DE3239840C2

DE3239840C2 - Schaltungsanordnung zum Betätigen elektromagnetischer Schaltgeräte

Info

Publication number: DE3239840C2
Application number: DE3239840A
Authority: DE
Inventors: Gerhard Dipl.-Ing. 8450 Amberg Schröther
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1982-10-27
Filing date: 1982-10-27
Publication date: 1986-11-20
Also published as: EP0109540A3; DE3239840A1; EP0109540A2; US4563721A; JPS5994322A

Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf eine Schaltungsanordnung zum Betätigen von Erregerspulen (1) für elektromagnetische Schaltgeräte. Mit der Erregerspule in Reihe ist ein Transistor (2) als elektronischer Schalter geschaltet. Der Reihenschaltung parallel liegen einerseits ein Kondensator (4) und andererseits ein Taktgenerator (3), der in einer vorgegebenen Frequenz den Transistor (2) öffnet bzw. schließt. Hierdurch läßt sich beim Öffnen eine definierte Ausschaltverzögerung des elektromagnetischen Schaltgerätes erreichen und beim Einschalten unter Verwendung eines den Taktgenerator (3) zunächst totlegenden Zeitgliedes (10) eine sogenannte Gleichstromsparschaltung für elektromagnetische Schaltgeräte erreichen.

Description

cine Gleichstromquelle anschließen zu können ist es weiterhin vorteilhaft, wenn der Schaltungszuordnung eine Diode in Durchlaßrichtung des elektronischen Schalters vorgeschaltet ist Diese Diode wird bei Anschluß an eine Wechselstromquelle zum Aufladen des Kondensators mit Gleichspannung auf jeden Fall benötigt. Um an sich handelsübliche elektromagnetische Schaltgeräte auf einfache Weise in der erfindungsgemäßen Art umrüsten zu können ist es vorteilhaft, wenn die Bauteile der Schaltungsanordnung zu einer mit dem elektromagnetischen Schaltgerät mechanisch verbindbaren Baueinheit zusammengefaßt sind.

Anhand der Zeichnung wird ein Ausführungsbeispiel gemäß der Erfindung beschrieben und die Wirkungsweise näher erläutert Es zeigt

F i g. 1 eine Schaltungsanordnung, die zur Ausschaltverzögerung benutzbar ist und zur Verwendung als Gleichstromsparschaltung mit einem vorgeschalteten Zeitglied versehen ist

Fig.2 die Stromflußdiagramme über der Zeit im Spulen- und im Gesamtstromkreis.

Bei der Schaltungsanordnung nach F i g. t liegt parallel zur Reihenschaltung als Erregerspule 1 υ-Ά den elektronischen Schalter bildenden Transistor 2 parallel der Taktgenerator 3 und der Kondensator 4. Die Parallelschaltung ist bereits getrennt von den Netzkiemmen 5,6 durch den geöffneten Schalter 7. Eine Diode 8 sorgt für die Möglichkeit die Schaltungsanordnung sowohl an Wechselspannung als auch an Gleichspannung anschließen zu können. Direkt parallel zur ErregersDule 1 liegt eine Freilaufdiode 9. Zur Funktion ist folgendes auszuführen: Wird entweder der Schalter 7 nach seinem Geschlossensein geöffnet oder aber die Spannung an de» Netzklemmen 5,6 kurzzeitig unterbrochen, so wird sich der auf die Spannung Uo aufgeladene Kondensator mit der von dem in einem weiten Spannungsbereich arbeitenden Taktgenerator 3 vorgegebenen Schaltfrequenz über die Erregerspule 1 entladen. Die Entladezeit ist über die Taktfrequenz bestimmbar. Die Freilaufdiode 9 bewirkt einen verlangsamten Abbau der Spulenenergie während c'.t vom Taktgenerator 3 über den Transistor 2 vorgegebenen stromlosen Pause, so daß sich der Slromfluß in der Spule /_s über der Zeit aus F i g. 2 ergibt. / über der Zeit stellt den Stromfluß im Entladekreis beim Takten dar. Der Stromfluß in der Erregerspule geht somit auch im Taktbetrieb, wie die F i g. 2 zeigt, nicht gai.z auf Null, so daß das elektromagnetische Schaltgerät, solange der Kondensator 4 die notwendige Spannung abgibt, eingeschaltet bleibt.

