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Anordnung zur Ansteuerung von Halbleiter-Drehstromschützen oder -schalter
Die Erfindung betrifft eine Anordnung zur Ansteuerung von Halbleiter-Drehstromschützen
oder -schalter, die aus an die einzelnen Phasen eines Drehstromnetzes angeschlossenen
Triacs bestehen. Drehstromschütze oder-schalter lassen sich durch Triacs ersetzen,
die sich grundsätzlich durch Ansteuerung mit positiven und negativen Impulsen oder
durch Anlegen von Gleichspannung in beiden Richtungen zündenvlassen. Der leitende
Zustand hält dann so lange an, bis der Laststrom zu Null geht oder zumindest den
Haltestrom des Triac unterschreitet. Eine bekannte Anordnung zur Ansteuerung von
Triacs in einem Drehstromschütz oder -schalter ist in Fig. 1 dargestellt.
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Die Triacs 1 bis 3 sind zwischen die Netzanschlüsse R,S,T und die
Lastanschlüsse U,V,sJ in jede Phase des Drehstromnetzes geschaltet. Die Ansteuerung
für die Triacs 1 bis 3 ist in der Weise aufgebaut, daß die Zündenergie dem Drehstromnetz
entnommen wird und besteht aus Reihenschaltungen je eines Widerstandes und je eines
Relaiskontaktes, die an die Steueranschlüsse ar Triacs 1 bis 3 bzw. an die Netzanschlüsse
R,S,T angeschlossen sind, wobei die Relaiskontakte gemeinsam gesteuert werden. Bei
geschlossenem Relaiskontakt wird über die Steueranschlüsse und die niederohmige
Verbindung zu den Hauptanschlüssen der Triacs 1 bis 3 der Zündkreis geschlossen
und die Triacs 1 bis 3 durchgezündet. Wesentlicher Nachteil dieser Ansteuerungs-Anordnung
ist die Verwendung von kostspieligen Relais, die zudem einer begrenzten Lebensdauer
unterliegen.
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Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine einfache und für die
Praxis wirtschaftliche Anordnung zur Ansteuerung von aus Triacs aufgebauten Halbleiter-Drehstromschützen
oder -schalter anzugeben.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Steueranschlüsse
der Triacs an die Drehstromanschlüsse einer Drehstrom-Brückenschaltung angeschlossen
sind, an deren Gleichstromklemmen die Reihenschaltung eines ohmschen Widerstandes
und
eines Schalters, vorzugsweise eines elektronischen Schalters, angeschlossen sind.
Anhand zweier in den Figuren 2 und 3 der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielen
soll der der Erfindung zugrundeliegende Gedanke näher erläutert werden.
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Fig.2 zeigt die Grundschaltung der erfindungsgemäßen Ansteuerung der
Triacs und Fig. 3 eine Abwandlung der Grundschaltung nach Fig. 2.
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Die in Fig. 2 dargestellten Triacs 1 bis 3 sind mit ihren Hauptanschlüssen
einerseits an die Netzanschlußklemmen R,S, T,- andererseits an die Lastanschlußklemmen
U,V,W angeschlossen. Die Steueranschlüsse der Triacs 1 bis 3 sind an die Verbindung
zweier Ventile 41,42 bzw. 43,44 bzw. 45,46 eines Zweiges einer in Drehstrombrückenschaltung
4 geschalteten Anordnung von Ventilen 41 bis 46 angeschlossen. An die Gleichspannungsklemmen
47,48 der Drehstrom-Brückenschaltung 4 ist die Reihenschaltung eines ohmschen Widerstandes
5 und eines-Schalters 6 angeschlossen. Dieser Schalter 6 ist im allgemeinen Fall
als elektronischer Schalter in Form eines Transistors oder löschbaren Thyristors
ausgeführt und wird extern geschaltet oder angesteuert. Die Funktionsweise der erfindungsgemäßen
Anordnung soll im folgenden beschrieben werden.
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Wegen der niederohmigen Verbindung von Steuer- und Hauptanschluß
besteht
die Höglicheit, die zum Zünden eines Triacs erforderliche Zündenergie dem Netz zu
entnehmen. Von dieser Nöglichkeit wird bei der er£indungsgemä.ßen Anordnung Gebrauch
gemacht. eist beispielsueise zu einem bestimmten Zeitpunkt der Netzanschluß R des
Drehstromnetzes das höchste und der Netzanschluß T das niedrisstn Fotential auf,
so wird bei geschlossenem Schalter 6 ein Stromfluß über den Steueranschluß des am
Netzanschluß R angeschlossenen Triacs 1, das in Durchlaßrichtung gepolte Ventil
41, den Widerstand 5 und den-Schalter 6, sowie über das wiederum in Durchlaßrichtung
gepolte Ventil 46 zum Steueranschluß des am Netzanschluß T angeschlossenen Triacs
3 hervorgerufen. Dieser Stromfluß über die Verbindung Steuer- und Hauptanschluß
der beiden Triacs 1 und 3 führt zur Zündung der an die Netzanschlüsse R und T angeschlossenen
Triacs 1 und 3 und somit zur Verbindung der Lastanschlüsse U und V mit den Netzanschlüssen
R und T. Verändern sich die Potentiale der Netzanschlüsse R,S,T, so wird in gleicher
Welse das am Netzanschluß S liegende Triac 2 gezündet usw.
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Wird der Schalter 6 geöffnet, so wird der Stromfluß über die Steueranschlüsse
der entsprechenden Triacs 1 bis 3 unterbrochen, so daß der leitende Zustand der
Triacs beendet wird, sobald der Laststrom zu Null geht oder zumindest den Haltestrom
der Triacs unterschreitet In rig 3 ist eine Variante der Grundschaltung nach Fig
2 dargestelltO In dieser Anordnung ist
in die Verbindung der Steueranschlüsse
der Triacs 1 bis 3 mit den Ventilzweigen der Drehstrom-Brückenschaltung 4 der Ventile
41 bis 46 ein komplexer Widerstand 11 bis 13 geschaltet . Diese Schaltungsvariante
kann dann vorteilhaft angewandt werden, wenn eine stark induktive bzw. kapazitive
Last an die Lastanscnlußklemmen U,V,W angeschlossen ist. Je nach Art der Last werden
die komplexen Widerstände 11 bis 13 dann ohmsch-<ap2zitiv oder ohmsch-induktiv
ausgelegt, beispielsweise wird man bei stark induktiver Last einen ohmsch-kapazitiven
Widerstand 11 bis 13 wählen, damit die Stromnulldurchgänge im Zündkreis nicht mit
den Nulldurchgängen im Laststromkreis zusammenfallen und immer eine sichere Zündung
gewährleistet ist.
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Mit Hilfe der erfindungsgemaßen Anordnung ist es somit möglich, die
Zündung von Triacs eines Halbleiter-Drehstromschützes oder -schalters mit billigen
Bauelementen und der Entnahme der erforderlichen Zündenergie aus dem angeschlossenen
Drehstromnetz vorzunehmen.