DE2718798C3

DE2718798C3 - Schutzschaltungsanordnung für einen Gleichstrom-Hauptstromkreis

Info

Publication number: DE2718798C3
Application number: DE2718798A
Authority: DE
Inventors: Shigeru Katsuta Kuriyama
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1976-04-28
Filing date: 1977-04-27
Publication date: 1982-04-08
Also published as: JPS5812829B2; FR2349987B1; DE2718798A1; DE2718798B2; FR2349987A1; US4126889A; JPS52132322A

Description

Die Erfindung betrifft eine Schutzschaltungsanordnung Tür einen Gleichstrom-Hauptstromkreis nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1. Eine solche Schutzschaltungsanordnung ist bekannt aus der DE-AS 12 65 835.

Bekanntlich besteht ein Gleichspannungs-Pulssteller (Gleichstromsteller) aus einem Hauptthyristor, einem Löschthyristor und einer Kommutierungseinrichtung mit einer Kommutierungsdrossel und einem Löschkondensator. Im Gleichspannungs-Pulssteller wird der Hauptthyristor eingeschaltet, damit Gleichstrom zu einer Gleichstromlast von einer Gleichstromquelle fließen kann, und dieser Zusiand wird als »Betriebszustand« bezeichnet. Der Löschthyristor wird eingeschaltet, um den Hauptthyristor durch die Kommutierungseinrichtung auszuschalten, damit kein Gleichstrom zu einer Gleichstromlast (insbesondere einem Gleichstromantrieb) von der Gleichstromquelle fließt, und dieser Zustand wird als »Sperrzustand« bezeichnet.

Die Pulssteuerung zwischen Betriebs- und Sperrzustand eines derartigen Gleichspannungs-Pulsstellers ist bekannt (vgl. z. B. US-PS 39 03 465 und 39 14672).

Im folgenden wird unter »Betriebssignal« ein Signal verstanden, das den Hauptthyristor einschaltet, und unter »Sperrsignal« ein Signal, das den Löschthyristor einschaltet.

Jedoch sind Löschfehler bei einem derartigen Gleichspannungs-Pulssteller wegen dessen Aufbau unvermeidbar, d. h., ein Löschfehler tritt auf, wenn der Löschthyristor aus einem bestimmten Grund nicht eingeschaltet wird, obwohl das Sperrsignal in den Löschthyristor gespeist wurde, um den Hauptthyristor aus dessen leitendem Zustand abzuschalten, oder wenn die in der Kommutierungseinrichtung angesammelte Löschenergie nicht ausreicht, um den Hauptthyristor auszuschalten, obwohl der Löschthyristor durch ein Sperrsignal eingeschaltet wurde.

Ein derartiger Löschfehler führt zur Fortdauer des Gleichstromflusses zur Gleichstromiast von der Gleichstromquelle, welcher Überstrom eine Zerstörung des Thyristors und andere Schwierigkeiten bewirkt. Ein auftretender Löschfehler des Gleichspannungs-Pulsstellers muß also sofort erfaßt werden, um die Gleichstromiast von der Gleichstromquelle zum Schutz der gesamten Anlage so schnell wie möglich trennen zu

können. Andernfalls kann der Löschfehler z. B. Elektrofahrzeuge, batteriebetriebene Gabelstapler-Fahrzeuge usw. mit Gleichspannungs-Pulsstellern außer Kontrolle bringen (»durchgehen«).

Eine Löschfehler-Schutzschaltungsanordnung kann s z. B. auf einer Leiterplatte aufgebaut sein, die z. B. über Mehrleiter-Anschlüsse mit dem Hauptstromkreis einschließlich der Gleichstromquelle, der Gleichsiromlast und des Gleichspannungs-Pulsstellers verbunden sind. Allerdings können Störungen, wie z. B. ein fehlerhafter iu Kontakt oder Drahtbruch im Obergang zwischen dem Hauptstromkreis und der Schutzschaltungsanordnung, dazu führen, daß Löschfehler des Gleichspannungs-Pulsstellers nicht erfaßt werden, was einen gefährlichen Zustand mit sich bringt, wie z. B. Durchbrennen von ι Teilen einschließlich der Thyristoren oder Durchgehen des Fahrzeugs.

