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Kennwort: "Kombi-Schütz"
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Schaltgerät, insbesondere zum Ein- und Ausschalten von Stromverbrauchern
großer Leistung Die Erfindung betrifft ein Schaltgerät, insbesondere zum Ein- und
Ausschalten von Stromverbrauchern großer Leistung, bestehend aus einem elektromechanischen
Schalter, der ein elektromagnetisch mit einem Steuerstrom betätigbares Schaltglied
zum Verbinden und Unterbrechen der zum Verbraucher führenden Leitung aufweist und
einem in Parallelschaltung dazu angeordneten elektronischen Festkörperschalter (solid-state-Schalter),
der ebenfalls vom Steuerstrom betätigt in seiner bei der Ein-Betätigung des Schaltgerätes
vor dem Schließen des elektromechanischen Schalters erreichten Ein-Stellung eine
niederohmige und bei der Aus-Betätigung des Schaltgerätes nach dem Öffnen des elektromechanischen
Schalters erreichten Aus-Stellung eine hochohmige Verbindung zum Verbraucher darstellt.
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Bei diesem bekannten Hybrid-Schalter wird von dem bekannten Vorteil
eines elektronischen Festkörperschalters Gebrauch gemacht, ohne jedoch dessen Nachteile
durch den parallelgeschalteten elektromechanischen Schalter vollkommen auszuschalten.
Mit dem elektronischen Festkörperschalter ist ein verschleißfreies und geräuschloses
Ein-
und Ausschalten von Verbrauchern mit großer Leistung möglich. Der elektronische
Festkörperschalter stellt in der Ein-Stellung eine niederohmige und in der Aus-Stellung
eine hochohmige Verbindung zum Verbraucher dar.
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Nach dem Ausschalten des Verbrauchers mit dem elektronischen Festkörperschalter
hat somit eine galvanische Trennung vom Verbraucher nicht stattgefunden, so daß
der Verbraucher immer noch unter Spannung steht. In der Ein-Stellung stellt der
elektronische Festkörperschalter eine niederohmige Verbindung dar und bildet somit
einen Widerstand, der Verlustwärme produziert.
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Beim bestimmungsgemäßen Gebrauch des Hybrid-Schalters wird zum Einschalten
des Verbrauchers zunächst der elektronische Festkörperschalter eingeschaltet und
kurz darauf der parallelgeschaltete elektromechanische Schalter. Durch die Parallelschaltung
des elektromechanischen Schalters wird der elektronische Festkörperschalter kurzgeschlossen,
so daß der Strom nicht mehr durch den elektronischen Festkörperschalter fließen
muß, so daß im elektronischen Festkörperschalter keine Verlustwärme mehr entsteht.
Zum Abschalten des Verbrauchers wird zunächst der elektromechanische Schalter geöffnet
und kurze Zeit darauf der elektronische Festkörperschalter in die Aus-Stellung überführt.
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Bei einer alleinigen Benutzung eines elektromechanischen Schalters
entstehen insbesondere beim Ausschalten zwischen den zu trennenden Kontakten Lichtbögen,
die einen vorzeitigen Verschleiß bewirken. Die Abstände zwischen den miteinander
in Berührung zu bringenden Kontaktflächen müssen dabei sehr groß sein, wodurch große
Schaltbewegungen mit erheblichen Geräuschen erforderlich sind. Diese großen Schaltbewegungen
begrenzen die Schaltgeschwindigkeit sehr stark.Um diese Schaltbewegungen durchführen
zu
können, sind dabei auch noch große Elektromagneten und verhältnismäßig
große Steuerströme erforderlich.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Schaltgerät der eingangs
erläuterten Art zu schaffen, welches lediglich die Vorteile von elektromechanischen
Schaltern und von elektronischen Festkörperschaltern aufweist, während die Nachteile
von elektromechanischen Schaltern und die Nachteile von elektronischen Festkörperschaltern
vermieden sind.