Wird nun der Schalter 7 geschlossen, so wird ein Kondensator 4 über die DioJe 8 geladen. Ein mit dem Taktgenerator 3 zusammenwirkendes Zeitglied 10 bewirkt, daß der Taktgenerator zunächst für eine dem Zeitglied entsprechende vorgegebene Zeit den Transistor 2 durchgeschaltet. Hierdurch erhält die Erregerspule 1 Einschaltbefehl, und der nur durch den ohmschen Spulenwiderstand begrenzte und erwünschte hohe Strom läßt das elektromagnetische Schaltgerät einschalten. Nach Ablauf der vorgegebenen Zeit, die etwa gleich der Schließzeit des Magnetsystems ist, geht der Taktgenerator 3 in den Taktbetrieb über. Das Impuls-Pause-Verhältnis ist so zu wählen, daß die Schützspuie thermisch nicht überlastet wird, wie dies bei bekannten Anordnungen durch Vorschalten des Sparwiderstandes sichergestellt wurde. Durch die erfindungsgemäße Anordnung ist somit eine Anordnung geschaffen, die sowohl die Funktion von abfallverzögerten Schützen als auch die l-unkiion von Gleichst.'umsparschaltungen übernehmen kann, ohne hierbei einen gesonderten Aufwand zu benötigen.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

I 2 Zeitglied zugeordnet ist und daß der Erregerspule eine Patentansprüche: Freilaufdiode parallelgeschaltet ist Zur Abfallverzögerung eines Wechselstromschützes

1. Schaltungsanordnung zum Betätigen von Erre- ist es an sich bekannt (DE-OS 26 12 592), bei Ausfall der gerspu'en elektromagnetischer Schaltgeräte unter 5 Wechselspannung ein Reed-Relais ansprechen zu las-Verwendung eines parallel zur Betätigungsspan- sen, wodurch eine mit einem entsprechenden Speicher nung liegenden Kondensators und eines Ein- bzw. versehene Steuerelektronik die Zündung eines Thyri-Ausschalters für die Anordnung, dadurch ge- stors einleitet, worauf sich ein Kondensator über diesen kennzeichnet, daß dem Kondensator (4) ein Thyristor, einen Vorwiderstand und die Erregerspule Taktgenerator (3) parallel und der Erregerspule (1) io des Wechselstromschützes relativ schnell einiaden ein vom Taktgenerator (3) gesteuerter elektroni- kann, wodurch im Verhältnis zur Kapazität des Kondenscher Schalter (2) vorgeschaltet, wobei dem Taktge- sators eine relativ geringe Abfallverzögerung erreichnerator (3) ein Zeitglied (10) zugeordnet ist, und daß bar ist Da der Thyristor von der Steuerelektronik nur der Erregerspule (1) eine Freilaufdiode (9) parallel- einen kurzzeitigen Impuls bekommen kann, ist es erforgeschaltet ist. 15 derlich, daß sofort ein den leitenden Zustand des Thyri-

2. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, da- sturs aufrechterhaltender Strom einsetzt Hierzu ist zudurch gekennzeichnet, daß Taktgenerator (3) bzw. sätzlich parallel zur Erregerwicklung ein weiterer Kon-Zeitglied (10) einstellbar sind. densator mit Widerstand geschaltet, der für ein schnel-

3. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1 oder 2, les Einsetzen des Entladestromes und dafür, daß der dadurch gekennzeichnet daß der Schaltungsanord- 20 Thyristor nicht wieder in den sperrenden Zustand zunung eine Dipde (8) in Durchlaßrichtung des elektro- rückfällt sorgt Diese Anordnung ist durch die erfordernischen Schalters (2) vorgeschaltet ist üchen zusätzlichen Teile für die Zündung des Thyristors

4. Schaltungsanordnung nach einem der vorherge- relativ aufwendig; zum anderen ist kein gezieltes Entiahenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet daß die den des Kondensators über die Erregerspule zur Errei-Bauteile der Schaltungsanordnung zu einer mit dem 25 chung eines großen Öffnungsverzuges vorhanden,
elektromagnetischen Schaltgerät mechanisch ver- Es ist weiterhin eine Schaltungsanordnung in Verbinbindbaren Baueinheit zusammengefaßt sind. dung mit einer induktiven Last als Taktgenerator bekannt (US-PS 35 49 9J5). Der hier vorgesehene Kon-

densator bestimmt im Zusammenhang mit einem Wi-

30 derstand die Impulsbreite und Frequenz des Taktgenerators, wobei die Taktung aus der Abfrage des Spulen-