Schließlich ist eine Schutzschaltungsanordnung der eingangs genannten Art, insbesondere frr batteriegetriebene Elektrokarren, bekanntgeworden (vgl. DE-AS jo 12 65 835), bei der die Anoden des Haupt- und des Löschthyristors in einem Punkt mit einem Oszillator verbunden sind, dessen Schwingungsdauer die Leitungsdauer des Hauptthyristors überlappt und der, wenn letztere die Schwingungsdauer des Oszillators überschreitet, einen dritten Thyristor aussteuert, der durch seinen leitenden Zustand die Last von der Stromquelle abschaltet.

Auch bei dieser bekannten Schutzschaltungsanordnung ist das Problem eines sicheren Betriebs trotz Störungen bzw. Unterbrechungen der Leitungsvei bindungen zwischen Hauptstromkreis und Schutzschaltungsanordnung überhaupt nicht angesprochen.

Es ist daher Aufgabe der Erfindung, eine Schutzschaltungsanordnung der eingangs genannten Art zu schaffen, mit der zuverlässig der Gleichstrom-Hauptstromkreis geschützt werden kann, indem der Gleichstromantrieb (die Gleichstromlast) von der Gleichstromquelle selbst dann getrennt wird, wenn ein fehlerhafter Kontakt oder Drahtbruch am Übergang zwischen Gleichstrom-Hauptstromkreis und Schutzschaltungsanordnung auftritt.

Die erfindungsgemäße Lösung dieser Aufgabe erfolgt durch die Lehre nach dem Kennzeichen des Patentanspruchs 1.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.

Nachfolgend wird die Erfindung anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 ein Schaltbild einer den Erfindern bekannten Schutzschaltungsanordnung,

F i g. 2 Signale zur Erläuterung des Betriebs der Schutzschaltungsanordnung nach Fig. 1,

F i g. 3 ein Schaltbild eines Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Schutzschaltungsanordnung und

F i g. 4 das Schaltbild eines weiteren Ausführungsbeispiels der Erfindung.

Zum besseren Verständnis der Erfindung wird zunächst anhand F i g. 1 eine von den Erfindern entwickelte Schutzschaltungsanordnung (kurz Schutzschaltung genannt) erläutert, die der Erfindung aber nicht als bekannter Stand der Technik oder älteres Recht entgegensteht.

In Fig. 1 umfaßt der Hauptstromkreis eine Gleichstromquelle B, einen Haupt-Schalter SWi, ein Schütz CTT, eine Gleichstromlast M(z. B. einen Gleichstromantrieb) und einen Gleichspannungs-Pulssteller CH. Die Schutzschaltungsanordnung ist mit drei Punkten des Hauptstromkreises durch jeweils Mehrleiter-Anschlüsse MCi, MCi und MCi verbunden. Diese drei Punkte sind die Verbindungspunkte zwischen dem Schütz CTT und der Gleichstromquelle B, zwischen der Gleichstromlast M und dem Gleichspannungs-Pulssteller CH sowie zwischen dem Gleichspannungs-Pulssteller CH und der Gleichstromquelle B.

Abhängig vom Schließen des Haupt-Schalters 5Wi wird die Quellenspannung von der Gleichstromquelle B an einen Kondensator C\ über einen Widerstand Ri, eine Z-Diode ZCh und Dioden Di und Ch gelegt Ein Basisstrom wird vom Kondensator Ci an einen Transistor T_r\ über einen Widerstand Ät gespeist, um diesen Transistor T_r\ einzuschalten. In diesem Zeitpunkt ist der Gleichspannungs-Pulssteller CH noch nicht in Betrieb. Wenn dann ein Schlüsselschalter SWi geschlossen wird, fließt ein Basisstrom zu einem Transistor T_r2 über Widerstände Rj und Rg, um diesen Transistor T,z einzuschalten. Ein Erregerstrom wird zur Spule CC des Schützes CTTgespeist, um dieses zu betätigen. Da der Transistor T_r\ in diesem Zeitpunkt leitet, liegt keine Spannung am Steueranschluß eines Thyristors Th. Deshalb ist der Thyristor T_h nicht eingeschaltet.