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Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß dem elektronischen
Festkörperschalter in Reihenschaltung ein weiterer elektromechanischer Schalter
zugeordnet ist, dessen elektromagnetisch mit dem Steuerstrom betätigbares Schaltglied
bei der Ein-Betätigung des Schaltgerätes vor dem Erreichen der Ein-Stellung des
elektronischen Festkörperschalters die Verbindungsstellung und bei der Aus-Betätigung
des Schaltgerätes nach dem Erreichen der Aus-Stellung des elektronischen Festkörperschalters
die Unerbrechungsstellung einnimmt. Hiermit wird in einfacher Weise erreicht, daß
beim Einschalten des Stromverbrauchers mit großer Leistung zunächst der mit dem
elektronischen Festkörperschalter in Reihe geschaltetg zweiterelektromechanische
Schalter eingeschaltet wird. Dadurch wird der elektronische Festkörperschalter unter
Strom gesetzt, so daß dieser nunmehr eingeschaltet werden kann, wodurch der Stromverbraucher
schon einmal eingeschaltet wird.
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Der Strom fließt dabei durch den zweiten elektromechanischen Schalter
und den elektronischen Festkörperschalter, wodurch am elektronischen Festkörperschalter
Verlustwärme eintritt. Diese Verlustwärme ist jedoch vernachlässigbar, da unmittelbar
nach dem Einschalten des elektronischen Festkörperschalters der parallel dazu geschaltete
erste
elektromechanische Schalter eingeschaltet wird, so daß der
Strom nunmehr hauptsächlich durch diesen ersten elektromechanischen Schalter fließt.
Der Widerstand des ersten elektromechanischen Schalters ist dabei sehr viel kleiner
als der Widerstand des elektronischen Festkörperschalters, so daß praktisch durch
den zweiten elektromechanischen Schalter und dem elektronischen Festkörperschalter
kein Strom fließt. Erforderlichenfalls könnte jedoch auch nach dem Schließen des
ersten elektromechanischen Schalters der zweite elektromechanische Schalter und/oder
elektronische Festkörperschalter wieder geöffnet werden, um jeden Stromdurchfluß
durch den Festkörperschalter zu verhindern.
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Beim Abschalten des Stromverbrauchers ist zunächst wieder der zweite
elektromechanische Schalter und/oder der elektronische Festkörperschalter zu schließen,
sofern dieser oder jener zur Vermeidung eines Stromdurchflusses durch den elektronischen
Festkörperschalter geöffnet worden war. Anschließend wird dann der erste elektromechanische
Schalter geöffnet, so daß nunmehr der Strom zum Verbraucher nur noch durch den elektronischen
Festkörperschalter und dem in Reihe dazu geschalteten zweiten elektromechanischen
Schalter fließt.
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Zu diesem Zeitpunkt ist der Stromverbraucher noch nicht abgeschaltet.
Kurzzeitig nach dem Öffnen des ersten elektromechanischen Schalters erfolgt dann
das Überführen des elektronischen Festkörperschalters in die Aus-Stellung, wodurch
der Stromverbraucher nunmehr abgeschaltet wird. Dieses Abschalten des Stromverbrauchers
kann unter voller Last geschehen, ohne daß Lichtbögen od.dgl. entstehen können.
Kurzzeitig nach dem Überführen des elektronischen Festkörperschalters in die Aus-Stellung
erfolgt dann das Überführen des zweiten elektromechanischen Schalters in die Offenstellung.
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Beim Öffnen des ersten elektromeçhaZisctren Schatters wird, wie bereits
erwähnt, der Stromzufluß zum stroms verbraucher nicht unterbrochen, so daß an den
Kontakten des ersten elektromechanischen Schalters keine Abreißfunken oder Lichtbögen
entstehen. Beim Öffnen des zweiten elektromechanischen Schalters, an dem nur noch
Spannung anliegt, fließt kein Strom mehr zum Stromverbraucher, so daß auch an den
Kontakten des zweiten elektromechanischen Schalters keine Abreißfunken oder Lichtbögen
entstehen können. Durch die beiden elektromechanischen Schalter in den beiden Parallelstrecken
ist der Stromverbraucher auch galvanisch von der Stromquelle getrennt, so daß der
Stromverbraucher nicht mehr unter Spannung steht.
