I und I. so kombiniert, daß der Signalstrom I, von dem 5ip;nalstrom I subtrahiert wird und der Detektor A dadurch durch den resultierenden Signalstrom I - 1 gesteuert wird. Durch geeignete Wahl der verschiedenen Widerstände in

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der Brücke und in der Teilschaltung IB ist es möglich, den resultierenden Signalstrom stets für den Fall unabhängig von der vorhandenen Quellenspannung zu machen, bei dem der Verbraucherwiderstand gleich dem gewünschten Schwellwert ist.

Der Detektor A kann eine elektronische Vorrichtung sein. Es wird jedoch vorzugsweise ein magnetischer Verstärker verwendet, da eine solche Vorrichtung den Vorteil bietet, daß sie eine elektrische Isolation zwischen dem Steuerschaltkreis und dem Ausgangsschaltkreis ergibt. Der Detektor A ist daher Vorzugspreise ein magnetischer Verstärker (amplistat) mit s>i-'ii Sicnaleingängen (hier als Steuereingang 1 und Steuereinga nc 2 gezeigt).

Dsr durch den Mullzweig der Brücke fließende Strom I liefert einen Signalstrom für eine erste Sieuerwicklimg des Verstärkers A und der durch die Teilschaltung IB zur Spannungskompensation fließende Strom I, liefert einen Signalstrum an eine zweite Steuerwicklung des Verstärkers. Die durch die konventionelle Markierung mit einem Punkt gezeigte Polarität der Eingänge zu dem Verstärker A ist so gewählt, daß das auf den Verstärker einwirkende resultierende Eingangssignal I gleich der Differenz ζ v/i s ehe η den Strömen I und I, ist (d.h. I - I- ).

Fir. 2 ist eine Kurvendarstellung der Signalströme, die jeweils dann fließen, wenn der tatsächlich vorhandene Verbraucherwiderstand gleich dem Widerstandswert ist, auf dessen Peststellung die Brücke eingestellt ist (d.h. gleich dem vorgewählten Schwellwert des Verbraucherwiderstandes). Wie aus Pip;. 2 ersichtlich, ist für alle Werte der Spannungsquelle oberhalb 400 Volt der resultierende Eingangssignalstrom (I -Iv.) konstant (11 mA). Demgemäß kann durch eine Auslegung des Verstär kers A, bei der er jedesmal in die Sättigung geht, wenn der Signalstrom geringer ist als der Wert von 11 mA (wie durch den schraffierten Teil der Fig. 2 dargestellt) die Anwesenheit des vorgewählten Schwellwertes des Verbraueherwiderstandes durch

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überwachung der Gatterwicklungen oder des Ausgangs des Ver-. stärkers A festgestellt werden. Wenn der Verbraucherwiderstand unter dem vorgewählten Schwellwert liegt, fließt ein größerer Strom I durch den Wullzweig der Brücke. In Fig. 2 ist ein Strom I ' gezeigt, der repräsentativ ist für das Vorhandensein eines VerbraucherwiderStandes unterhalb des Normalwertes. Man erkennt sofort, daß bei einem solchen zu geringen Verbraucherwiderstand das resultierende Eingangssignal I ' - I, an den Verstärker A größer ist als 11 mA. Dies führt dazu, daß der Verstärker A aus dem Sättigungsbereich herausgetrieben wird

Der Ausgang des' Verstärkers A ist in Reihe mit der Spule eines Relais 5 und der Sekundärwicklung 6S eines Konstant-Spannungstransformators 6 geschaltet. Die Primärwicklung 6P dieses Transformators wird durch eine Wechselspannunpsquelle V gespeist. Wenn der Verstärker A im Sättigungsbereich ist, erscheint der größte Teil der von der Sekundärwicklung des Transformators 6 zugeführten Spannung über der Spule des Relais 5, v/eiche dadurch Strom führt, und die Kontakte 5A sind wie gezeigt geschlossen. V/enn der Verstärker A ungesättigt ist, erscheint nunmehr der größte Teil der zupreführten Spannung nicht mehr über der Spule des Relais 5 sondern über den Gatterwicklungen des Verstärkers. In diesem Falle wird das Relais 5 stromlos, und die Kontakte 5A sind geöffnet. Man erkennt daher, daß bei gesättigtem Verstärker A an seinem Ausgang ein Signal für "Schließen" vorhanden ist und bei ungesättigtem Verstärker ein Signal für "Nicht Schließen".