Durch Betätigung des Schützes CTT wird der Hauptstromkreis geschlossen, der von der Gleichstromquelle B zum Haupt-Schalter SW_U zum Schütz CTT, zur Gleichstroiiilast M, zum Gleichspannungs-Pulssteller CH und zur Gleichstromquelle B verläuft. Der Gleichspannungs-Püssteller CH wird eingescnaltet, wenn ein Betriebssignal von einem (nicht dargestellten) Steueranschluß-Steuerglied über einen Widerstand R\ im obigen Zustand eingespeist wird. Der Gleichspannungs-Pulssteller CH wird abhängig von der Einspeisung eines Sperrsignals ausgeschaltet. Jedoch tritt dieses Sperrsignal mit einer Verzögerung entsprechend dem Löschintervall auf (im allgemeinen in der Größenordnung von einigen 100 ,us). Zusätzlich zur Gleichstromlast M ist auch eine Dioden-Widerstands-Anordnung aus einer Diode D\ und dem Widerstand Ri mit dem Gleichspannungs-Pulssteller CH verbunden. Das Anodenpotential der Diode A fällt auf nahezu Null im leitenden Zustand des Gleichspannungs-Pulsstellers CH ab, während es im gesperrten Zustand des Gleichspannungs-Pulsstellers CH ansteigt.

Daher kann das Leiten oder Nichtleiten des Gleichspannungs-Pulsstellers CH genau ermittelt werden, indem das Anodenpotential der Diode D\ erfaßt wird. Ein Löschfehler des Gleichspannungs-Pulsstellers CH kann daher sofort erfaßt werden, indem das Anodenpotential der Diode D\ mit dem Betriebssignal-Pegel verglichen wird, um logisch zu erfassen, ob der Gleichspannungs-Pulssteller CH ohne Betriebssignal leitet.

Hierzu wird bei der Schutzschaltungsanordnung der Fig. 1 die Anodenspannung der Diode D\ durch die Z-Diode ZD₂ und die Diode Di geleitet und dann durch eine Z-Diode ZD\ in der Amplitude auf einen geeigneten Pegel begrenzt. Dieses Spannungssignal und das durch einen Widerstand R₃ geschickte Betriebssignal werden zu Dioden D₃ und Da gespeist, um die logische Summe (ODER-Verknüpfung) dieser Signale zu erhalten. Die Art der Entscheidung ist derart, daß der Löschfehler eingetreten ist, wenn die die logische Suh-.me (ODER-Verknüpfung) darstellende Spannung den Wert Null hat.

F i g. 2 zeigt Signale an verschiedenen Punkten der Fig. 1, wenn der Gleichspannungs-Pulssteller CH normal arbeitet und wenn ein Löschfehler auftritt. Der

Verlauf des Betriebssignals und des Sperrsignals ist jeweils in Fig. 2(A) und 2(B) gezeigt. Die Anodenspannung der Diode D\ fällt nahezu auf Null ab, wie dies im Teil a'der Periode a in Fig.2(C) gezeigt ist, wenn der Gleichspannungs-Pulssteller CH abhängig von der Einspeisung des Betriebssignals mit dem in Fig.2(A) gezeigten Verlauf einschaltet. Wenn der Gleichspannungs-Pulssteller CH abhängig von der Einspeisung des Sperrsignals mit dem in Fig. 2(B) dargestellten Verlaul ausschaltet, steigt die Anodenspannung der Diode D\ an, wie dies im Teil a"der Periode a in F i g. 2(C) gezeigt ist. jedoch liegt ein in Fig.2(D) dargestelltes amplitudenbegrenztes Signal tatsächlich an der Diode Di, da die Anodenspannung der Diode D₁ durch die Z-Diode ZDi auf einen geeigneten Pegel begrenzt wird. Das die logische Summe (ODER-Verknüpfung) der an die Dioden D₃ und D₄ gelegten Signale darstellende Spannungssignal hat einen niedrigen Pegel während des Löschintervalles, wie dies im Teil a"'der Periode a in F i g. 2(E) gezeigt ist. Tatsächlich wird jedoch dieses Spannungssignal durch den Kondensator Ci geglättet, und ein Signal in der Periode a in Fig.2(F) liegt am Transistor T_ru Da der Kondensator C₁ das Spannungssignal selbst im Teil mit niedrigem Pegel glättet, der während des Löschintervalls auftritt, fließt der Basisstrom kontinuierlich zum Transistor 7"_ri über den Basiswiderstand R₄. Deshalb wird der Transistor 7",, leitend gehalten, so lange der Gleichspannungs-Pulssteller normal arbeitet.