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Zum Ein- und Ausschalten von Wechselstrom kann der elektronische
Festkörperschalter aus Thyristoren bestehen. Mit diesen bekannten Thyristoren ist
in einfacher Weise ein Abschalten von Wechselstrom möglich, wobei die Abschaltung
ohne Abreißfunken oder Lichtbogen erfolgt. Zur Abschaltung von Drei-Phasen-Drehstrom
sind üblicher Weise 6 Thyristoren erforderlich.
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Zum Ein- und Ausschalten von Wechselstrom kann der elektronische
Festkörperschalter aus einem Triac bestehen.
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Mit diesem bekannten Triac ist in einfacher Weise ein Abschalten
von Wechselstrom möglich, wobei die Abschaltung ohne Abreißfunken oder Lichtbogen
erfolgt. Da der Triac beide Halbwellen des Wechselstroms in der Ein-Stellung durchläßt,
sind zur Abschaltung von Drei-Phasen-Drehstrom lediglich 3 Triacs erforderlich.
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Zum Ein- und Ausschalten von Gleichstrom kann der elektronische Festkörperschalter
aus einem GTO (gateturn off-Thyristor) bestehen. Mit diesem bekannten GTO ist in
einfacher Weise ein Abschalten von Gleichstrom großer Leistung möglich.
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Zum Ein- und Ausschalten von Gleichstrom kann der elektronische Festkörperschalter
aus einem Transistor bestehen. Mit diesem Transistor ist in einfacher Weise ein
Ein- und Ausschalten von Gleichstrom großer Leistung möglich.
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Die kurzzeitig aufeinanderfolgende Zuführung des Steuerstroms zu den
beiden elektromechanischen Schaltern und dem elektronischen Festkörperschalter kann
in einfacher Weise elektronisch gesteuert sein. Hiermit ist in einfacher Weise eine
kurzzeitig aufeinanderfolgende Betätigung der einzelnen Schalter in der vorbestimmten
Reihenfolge möglich, wobei der erforderliche Steuerstrom den einzelnen Verbrauchern
angepaßt werden kann.
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Der elektromechanische Schalter des Schaltgerätes kann ein geschlossenes,
luftleer gepumptes, gasdichtes Gehäuse zur Aufnahme des Schaltgliedes und der Verbindungskontakte
aufweisen. Die miteinander in Berührung kommenden Kontaktflächen des Schaltgliedes
und der Verbindungskontakte können somit in einfacher Weise in einem geringen Abstand
zueinander angeordnet werden, da Vakuum ein sehr gutes Dielektrikum darstellt. Durch
die geringen Abstände zwischen den miteinander zu verbindenden Kontaktflächen sind
auch nur kleine Schaltbewegungen erforderlich, so daß die zum Betätigen des Schaltgliedes
erforderlichen Elektromagneten nur eine geringe Leistung benötigen und dadurch geräuscharm
wirken. Zudem wird eine hohe Schaltgeschwindigkeit erreicht.
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Das luftleer gepumpte, gasdichte Gehäuse des elektromechanischen Schalters
kann mit Edelgas, insbesondere mit Überdruck, gefüllt sein. Edelgas ist noch besser
geeignet als Vakuum, so daß die Abstände zwischen den miteinander zu verbindenden
Kontaktflächen noch weiter verringert werden können.
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Das luftleer gepumpte, gasdichte Gehäuse des elektromechanischen Schalters
kann auch mit Schwefelhexafluorid-Gas, insbesondere mit Überdruck, gefüllt sein.
Schwefelhexafluorid ist am besten geeignet, so daß die Abstände zwischen den miteinander
in Kontakt zu bringenden Kontaktflächen auf 0,5 - 0,8 mm verringert werden können.