Die Erfindung L_zieht sich auf eine Schaltungsanord- stromes über den Spannungsabfall an einem der Spulennung zum Betätigen von Err?gerspr'en elektromagnet!- wicklung vorgeschalteten Widerstand abgeleitet wird, scher Schaltgeräte unter Verwendung eines parallel zur Diese Schaltungsanordnung ist nicht geeignet eine Zeit-Betätigungsspannung liegenden Kor'ensators und ei- 35 verzögerung beim Ausschalten zu realisieren,
nes Ein- bzw. Ausschalters für die Anordnung. Durch das Vorsehen des erfindungsgemäßen Taktge-

Bei einer bekannter Schaltungsanordnung (Siemens- nerators kann ein relativ großer Öffnungsverzug durch Katalog NS2, Januar 1974) ist zur Erzielung eines gro- Anpassung der Impulsbreiten in bezug auf die Impulsßen Öffnerverzuges, beispielsweise zur Überbrückung frequenz unter Berücksichtigung der erforderlichen kurzer Spannungsunterbrechungen im Steuerstrom- 40 Halteenergie für das Magnetsystem fco· gleicher Kapakreis. parallel zur Schützspule ein Energiespeicher in zität des parallelgeschalteten Kondensators, wie beim Form eines Kondensators geschaltet, der sich bei Aus- Stand der Technik, oder der gleiche Öffnungsverzug bei fall der Steuerspannung über die Spule entlädt so daß erheblich verminderter Kapazität des Kondensators crder Schützmagnet für längere Zeit geschlossen bleibt. reicht werden. Dadurch, daß der Erregerspule eine Frei-Um reproduzierbare Schaltzeiten zu erhalten, muß der 45 laufdiode parallelgeschaltet ist, wird weiterhin ein verKondensator mit Gleichspannung aufgeladen werden. langsamter Abbau der Spulenenergie während der vom Außerdem muß aus Gründen einer ausreichend großen Taktgenerator über den elektronischen Schalter vorgc-Zeitkonstante im Entladekreis ein Schützantriebsma- gebenen stromlosen Pause erreicht, d. h. auch hierdurch gnetsystem verwendet werden, das auch ohne Beschal- ist eine zusätzliche Energieeinsparung möglich. Durch tung für den Betrieb mit Gleichstrom geeignet ist. 50 das Zuordnen eines Zeitgliedes für den Taktgenerator,

Bei einer derartigen Ausführungsform kann demnach d. h. der Taktgenerator wird für den Einschaltbetrieb in Wechselstrommagcetsystemen der Öffnungsverzug nicht wirksam, kann die Auslegung der Impulsbreite bei bereits im Betrieb befindlichen Schützen nicht ein- bzv. Frequenz rein für den Haltebetrieb und entsprefach durch einen Zusatzbaustein vergrößert werden; chend der Abfallverzögerung ausgelegt werden, so daß denn Wechselstrommagnetsysteme besitzen für Gleich- 55 auch hierdurch eine weitere Energieeinsparung erfolgt. Strombetätigung einen zu kleinen Widerstand und damit Durch das Vorsehen des Zeitgliedes können weiterhin auch eine für die Entladung zu geringe Zettkonstante. an sich bekannte Sondermaßnahmen, die sogenannten Der Erfindung liegt somit die Aufgabe zugrunde, eine Gleichstromsparschaltungen mit Vorwiderständen, die Schaltungsanordnung der obengenannten Art dahinge- für den Einschaltvorgang überbrückt werden, oder hend zu verbessern, daß zur Erreichung eines großen 60 Doppelwicklungssysteme mit Anzugs- und Haltewick-Öffnungsverzuges unter Verwendung eines mit Gleich- lung entfallen, Das Vorsehen einer Einstellmöglichkeil strom aufladbaren Kondensators die Verwendung eines für das Schaltglied kann auch hier von Vorteil sein. Den Wechselstrommagnetsystems möglich ist, ohne hierbei Taktgenerator einstellbar vorzusehen ist von Vorteil, da einen erheblichen Aufwand treiben zu müssen. Dies sich hierdurch die Abfallzeiten bei Verwendung der wird auf einfache Weise dadurch erreicht, daß dem Kon- 65 Schaltungsanordnung als abfallverzögertes Schütz auf densator ein Taktgenerator parallel — und der Erreger- einfache Weise einstellen lassen, ohne Kondensatoren spule ein vom Taktgenerator gesteuerter elektronischer und Widerstände auswechseln zu müssen. Um beliebige, Schalter vorgeschaltet, wobei dem Taktgenerator ein üblicherweise wechselstrombetätigte Schul/antriebe an