Wenn jedoch der Gleichspannungs-Pulssteller CH nicht ausgeschaltet wird, obwohl das Sperrsignal mit dem in F i g. 2(B) dargestellten Verlauf eingespeist wird, d.h., wenn ein Löschfehler des Gleichspannungs-Pulsstellers CH auftritt, steigt die Anodenspannung der Diode Di nicht an, obwohl sie den durch Strichlinien im Teil b" der Periode b in F i g. 2(C) dargestellten Verlauf im normalen Betriebszustand des Gleichspannungs-Pulsstellers CH haben sollte. In einem derartigen Fall kann die Klemmenspannung des Kondensators G auf Null verringert werden. Damit wird der Transistor T_r\ ausgeschaltet, und sein Kollektorpotential steigt an (NICHT-Verknüpfung), wie dies in der Periode b in Fig. 2(G) dargestellt ist so daß der Thyristor T_h eingeschaltet wird. Folglich fließt kein Basisstrom zum Transistor T_r2, der nunmehr ausgeschaltet ist und das Schütz CTTabschaltet

Es sei nun angenommen, daß eine Störung, wie z. B. ein fehlerhafter Kontakt oder ein Drahtbruch (vgl. oben), am Obergang zwischen dem Hauptstromkreis und er Schutzschaltungsanordnung auftritt. Wenn ein fehlerhafter Kontakt oder ein Drahtbruch an den Mehrleiter-Anschlüssen MC\ und MCi vorliegt fließt kein Erregerstrom zur Spule CC des Schützes CTT, so daß das Schütz CTTabgeschaltet ist In diesem Fall wird das Fahrzeug nicht weiter angetrieben, so daß die Sicherheit gewährleistet ist

Wenn jedoch ein fehlerhafter Kontakt oder ein Drahtbruch lediglich im Mehrleiter-Anschluß MCi auftritt wird das Schütz Ui 1 nicht abgeschaltet und der Gleichspannungs-Pulssteller CH arbeitet abhängig von der Einspeisung des Steuersignals. Wenn unter dieser Bedingung ein Löschfehler des Gleichspannungs-Pulsstellers eintritt fällt die Anodenspannung der Diode D\ nicht auf Null ab, da der Mehrleiter-Anschluß MCi nun getrennt ist Die Quellenspannung liegt weiter am Kondensator G über den Widerstand R2. die Z-Diode ZD2 und die Dioden D2 und Dj, um den Transistor T_T-\ leitend zu halten. Auf diese Weise wird ein Löschfehler des Gleichspannungs-Pulsstellers CH überhaupt nicht erfaßt. Das heißt, eine Erfassung des Löschfehlers des Gleichspannungs-Pulsstellers CHwird unmöglich, wenn ein fehlerhafter Kontakt oder ein Drahtbruch im ι Mehrleiter-Anschluß MCi bei einer derartigen Schaltung auftritt. Damit fließt durch den Hauptstromkreis ein Überstrom, der leicht die Thyristoren im Gieichspannungs-Pulssteller zerstört oder die Gleichstromlasl durchbrennen läßt. Weiterhin tritt ein sehr gefährlicher Zustand ein, wie z. B. ein Durchgehen des Fahrzeugs.