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Das Gehäuse des elektromechanischen Schalters kann aus einer metallischen
Grundplatte mit zur Aufnahme der bis zur Innenseite der Grundplatte ragenden Verbindungskontakte
und des Magnetkerns des mit dem Steuerstrom beaufschlagbaren Elektromagnets dienenden
Durchbrüchen bestehen, auf der ein kappenförmiger Stahlblech-Deckel durch eine Widerstandsverschweißung
gasdicht verbunden ist, wobei die Verbindungskontakte und der Magnetkern mit je
einer Eingießung aus Keramik oder Glas in den Durchbrüchen gasdicht und gegenüber
der Grundplatte isoliert gehaltert sind. Dadurch ist eine besonders wohlfeile Fertigung
des Gehäuses möglich, wobei die Verbindungskontakte und der Magnetkern des Elektromagneten
durch Durchbrüche in der metallischen Grundplatte bis in den Innenraum des Gehäuses
ragen und dabei durch Eingießungen aus Keramik oder Glas in den Durchbrüchen der
metallischen Grundplatte gasdicht und isoliert gehaltert sind.
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Der Stahlblech-Deckel kann von einem abquetschbaren und verschweißbaren
Röhrchen zum Aufbau des Vakuums und gegebenenfalls anschließender Füllung mit dielektrischem
Gas durchgriffen sein. Nach der Herstellung des Gehäuses kann somit in einfacher
Weise der Innenraum des Gehäuses leergepumpt und gegebenenfalls mit dielektrischem
Gas gefüllt werden. Nach dem Leerpumpen bzw. Einfüllen des dielektrischen Gases
wird das Röhrchen abgequetscht und/ oder verschweißt, so daß keine Luft in das Innere
des Gehäuses eindringen kann.
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Das im Inneren des Gehäuses des elektromechanischen Schalters vorgesehene
Schaltglied kann von einem Kunststoffkörper gebildet sein, der den Gegenmagneten
für das Elektromagnet haltert, wobei der Gegenmagnet bei der Beaufschlagung des
Elektromagnets entgegen der Wirkung von Federn gegen den Magnetkern anziehbar ist.
Durch Einschalten des Elektromagneten wird somit der Gegenmagnet entgegen der Wirkung
der Feder in Anlagestellung mit dem Magnetkern gebracht, so daß das Schaltglied
in die Ein-Stellung überführt wird. Beim Ausschalten des Elektromagneten kehrt das
Gegenmagnet unter der Wirkung seiner Federn in die Grundstellung zurück und überführt
dabei das Schaltglied in die Offen-Stellung.
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Der das Schaltglied bildende Kunststoffkörper kann für die elektrische
Verbindung des in das Gehäuse hineinragenden Kontaktpaares zwei mit Federn belastete
Kontaktzapfen aufweisen, die mit einer Verbindungslitze miteinander verbunden sind.
Beim Überführen des Schaltgliedes in die Ein-Stellung werden somit in einfacher
Weise die mit Federn belasteten Kontaktzapfen gegen die beiden Verbindungskontakte
gedrückt, wobei die beiden Kontaktzapfen mit einer Verbindungslitze miteinander
verbunden sind. Dadurch wird in einfacher Weise beim Überführen des Schaltgliedes
in die Ein-Stellung die beiden Verbindungskontakte elektrisch miteinander verbunden,
wobei die Kontaktzapfen jeweils großflächig auf die Verbindungskontakte aufliegen,
da sie unter Federspannung stehen.
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Bei einer Benutzung des elektromechanischen Schalters zum Schalten
von Drei-Phasen-Drehstrom kann das Schaltglied drei Paar Kontaktzapfen für die drei
Stromleiter aufweisen. Mit dem einen Schaltglied können somit in einfacher Weise
alle drei Leiter des Drei-Phasen-Drehstroms gleichzeitig unterbrochen bzw. verbunden
werden.
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Die zum Schaltgerät gehörenden beiden elektromagnetischen Schalter
und der elektronische Festkörperschalter können zusammen in einem Kunststoffgehäuse
zu einer Baueinheit zusammengefaßt sein. Dadurch ist in einfacher Weise eine
einfache
Montage und Demontage des Schaltgerätes möglich.
