DE2153082C3 - Electronic contactor - Google Patents

Electronic contactor

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DE2153082C3
DE2153082C3 DE19712153082 DE2153082A DE2153082C3 DE 2153082 C3 DE2153082 C3 DE 2153082C3 DE 19712153082 DE19712153082 DE 19712153082 DE 2153082 A DE2153082 A DE 2153082A DE 2153082 C3 DE2153082 C3 DE 2153082C3
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Detlef Dipl.-Ing. 1000 Berlin; Müller Dietrich Dipl.-Ing.; Meyer Herbert Dr.-Ing.; 2350 Neumünster Knuth
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Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein elektronisches Schütz, vorzugsweise zum Schalten von Drehstrommoloren unter Verwendung von Thyristoren oder Triacs als Halbleiter-Schaltelemente.The invention relates to an electronic contactor, preferably for switching three-phase motors using thyristors or triacs as semiconductor switching elements.

Es sind Anordnungen bekannt geworden, bei denen Thyristoren und/oder bidirektionale Thyristoren (Triacs) zum Schalten von Wechsel- bzw. Drehstrom-Verbrauchern aller Art, so auch zum Schalten von Moloren, verwendet werden. Bei den bekannten Anordnungen ist es üblich, die Halbleiter-Schaltelemente, die als geschlossene Bauelemente in einem eigenen Gehäuse angeordnet sind, in geeigneter Weise auf Grundplatten zu montieren und zusammenzuschalten, daß die gewünschten Eigenschaften eines elektronischen Schaltgerätes erzielt werden. Die die Halbleiter-Bauelemente tragenden Grundplatten dienen außerdem meist als Kühlanordnungen, da die beim Betrieb der Halbleiter-Bauelemente entstehende Wärme abgeführt werden muß.Arrangements are known in which thyristors and / or bidirectional thyristors (Triacs) for switching AC or three-phase loads of all kinds, including switching Moloren, be used. In the known arrangements, it is common to use the semiconductor switching elements that are arranged as closed components in their own housing, in a suitable manner on base plates to assemble and interconnect that the desired properties of an electronic switching device be achieved. The base plates carrying the semiconductor components also usually serve as Cooling arrangements, since the heat generated during operation of the semiconductor components is dissipated got to.

Die Ansteuerung der Halbleiter-Schaltelemente kann in bekannter Weise durch Impulsfolgen oder durch einen direkten Anschluß der Steuerelektrode an &° das Netz erfolgen. Diese bekannten Ausführungen verwenden also vorhandene Bauteile und stellen sie zu dem gewünschten Zweck jeweils in geeigneter Weise zusammen. Diese Technik ist jedoch relativ teuer, weil mehrere hintereinandergeschaltete von der Funktion her nicht erforderliche Kapselungen verwendet werden. Außerdem ist bei den bekannten Anordnungen die Auslegung der Halbleiter-Schaltelemente nicht ODtimal an die besonderen Betriebsbedingungen beim Schalten von Motoren angepaßt. Beim Betrieb von Kurzschluß-Läufermotoren muß das Spaltgerät beim Einschalten des Motors den 6fachen Nennstrom des Motors führen können, während im Dauerbetrieb nur der Nennstrom des Motors das Schaltgerät durchfließt Somit ist im Dauerbetrieb die Erwärmung wesentliu. geringer, als bei sonst üblichen Anwendungsfällen.The control of the semiconductor switching elements can in a known manner by pulse trains or by connecting the control electrode directly to & ° the network. These known designs therefore use existing components and deliver them each in an appropriate manner for the desired purpose. However, this technique is relatively expensive because several casings connected in series that are not functionally required can be used. In addition, in the known arrangements, the design of the semiconductor switching elements is not ideal adapted to the special operating conditions when switching motors. When operating squirrel cage motors the splitting device must carry 6 times the nominal current of the motor when the motor is switched on can, while in continuous operation only the rated current of the motor flows through the switching device Continuous operation the heating is essential. lower than in other common applications.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein elektronisches Schütz so aufzubauen und auszulegen, daß die bei einem Einschalten eines Motors in dem Schaltelement entstehende Wärme einwandfrei abgeführt werden kann, ohne daß jedoch die Anordnung im Hinblick auf die Kühlung besonders aufwendig hergestelltThe invention is based on the object of building and designing an electronic contactor in such a way that the heat generated in the switching element when a motor is switched on is properly dissipated can be produced without, however, the arrangement being particularly expensive with regard to cooling