Um diesen gefährlichen Zustand zu vermeiden, sieht die Erfindung in der Schaltungsanordnung von Fig. 1 wesentliche Verbesserungen vor, indem der Weg zum Anlegen der Spannung an den Löschfehler-Fühler geändert wird, so daß das Schütz CTT zwingend abgeschaltet wird, um die Sicherheit zu gewährleisten, wenn eine Störung, wie z. B. ein fehlerhafter Kontakt der Leiter oder ein Drahtbruch, im Übergang zwischen dem Hauptkreis der Schutzschaltung auftritt.

2u Fig. 3 zeigt ein Ausführungsbeispiel der Erfindung, das gegenüber der Schaltung nach F i g. 1 wesentliche Vorteile hat. Die erfindungsgemäße Schaltung nach F i g. 3 weicht von der Schaltung nach F i g. 1 dadurch ab, daß Widerstände /J₉ und Λ10 anstelle der Diode Di und des Widerstandes R2 vorgesehen sind. Der Widerstand Rw in Fig. 3 hat einen Widerstandswert gleich dem Widerstandswert des Widerstandes R2 in F i g. 1. Der Widerstand Rg ist mit dem Hauptkreis über den Mehrleiter-Anschluß MC] und ebenfalls über einen weiteren Mehrleiter-Anschluß MG verbunden, während der Widerstand R\o an den Hauptkreis über den Mehrleiter-Anschluß Md angeschlossen ist

Der Widerstand /?₉ ist an den Hauptkreis über die Mehrleiter-Anschlüsse MG und MG aus den beschriebenen Gründen angeschlossen. Es sei jetzt einmal angenommen, daß die Mehrleiter-Anschlüsse MQ und MCa nicht über den Widerstand R9 verbunden wären. Dann kann keine Spannung an den Gleichspannungs-Pulssteller CH gelegt werden, bevor der Hauptstromkreis geschlossen ist d. h. im Zustand, in dem das Schütz CTT abgeschaltet ist In diesem Zeitpunkt liegt weder ein Betriebssignal noch ein Sperrsignal am Gleichspannungs-Pulssteller CH. Folglich wird der Transistor T_rl im nichtleitenden Zustand gehalten. Selbst wenn unter dieser Bedingung der Schlüsselschalter 5IV₂ geschlossen wird, um das Schütz CTT zum Schließen des Hauptstromkreises zu betätigen, wird der Transistor Τ_Γ2 im nichtleitenden Zustand gehalten, so daß unmöglich das Schütz CTT betätigt werden kann. Das heißt die Schutzschaltungsanordnung entscheidet fehlerhaft daß ein Löschfehler des Gleichspannungs-Pulsstellers vorliegt bevor der Hauptstromkreis geschlossen ist Um eine derartige Situation vor Schließen des Hauptstromkreises zu vermeiden, liegt die Quellenspannung kontinuierlich am Gleichspannungs-Pulssteller CH über den Widerstand R₉, um den Transistor T_ri leitend zu machen, so daß die Schutzschaltungsanordnung entscheiden kann, daß der Betrieb normal ist

Die folgenden Betriebszustände der in Fig.3 dargestellten Schaltung werden der Reihe nach beschrieben.

Abhängig vom Einschalten des Haupt-Schalters SW₁ liegt die Quellenspannung von der Gleichstromquelle B am Kondensator Q über die Widerstände Rs, Rj₀, die Z-Diode ZDi und die Dioden Di und Dy. Ein Basisstrom wird vom Kondensator G zum Transistor T_rt über den Widerstand A4 gespeist um den Transistor T_rl einzuschalten. Der resultierende Widerstandswert die-

ses Strompfades ist um den Widerstandswert des Widerstandes Rg größer als der Widerstandswert beim Ausführungsbeispiel der Fig. 1. Jedoch kann der gesamte gleiche Spannungspegel wie beim Ausführungsbeispiel in F i g. 1 an den Kondensator Q gelegt werden, indem geeignet der Widerstandswert des Widerstandes R^ gewählt wird, obwohl weniger Strom zur Z-Diode ZD\ gespeist wird. Daher ist der leitende Zustand des Transistors T_r\ in Fig.3 ebenfalls vollkommen gleich dem beim Ausführungsbeispiel in Fig.l.