Infolge der Schwankungen der Quellenspannung ist es auch erwünscht festzustellen, ob die Quellenspannung einen vorgegebenen Wert, beispielsweise 500 Volt, erreicht hat, bevor das WMerschließen des Schaltungsunterbrechers selbst bei Vorhandensein eines ordnungsgemäßen Verbraucherwiderstandes gestattet wird. Hierzu ist ein weiterer Detektor "B" vorgesehen, welcher ebenfalls vorzugsweise als magnetischer Verstärker (amplistat) ausgeführt ist. Der einzige Eingang für diesen

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Verstärker wird durch den Signalstrom I^ gebildet. Der Verstärker B ist so ausgelegt, daß er aus dem Sättigungsbereich herausgetrieben wird, wenn der Eingangssignalstrom I_b größer ist als ein vorgegebener Wert. Die Zenerdiode D2 wird vorzugsweise so gewählt, daß sie eine Durchbruchsspannung von etwa 400 Volt besitzt. Wenn daher die Spannung der Spannungsquelle unter den Wert für die Durchbruchsspannung der Zenerdiode absinkt, wird kein Strom I. fließen (siehe Fig. 2), und der Ver- - 3 b

stärker/wird gesättigt bleiben. Sowie die Quellenspannung die Durchbruchspannung der Zenerdiode D2 übersteigt, wird diese geöffnet und stromführend. Wenn der Strom I, den vorgegebenen Wert entsprechend dem Schwellwert der Spannung erreicht, wird der Verstärker B aus dem Sättigunpsbereich herausgetrieben.

Der Ausgang des Verstärkers B ist in Reihe mit der Spule eines Relais 7 und der Sekundärwicklung 6S des Konstantspannungs-Transformators 6 geschaltet. Wenn daher der Verstärker B gesättigt ist, erscheint der größte Teil der Spannung von der Sekundärwicklung des Transformators über der Spule des Relais 7, welches dabei betätigt wird. Wenn andererseits der Verstärker B ungesättigt ist, erscheint der größte Teil der zugeführten Spannung über seinen Ausgangswicklungen, die Spule des Relais 7 wird dadurch stromlos und ihre Ruhekontakte 7A bleiben geschlossen. Bei Sättigung des Verstärkers B wird daher an seinem Ausgang ein Signal für- "Nicht Schließen" entnommen, und wenn der Verstärker ungesättigt ist, liegt am Ausgang ein Signal für "Schließen".

Fig. 1 zeigt die Verhältnisse, wenn der Verstärker A das Vorhandensein des vorgegebenen Schwellwertes des Verbraucherwiderstandes festgestellt hat und der Verstärker B das Vorhandensein des vorgegebenen Schwellwertes der Spannung festgestellt hat und beide daher entsprechende' Signale für das "Schließen" abgeben. Dieser Zustand ist vorhanden unmittelbar bevor der Unterbrecher wieder geschlossen wird.

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Beim Schließen der Kontakte 5A und 7A wird das Relais 8 durch die Steuerspannungsquelle E betätigt und seine Kontakte 8A werden geschlossen. Beim Schließen der Kontakte 8A wird die Schließspule 2E des Schaltkreisunterbrechers 2 über den Hilfskontakt 2P stromführend gemacht. Die stromführende Spule 2E bewirkt dann das Wiederschließen der Kontakte 2A. Gleichzeitig mit dem Schließen der Kontakte 2A öffnen sich die Kontakte 2D, und daher wird das Relais 3 für die Einfügung der Brücke stromlos und bewirkt, daß die Steuerschaltung 1 durch Abtrennung der Verbindungspunkte der Widerstände Rl, R2 und R4 von der Sammelschiene von dem Verbrauchersystem getrennt wird und ebenso die Kathode der Diode Dl abgetrennt wird. Beim Schließen der Kontakte 2A wird dem Verbraucher erneut die volle Leistung zugeführt, das Antriebssystem ist wieder arbeitsfähig und kann wieder unterbrochen werden, wenn späterhin ein neuer Fehler auftritt.

Die Verwendung der Diode Dl überwindet eine Anzahl von Nachteilen, die zwangsläufig bei Verwendung einer konventionellen Wheatstone'sehen Brücke zur Messung des Verbraucherwiderstandes in einem Leistungssystem auftreten. Bekanntlich erhöht sich bei einer Wheatstone'sehen Brückenschaltung die Empfindlichkeit mit Annäherung des Wertes für den Widerstand R3 an den Wert des unbekannten Widerstandes (des Verbrauchers). Daher ist in einem Antriebssystem, in dem der normale Verbraucherwiderstand in der Größenordnung von 1 Ohm oder darunter liegt, ein entsprechend geringer Wert für den Widerstand R3 in der Brücke auszuwählen. Wenn der Verbraucherwiderstand sehr hoch wird, wird notwendigerweise die vorhandene Spannung der Quelle von einigen 100 Volt einen Strom hoher Stärke durch den niedrigen Widerstand R3 und nicht durch den hohen Widerstand des Verbrauchers treiben, und dadurch wird es notwendig, einen Widerstand R3 mit einer hohen Verlustleistung zu verwenden. Selbstverständlich führt die Verwendung von Widerständen mit einem niedrigen Widerstandswert und einer hohen Verlustleistung in einer Brückenschaltung zu nachtoilJf-en Größenabmes-

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sungen, Problemen der Wärmeableitung und zu erhöhten Herstellungskosten.