Um dies zu erreichen, sind die Halbleiter-Schaltelemente unmittelbar auf den im Leitungszuge liegenden Anschlußfahnen des Schützes angebracht und zusammen mit Steuermitteln in einen gemeinsamen Preßteil vergossen oder umpreßt untergebracht. Die Anschlußfahnen eines Schützes ragen nach außen, und die von den Schaltelementen auf diese Anschlußfahnen übertragene Wärme wird direkt nach außen abgeleitet. Durch die Unterbringung zusammen mit den Steuermitteln in einem gemeinsamen Preß- oder Gußteil, wobei die die Schaltelemente umgebende Preß- oder Gußmasse ebenfalls zur Wärmeabfuhr dient, entstehen Schaltglieder, die mit einem Magneterregerteil zusammengefaßt werden können. Dabei können mehrere Schaltglieder mit einem gemeinsamen Magneterrcgerteil zu einem mehrpoligen Schütz zusammengebaut werden. Als Steuermittel für das Halbleiter-Schaltelement ist in dem Schaltglied zweckmäßigerweise ein magnetisch gesteuerter Reed-Kontakt vorhanden, der von dem Magneterregerteil beeinflußt wird. Als Halbleiter-Schaltelemente werden zweckmäßigerweise Thyristoren mit gleichem Aufbau auf gleichartigen Befestigungsteilen verwendet, damit die Schaltglieder leicht auswechselbar sind. Statt der Thyristoren können auch für eine Schaltstrecke jeweils ein Triac verwendet werden. Weiterhin ist es zweckmäßig zur Anzeige des Erregungszustandes des Magneten eine durch das Magnetfeld bewegte von außen sichtbare Zunge vorzusehen. To achieve this, the semiconductor switching elements are directly on the ones in the line Connection lugs of the contactor attached and together with control means in a common pressed part encapsulated or encapsulated. The connection lugs of a contactor protrude outwards, and those of The heat transferred to the switching elements on these terminal lugs is dissipated directly to the outside. By housing together with the tax revenue in a common pressed or cast part, the molding or casting compound surrounding the switching elements also serves to dissipate heat, switching elements are created which are combined with a magnetic exciter part can be. Several switching elements with a common magnetic control part can be used can be assembled into a multi-pole contactor. As a control means for the semiconductor switching element a magnetically controlled reed contact is expediently present in the switching element, the is influenced by the magnetic exciter part. Thyristors are expediently used as semiconductor switching elements used with the same structure on similar fastening parts, so that the switching elements easily are interchangeable. Instead of the thyristors, a triac can also be used for each switching path. It is also useful to display the state of excitation of the magnet by means of the magnetic field Provide a moving tongue that is visible from the outside.

Im folgenden ist auf die Zeichnung Bezug genommen, in der ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt ist.In the following, reference is made to the drawing, in which an embodiment of the invention is shown is.

F i g. 1 zeigt den Aufbau eines elektronischen Schützes, während inF i g. 1 shows the structure of an electronic contactor, while in

F i g. 2 die zugehörige Schaltung dargestellt ist;F i g. 2 shows the associated circuit;

F i g. 3 zeigt die Anordnung der Halbleiter-Schaltelemente auf den Anschlußfahnen.F i g. 3 shows the arrangement of the semiconductor switching elements on the terminal lugs.