Wenn dann der Schlüsselschalter SW₂ geschlossen wird, wird Basisstrom zum Transistor T_r2 über die Widerstände Ri und Rs gespeist, um den Transistor T_r2 einzuschalten, wodurch das Schütz CTT wie bei der Schaltung der F i g. 1 betätigt wird.

Die Betätigung des Schützes CTT schließt den Hauptstromkreis. Da der Innenwiderstandswert der Gleichstromlast M gewöhnlich sehr niedrig ist, ist die Anodenspannung des Gleichspannungs-Pulsstellers CH ungefähr gleich der Quellenspannung der Gleichstromquelle B. Der Widerstandswert des Widerstandes /?₎₀ in F i g. 3 ist ungefähr gleich dem des Widerstandes R₂ in Fig. 1 gewählt. Deshalb ist der durch die Z-Diode ZD₂ und die Dioden D₂, Di in Fig. 3 fließende Strom ungefähr gleich dem Strom in F i g. 1.

Die Anodenspannung des Gleichspannungs-Pulsstellers CH fällt auf Null ab, wenn der Gleichspannungs-Pulssteller CH eingeschaltet wird, und es fließt nunmehr kein Strom durch die Z-Diode ZD₂ und die Dioden D₂, Di. Nachdem das Schütz CTT betätigt wurde, ist der Zustand des Löschfehler-Fühlers in F i g. 3 vollkommen gleich dem der Schaltung in F i g. 1, und das Löschfehler-Erfassen dieser Schaltung erfolgt wie bei der nach Fig.l.

Es sei nun angenommen, daß ein fehlerhafter Kontakt in den Mehrleiter-Anschlüssen beim Ausführungsbeispiel der Fi g. 3 auftritt. Ein fehlerhafter Kontakt in den Mehrleiter-Anschlüssen MQ oder MCz gefährdet nicht irgendwie die Sicherheit, da das Schütz CTT in einem derartigen Fall nicht arbeitet. Ein fehlerhafter Kontakt im Mehrleiter-Anschluß MC₂ führt zu einer Verringerung des durch den Widerstand Λ10, die Z-Diode ZD₂ und die Dioden D₂, Di fließenden Stromes auf Null. In einer bestimmten Periode ist die Spannung des Kondensators Q Null, und das Schütz CTT ist wie bei der Erfassung eines Löschfehlers abgeschaltet. Wenn ein fehlerhafter Kontakt im Mehrleiter-Anschluß MQ auftritt wird kein Basisstrom zum Transistor T_r\ gespeist obwohl der Haupt-Schalter SW^ geschlossen ist Sobald daher der Schlüsselschalter SW2 eingeschaltet ist, wird der Thyristor Th eingeschaltet und der Transistor T_r2 leitet nicht um das Betätigen des Schützes CTTzu verhindern. Es sei dann angenommen, daß ein fehlerhafter Kontakt im Mehrleiter-Anschluß MQ auftritt nachdem das Schütz CTTbetätigt wurde. In diesem Fall wird der Transistor T_T \ leitend gehalten, da der Basisstrom dorthin über die Last M, den Widerstand Rs₀, die Z-Diode ZD₂ und die Dioden D₂, D3 gespeist wird. Deshalb wird das Schütz CTT nicht abgeschaltet und der Gleichspannungs-Pulssteller CH kann arbeiten. Nach Auftreten eines Löschfehlers wird in dieser Lage dieser unmittelbar erfaßt um das Schütz CJ J zu unterbrechen.

Daraus folgt daß die erfindungsgemäße Schutzschaltungsanordnung einen Löschfehler immer erfaßt wenn ein fehlerhafter Kontakt in einem beliebigen Mehrleiter-Anschluß MCj bis MQ auftritt Daher gewährleistet dieses Ausführungsbeispiel der Erfindung Sicherheit gegenüber Störungen, wie z. B. einem fehlerhaften Kontakt in den Mehrleiter-Anschlüssen oder Bruch der Leitungsdrähte, wodurch ein Durchgehen des Fahrzeuges oder Durchbrennen des Gleichspannungs-Pulsstellers CH verhindert wird, was die Zuverlässigkeit beträchtlich verbessert.