Es wurde gefunden, daß durch Einfügung der Diode Dl in den Nullzweig der Brücke ein Widerstand R3 mit vielt geringerer Verlustleistung verwendet werden kann. Die Auswirkung der Diode Dl besteht in der Abtrennung der Spannungsquelle von diesem Widerstand, und sie verhindert dadurch, daß ein hoher Strom durch diesen Widerstand in dem Falle fließt, in dem der Widerstand des Verbrauchers größer wird als der vorgewählte Schwellwert. Diese erfindungsgemäße Form erzielt nicht nur xtfirtschaftliche Vorteile sondern vergrößert auch die Empfindlichkeit der Schaltung für kleinste Änderungen des Verbraucherwiderstandes .

Wie bereits bemerkt, ist die Gleichstrom-Sammelleitung entsprechend Fig. 1 eine gemeinsame Sammelleitung, die an andere Abschnitte der spannungsführenden Schiene über einzelne individuelle Schaltunterbrecher j ähnlich dem Schaltunterbrecher 2, für die einzelnen Abschnitte liefert. Jeder dieser Unterbrecher ist mit einer Steuerung für das Wiederschließen entsprechend der vorliegenden Beschreibung ausgestattet. In einer anderen möglichen Ausführungsform der Erfindung kann der Schaltungsunterbrecher 2 auch unmittelbar mit einem anderen Abschnitt der spannungsführenden Schiene anstatt mit der Sammelleitung verbunden sein, Bei einer solchen Ausführungsform würde der In der Fig. 1 mit Sammelleitung bezeichnete Teil die spannungsführende Schiene selbst sein, und der Schaltungsunterbrecher 2 würde daher die Verbindung zur Sammelleitung unterbrechen.

Es wurden in den vorstehenden Ausführungsformen Magnetverstärker als Detektorschaltungen beschrieben. Für den Fachmann ist jedoch ohne weiteres ersichtlich, daß irgendeine andere Art von Detektoren verwendet werden kann. Diese und andere Abwandlungen können daher durchgeführt werden, ohne die technische Lehre und den Umfang der Erfindung zu verlassen.

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Claims (15)

- lit Patentansprüche

1. Steuerschaltung in Verbindung mit einem Schaltunterbrecher, der normalerweise den Stromfluß zwischen einer Spannungsquelle zu einem Verbraucher für elektrische Leistung gestattet, wobei die Steuerschaltung wirksam ist, wenn der Schaltunterbrecher den Stromfluß zum Verbraucher unterbrochen hat und den Schaltunterbrecher an dem Wiederschließen hindert, wenn der Verbraueherwiderstand geringer ist als ein vorgegebener V/ert, dadurch gekennzeichnet j daß die Steuerschaltung; umfaßt:

a) eine erste Detektorvorrichtung (A), welche auf die algebraische Summe zweier Eingangssignale anspricht, wobei das erste Eingangssignal eine Funktion der Spannung der Quelle und des Verbraucherwiderstandes (RL) ist, und das-zweite Eingangssignal eine Punktion der Spannung allein ist, wodurch die Summe der beiden Signale eine Punktion des Verbraucherwiderstandes (RL) ist und die erste Detektorvorrichtung (A) ein erstes Ausgangssignal immer dann abgeben kann, wenn die Summe der Signale einen vorgegebenen Wert nicht übersteigt, welcher einem Verbraueherwiderstand (RL) vorgegebener Größe entspricht, und

b) eine Vorrichtung, welche den Schaltunterbrecher (2) zum Wiederschließen befähigt, und durch das erste Ausgangssignal der ersten Detektorvorrichtung steuerbar ist.

2. Kombination nach Anspruch 1, dadurch gekenn zeichnet , daß die Steuerschaltung weiterhin umfaßt:

c) eine zweite Detektorvorrichtung (B), die auf das zweite Eingangssignal anspricht und ein zweites Ausgangssignal erzeugt, wenn die Größe des zweiten Eingangssignales größer ist als einem vorgegebenen V/ert der Spannung der Quelle entspricht, und die Vorrichtung (8) zur Befähigung des Schaltunterbrechers (2) zum Wiederschließen

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nur bei Vorhandensein des ersten und des zweiten Ausgangssignales betätigbar ist.