In F i g. 1 ist mit 1 ein Unterteil bezeichnet, das Ansätze 1.1 aufweist, die zur Montage des Gerätes dienen. In diesem Unterteil ist ein im Querschnitt U-förmiger Magnetbügel 2 vorhanden, der eine Erregerspule 3 trägt, durch die über einen Luftspalt 4 zwischen den Schenkeln des Magnetbügels 2 eine bestimmte magnetische Feldstärke erzeugt werden kann. Durch die magnetische Feldstärke kann ein in der Nähe liegender Reed-Kontakt 5 eingeschaltet werden. Dieser Reed-Kontakt steuert über einen Vorwiderstand 6 die Halbleiter-Schaltelemente 7 und 7', die bei dem Ausführungsbeispiel antiparallelgeschaltete Thyristoren sind. Die Halbleiter-Schaltelemente sind auf den Anschlußfahnen 8 und 8' angebracht, wobei darauf geachtet ist, daß die Anschlußfahnen im Leitungszuge des Schützes liegen. Die Anschlußfahnen mit den Halbleiter-Schalt-In Fig. 1, 1 denotes a lower part, which has approaches 1.1, which are used to assemble the device. In this lower part there is a magnet bracket 2 with a U-shaped cross-section, which carries an excitation coil 3 through which a certain magnetic field strength can be generated via an air gap 4 between the legs of the magnet bracket 2. A reed contact 5 located in the vicinity can be switched on by the magnetic field strength. This reed contact controls, via a series resistor 6, the semiconductor switching elements 7 and 7 ', which in the exemplary embodiment are thyristors connected in anti-parallel. The semiconductor switching elements are attached to the connection lugs 8 and 8 ', care being taken that the connection lugs are in the line of the contactor. The connection lugs with the semiconductor switching

elementen, sowie der zur Steuerung dienende Reed-Kontakt und etwaige Widerstände, Kondensatoren • usw. sind in einem Block 9 vergossen oder eingepreßt. Auf einem Magnetunterteil 1 können nehrere solcher Blöcke nebeneinander angebracht werden. selements, as well as the reed contact used for control and any resistors, capacitors • etc. are cast or pressed in a block 9. Several of these can be placed on a lower magnet part 1 Blocks are attached side by side. s

Gemäß der in F i g. 2 dargestellten Schaltung des Schützes sind die beiden Thyristoren 7 und T über ihre Steuerelektroden 10 und 10' mit dem Reed-Knntakt 5 und dem Widerstand 6 verbunden. Im übrigen sind die Thyristoren antiparaiiel geschaltet und die sowohl zur Wärme- als auch zur Stromleitung dienenden Anschlußfahnen 8 bzw. 8' sind angedeutet. Parallel zur Steuerelektrode und Kathode der Thyristoren ist jeweils ein Gleichrichter 11 bzw. 11' geschaltet, damit ein einwandfreies Steuern beider Thyristoren durch einen einzigen Reed-Kontakt 5 möglich ist. Parallel zur gesamten Anordnung ist ein /?C-Glied vorgesehen, das aus einem Kondensator 12 und einem Widerstand 13 besteht und etwa auftretende Spannungsspitzen dämpft. Die gesamte Anordnung liegt zwischen einer Phase Ph des Netzes und dem Verbraucher V. According to the in F i g. The circuit of the contactor shown in FIG. 2, the two thyristors 7 and T are connected to the reed contact 5 and the resistor 6 via their control electrodes 10 and 10 '. In addition, the thyristors are connected in antiparaiiel and the connecting lugs 8 and 8 ', which serve both for heat and for current conduction, are indicated. A rectifier 11 or 11 'is connected in parallel to the control electrode and cathode of the thyristors, so that proper control of both thyristors by a single reed contact 5 is possible. A / C element is provided parallel to the entire arrangement, which consists of a capacitor 12 and a resistor 13 and attenuates any voltage peaks that may occur. The entire arrangement lies between a phase Ph of the network and the consumer V.

F i g. 3 zeigt die Anschlußfahnen 8 und 8' in der Draufsicht. Die beiden Anschlußfahnen haben die gleichen Abmessungen und sind mit Thyristoren 7 und 7' bestückt, die den gleichen Aufbau haben. Die Thyristoren sind mit ihren Anodenseiten auf den Anschlußfahnen aufgelötet, während die Kathoden 14 und 14' über flexible Anschlußbänder 15 und 15' jeweils mit dem gegenüberliegenden Vorsprung 16 und 16' der Anschlußfahnen 8 bzw. 8' verbunden sind.F i g. 3 shows the connecting lugs 8 and 8 'in plan view. The two connection lugs have the same Dimensions and are equipped with thyristors 7 and 7 ', which have the same structure. The thyristors are soldered with their anode sides on the connection lugs, while the cathodes 14 and 14 'over flexible connecting strips 15 and 15 'each with the opposite projection 16 and 16' of the connecting lugs 8 and 8 'are connected.