Hochspannung liegt am Gleichspannungs-Pulssteller CH aufgrund der Induktivität der Last Mim transienten Zustand, in dem der Gleichspannungs-Pulssteller CH vom Betriebszustand in den Sperrzustand ausgeschaltet wird. Diese Überspannung beträgt im allgemeinen das 2 - 2,5fache der von der Gleichstromquelle B abgegebenen Quellenspannung. Bei der Schaltung der F i g. 1 muß diese Überspannung durch die Diode D\ mit hoher Nenn-Durchbruchsspannung gesperrt werden. Bei der Schaltung der F i g. 3 ist jedoch eine derartige Diode nicht erforderlich, was den Aufwand entsprechend verringert. Weiterhin besteht keine Gefahr einer Zerstörung der Löschfehler-Fühler aufgrund Durchbruches der Dioden durch eine Stoßspannung, was die Zuverlässigkeil weiter verbessert.

Aus Gründen der Sicherheit und zur Verhinderung von Störungen muß eine Sicherung am Ausgang jeder Signalleitung vorgesehen werden, die vom Hauptstromkreis herausführt, so daß der Draht selbst dann nicht brennen kann, wenn er durch Ablösen seines Isoliermantels geerdet wird. Die Sicherung wird leicht unterbrochen, wenn sie z. B. einer Schwingung ausgesetzt ist. Deshalb kann die Erfassung eines Löschfehlers unmöglich werden, wie dies oben anhand der Schaltung der F i g. 1 erläutert wurde, wenn die Sicherung lediglich am Ausgang der nach außen führenden Leitung bei der Schaltung der F i g. 3 vorgesehen ist

Es liegt daher je eine Sicherung in Reihe mit den Mehrleiter-Anschlüssen MQ, MC₂ und MQ, so daß selbst bei Unterbrechung einer oder mehrerer Sicherungen die Schutzschaltungsanordnung wie beim ersten Ausführungsbeispiel den Löschfehler erfaßt um so ständig Sicherheit zu gewährleisten. Die Sicherung bei MCt kann auch weggelassen werden.

Fig.4 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung, das von der Schaltung der F i g. 3 abgewandelt ist Beim Ausführungsbeispiel der F i g. 4 sind die Logik-Teile in Fig.3 durch NICHT-Glieder, ein UND-Glied usw. ersetzt In Fig.4 ist ein erstes NICHT-Glied /M mit dem Widerstand R_m verbunden, um das Signal synchron zur Pulssteuerung des Gleichspannungs-Pulsstellers CH zwischen Betriebszustand und Sperrzustand (Ein-Aus-Steuerung) umzukehren. Ein zweites NICHT-Glied /M ist mit dem Widerstand Ri verbunden, um das Signal entsprechend dem Betnebssignal umzukehren. Die Ausgangssignaie der NICHT-Glieder /Ni und IN₂ werden in ein UND-Glied UND gespeist, von dem ein Ausgangssignal »1« nur dann auftritt, wenn ein Löschfehler des Gleichspannungs-Pulsstellers CH vorliegt Die Phase des Signals synchron zum Betriebszustand-Sperrzustand des Gleichspannungs-Pulsstellers CH ist im allgemeinen um das Löschintervall des Gleichspannungs-Pulsstellers CH gegen die Phase des Signals entsprechend dem Betriebssignal versetzt Damit tritt ein »!«-Ausgangssignal vom UND-Glied UND für eine sehr kurze Zeitdauer auf, die im allgemeinen in der Größenordnung von 500 μβ ist Jedoch wird dieses Ausgangssignal durch den Kondensator Cj geglättet und es überschreitet nicht die Zener-Spannung einer Z-Diode ZDj. Nach Auftreten eines Löschfehlers des

Gleichspannungs-Pulsstellers CH erzeugt das UND-Glied UND em »lw-Ausgangssignal, und die Spannung des Kondensators Q überschreitet die Zener-Spannung der Z-Diode ZDi, um den Thyristor 7* einzuschalten, wodurch das Schütz CTTabgeschaltet wird.
Die Erfindung ermöglicht also ein zuverlässiges