3. Kombination nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß das erste und zweite Ausgangssignal in einer Brückenschaltung ableitbar sind, welche einen ersten, zweiten und dritten Widerstandszweig und den Verbraucher als vierten Widerstandszweig besitzt, wobei jeder Widerstandszweig ein erstesjund ein zweites Ende aufweist, und die ersten Enden des ersten und zweiten Zweiges an einem ersten Punkt mit der Spannungsquelle verbunden sind und die ersten Enden des dritten und vierten Zweiges an f|

einem zweiten Punkt und noch das zweite Ende des ersten Zweiges und das zweite Ende des dritten Zweiges an einem dritten Punkt und das zweite Ende des zweiten Zweiges und das zweite Ende des vierten Zweiges an einem vierten Punkt verbunden sind, und eine erste Verbindungsvorrichtung (Dl) den dritten Punkt und den vierten Punkt verbindet und eine zweite Verbindungsvorrichtung (R

4, D2) den ersten Punkt und den zweiten Punkt verbindet, wobei die erste Verbindungsvorrichtung das erste Eingangssignal und die zweite Verbindungsvorrichtung das zweite Eingangssignal liefert.

H. Kombination nach Anspruch 3_S dadurch gekenn- ^ zeichnet , daß die erste Verbindungsvorrichtung ™ eine Diode (Dl) enthält, deren Kathode mit dem vierten Punkt verbunden ist.

5. Kombination nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet , daß die ersten und zweiten Eingangssignale aus einer Brückenschaltung ableitbar sind, die einen ersten, zweiten und dritten Widerstandszweig und den Verbraucher (RL) als vierten Widerstandszweig enthält, wobei jeder der Zweige ein erstes und zweites Ende besitzt und die ersten Knden des ersten und zweiten Zweiges mit der Spann urigsquelle an einem ersten Punkt und die ersten Enden

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des dritten und vierten Zweiges an einem zweiten Punkt verbunden sind, die zweiten Enden des ersten Zweiges und des dritten Zweiges an einem dritten Punkt und die zweiten Enden des zweiten und vierten Zweiges an einem vierten Punkt verbunden sind und noch eine erste Verbindungsvorrichtung (Dl) den dritten und vierten Punkt verbindet und eine zweite Verbindungsvorrichtung (R4, D2) den ersten und zweiten Punkt verbindet, wobei die erste Verbindungsvorrichtung das erste Eingangssignal und die zweite Verbindungsvorrichtung das zweite Eingangssignal liefert.

6. Kombination nach Anspruch 5j dadurch gekenn zeichnet , daß die erste Verbindungsvorrichtung eine Diode (Dl) enthält, deren Kathode mit dem vierten Punkt verbunden ist.

7. Kombination nach Anspruch 6, dadurch gekenn zeichnet , daß die zweite Verbindungsvorrichtung eine entgegengesetzt zur Spannung der Quelle gepolte Zenerdiode (D2) besitzt, welche eine Durchbruchsspannung unterhalb des Spannungswertes der Quelle aufweist, bei dem die zweite Detektorvorrichtung das zweite Ausgangssignal erzeugt .

8. Kombination nach Anspruch 7, dadurch gekenn zeichnet , daß eine Vorrichtung zur Abtrennung der Steuerschaltung von der Spannungsquelle und dem Verbraucher bei geschlossenem Schaltungsunterbrecher vorgesehen ist.

9. Kombination nach Anspruch 4, dadurch gekenn zeichnet , daß eine Vorrichtung zur Abtrennung der Steuerschaltung von der Spannungsquelle und dem Verbraucher bei geschlossenem Schaltungsunterbrecher vorgesehen ist.

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10. Kombination nach Anspruch 7* dadurch gekennzeichnet , daß die erste und zweite Detektorvorrichtung magnetische Verstärker (A, B) enthalten und das erste Eingangssignal der durch die erste Verbindungsvorrichtung (Dl) fließende Strom und das zweite Eingangssignal der durch die zweite Verbindungsvorrichtung (R*!, D2) fließende Strom ist.

11. Kombination nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet , daß die erste Detektorvorrichtung ein magnetischer Verstärker (A) ist und das erste Eingangssignal der durch die erste Verbindungsvorrichtung fließende Strom und das zweite Eingangssignal der durch die zweite Verbindungsvorrichtung fließende Strom ist.

12. Kombination nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet s daß der Widerstand des ersten und zweiten Zweiges ein variabler Widerstand ist.

13. Kombination nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet , daß der Widerstand des ersten und dritten Zweiges ein variabler Widerstand ist.

14. Kombination nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet , daß die zweite Verbindungsvorrichtung ebenfalls ein variables Widerstandselement umfaßt.

15. Kombination nach Anspruch 13_} dadurch gekennzeichnet , daß die zweite Verbindungsvorrichtung ebenfalls ein variables Widerstandselement umfaßt.

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