Der Vorteil der Einrichtung gemäß der Erfindung besteht in dem Fortfall überflüssiger Gehäuse zwischen den aktiven Elementen und den Anschlußteilen sowie in einer guten Wärmeabfuhr über die Anschlußfahnen. Die Reihenanordnung auf einem zur Erregung dienenden Unterteil ermöglicht eine leichte Kombinierbarkeit und Auswechselbarkeit der Schaltelemente. Statt der Thyristoren können in ähnlicher Weise auch Triacs in einem derartigen Schaltgliedblock untergebracht werden. The advantage of the device according to the invention consists in the elimination of superfluous housings between the active elements and the connection parts as well as good heat dissipation via the connection lugs. The row arrangement on a lower part used for excitation enables easy combinability and interchangeability of the switching elements. Instead of the thyristors, triacs in such a switching element block can be accommodated.

Hierzu 2 Blatt ZeichnungenFor this purpose 2 sheets of drawings

Claims (6)

Patentansprüche:Patent claims: 1. Elektronisches Schütz, vorzugsweise zum Schalten von Drehstrommotoren unter Verwendung von Thyristoren oder Triacs als Halbleiter-Schaltelemente, dadurch gekennzeichnet, daß die Halbleiter-Schaltelemente (7, T) auf den im Leitungszuge liegenden Anschlußfahnen (8, 8') des Schützes angebracht sind und zusammen mit Steuermitteln in einem gemeinsamen Preßteil (9) vergossen oder umpreßt untergebracht sind.1. Electronic contactor, preferably for switching three-phase motors using thyristors or triacs as semiconductor switching elements, characterized in that the semiconductor switching elements (7, T) are attached to the connecting lugs (8, 8 ') of the contactor lying in the line and are encased or encapsulated together with control means in a common pressing part (9). 2. Elektronisches Schütz nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Steuermittel für die Halbleiter-Schaltelemente (7, T) magnetisch gesteuerte Reed-Kontakte (5) vorgesehen sind.2. Electronic contactor according to claim 1, characterized in that magnetically controlled reed contacts (5) are provided as control means for the semiconductor switching elements (7, T). 3. Elektronisches Schütz nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß ein oder mehrere der vergossenen oder umpreßten Schaltglieder mit einem Magneterregerteil (2, 3) zusammengefaßt sind.3. Electronic contactor according to claim 1 and 2, characterized in that one or more of the encapsulated or molded switching elements combined with a magnetic exciter part (2, 3) are. 4. Elektronisches Schütz nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß als Halbleiter-Schaltelemente (7, T) Thyristoren mit gleichem Aufbau auf gleichartigen Anschlußfahnen (8, 8') angebracht sind.4. Electronic contactor according to claim 1 to 3, characterized in that as semiconductor switching elements (7, T) thyristors with the same structure on similar connecting lugs (8, 8 ') are attached. 5. Elektronisches Schütz nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß als Halbleiter-Schaltelemente Triacs verwendet sind.5. Electronic contactor according to claim 1 to 3, characterized in that the semiconductor switching elements Triacs are used. 6. Elektronisches Schütz nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß zur Anzeige des Erregungszustandes des Magneten eine durch das Magnetfeld bewegte, von außen sichtbare Zunge vorgesehen ist.6. Electronic contactor according to claim 1 to 5, characterized in that to display the state of excitation of the magnet, a tongue that is moved by the magnetic field and visible from the outside is provided is. 3535
DE19712153082 1971-10-25 Electronic contactor Expired DE2153082C3 (en)

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DE2153082B2 DE2153082B2 (en) 1974-12-19
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