10

Trennen der Gleichslromlast von der Gleichstromquelle, wodurch die Sicherheit bei fehlerhaftem Kontakt oder Drahtbruch im Übergang zwischen dem Hauptstromkreis und der Schutzschaltungsanordnung verbessert wird.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Schutzschaltungsanordnung für einen Gleichstrom-Hauptstromkreis

— enthaltend

— eine Gleichstromquelle,

— einen Gleichstromantrieb (eine Gleichstromlast), die mit ihrem einen Anschluß an einen Pol der Gleichstromquelle Ober eine Schalteinrichtung angeschlossen ist,

— einen Gleichspannungs-Pulssteller, der mit seinem einen Anschluß an den anderen Anschluß des Gleichstromantriebes (der Gleichstromlast) und mit seinem anderen Anschluß an den anderen Pol der Gleichstromquelle angeschlossen ist,

— welche Schutzschaltungsanordnung einen bei über den Löschzeitpunkt hinaus andauernder Stromflußdauer des Gleichspannungs-Pulsstellers ansprechenden Löschfehler-Fühler aufweist, dessen Ausgangssignal die Schalteinrichtung auslöst,

gekennzeichnetdurch

— einen gesonderten Nebenwiderstand (Rs) parallel zu der Reihenschaltung der Schalteinrichtung (CTT) und des Gleichstromantriebs (M) (der Gleichstromiast),

— eine an die Verbindung des Gleichspannungs-Pulsstellers (CH) mit dem Gleichstromantrieb (M)(der Gleichstromiast) angeschlossene Widerstands-Dioden-Anordnung (Rio, D₂), die ein Signal abgibt, wenn

— bei fehlendem Steuersignal für den Gleichspannungs-Pulssteller (CH) dessen Ausgangspotential einer Stromführung entspricht

— oder ihr Anschluß an die Verbindung unterbrochen ist,

— ein NOR-Glied (D₃, D₄, Tn; //V₁, //V₂, UND),

— dessen erster Eingang der Wüerstands-Dioden-Anordnung (Rw, Di) nachgeschaltet ist und dessem zweiten Eingang das Steuersignal des Gleichspannungs-Pulsstellers (CH) zugeführt ist,

— wobei das Ausgangssignal des NOR-Glieds (D,, D₄, Tr₁; IN₁, IN₂, UND) die Schalteinrichtung (CTT) auslöst

(Fig. 3;4).

2. Schutzschaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,

— daß das NOR-Glied gebildet ist durch:

— ein ODER-Glied aus zwei parallelgeschalteten Dioden (Di, Dt) und

— ein diesem nachgeschaltetes NICHT-Glied mit einem Transistor (Tn)

(F ig.

3).

.'!. Schutzschaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,

— daß das NOR-GlieJ gebildet ist durch:

— zwei parallelgeschaltete NICHT-Glieder (//Vi,//V₂) und

— ein diesem nachgeschaltetes UND-Glied (UND)

(F ig. 4).

4. Schutzschaltungsanordnung nach Anspruch 2, gekennzeichnet durch

— einen Kondensator (C\) zum Glätten des Ausgangssignals des ODER-Glieds (Di, D₄) und

— einen Halbleiter-Schalter (Th), der bei Absinken der Spannung am Kondensator (Ci) unter einen vorbestimmten Wert das Ausgangssignal für die Schalteinrichtung (CTT) erzeugt

(F ig· 3).

5. Schutzschaltungsanordnung .nach Anspruch 2 oder 4, dadurch gekennzeichnet,

— daß das ODER-Glied (D₃, D,) zusätzlich einen Amplitudenbegrenzer (ZDi) aufweist, der das Ausgangssignal des Widerstands (Rio) der Widerstands-Dioden-Anordnung (Ai₀, Di) auf einen vorbestimmten Pegel begrenzt

(F ig. 3).

6. Schutzschaltungsanordnung nach Anspruch 5, gekennzeichnet durch

— eine Z-Diode (ZD2) zwischen dem Widerstand (R]₀) der Widerstands-Dioden-Anordnung (R₁₀, D₂) und dem Amplitudenbegrenzer (ZDi)

(F ig. 3).