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Auf der Zeichnung ist die Erfindung in einem Ausführungsbeispiel dargestellt,
und zwar zeigen: Fig. 1 ein erfindungsgemäßes Schaltgerät in schaubildlicher Darstellung,
Fig. 2 der im erfindungsgemäßen Schaltgerät benutzte elektromechanische Schalter
in einem Schnitt nach der Linie II-II der Fig. 3, Fig. 3 einen Schnitt nach der
Linie III-III der Fig. 2 und Fig. 4 einen Schaltplan, nach dem die beiden elektromechanischen
Schalter und der elektronische Festkörperschalter zueinander angeordnet sind.
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Das in der Fig. 1 dargestellte Schaltgerät besteht aus einem Kunststoffgehäuse
10, in dem zwei noch zu beschreibende elektromechanische Schalter 11 und lla und
ein elektronischer Festkörperschalter 12 in noch zu beschreibender Schaltungsanordnung
vorgesehen sind.
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Das Schaltgerät ist dabei für Drei-Phasen-Drehstrom ausgelegt und
weist hierzu drei Anschlußklemmen 13 und drei weitere an der Rückseite des Gehäuses
10 vorgesehene, nicht näher dargestellte Anschlußklemmen auf. Aus dem Kunststoffgehäuse
10 des Schaltgerätes ragen weiterhin Anschlußkontakte 14 für den Steuerstrom heraus.
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Wie insbesondere aus der Fig. 4 ersichtlich, ist der elektronische
Festkörperschalter 12 in Parallelschaltung zum ersten elektromechanischen Schalter
11 angeordnet.
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In Reihe zum elektronischen Festkörperschalter 12 ist ein zweiter
elektromechanischer Schalter lla vorgesehen.
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Die Betätigung der beiden elektromechanischen Schalter 11 und lla
und des elektronischen Festkörperschalters erfolgt mit einem Steuerstrom, der eine
niedrige Spannung und Stromstärke aufweisen kann.
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Das erfindungsgemäße Schaltgerät dient zum Ein- und Ausschalten von
Stromverbrauchern großer Leistung. Zum Einschalten des Stromverbrauchers wird zunächst
mit dem Steuerstrom der zweite elektromechanische Schalter lla in die Ein-Stellung
überführt. Kurzzeitig darauf wird dann der in Reihe zum zweiten elektromechanischen
Schalter lla geschaltete elektronische Festkörperschalter 12 in die Ein-Stellung
überführt. Dadurch kann bereits der Strom zum Verbraucher fließen. Der elektronische
Festkörperschalter 12 stellt in der Ein-Stellung eine niederohmige Verbindung zum
Verbraucher dar und bildet somit einen Widerstand in der Zuleitung. Die in diesem
Widerstand entstehende Verlustwärme ist jedoch vernachlässigbar, da kurzzeitig nach
dem Einschalten des elektronischen Festkörperschalters 12 der erste elektromechanische
Schalter 11 eingeschaltet wird. Während des Betriebes kann der zweite elektromechanische
Schalter lla und der damit in Reihe geschaltete elektronische Festkörperschalter
12 eingeschaltet bleiben, da der Widerstand vom ersten elektromechanischen Schalter
11 sehr viel kleiner ist als der vom elektronischen Festkörperschalter 12, so daß
praktisch durch den zweiten elektromechanischen Schalter lla und dem elektronischen
Festkörperschalter 12 kein Strom fließt. Erforderlichenfalls kann jedoch kurzzeitig
nach
dem Einschalten des ersten elektromechanischen Schalters 11 der zweite elektromechanische
Schalter 11 a und/oder der elektronische Festkörperschalter 12 wieder geöffnet werden,
so daß dann die durch den elektronischen Festkörperschalter 12 verlaufende Parallelleitung
zum ersten elektromechanischen Schalter 11 wieder unterbrochen ist.
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Zum Abschalten des Verbrauchers ist gegebenenfalls zunächst der zweite
elektromechanische Schalter lla und/oder der elektronische Festkörperschalter 12
wieder zu schließen, sofern dieser oder jener zum Unterbrechen der den elektronischen
Festkörperschalter 12 aufweisenden Parallelleitung geöffnet worden war. Zum eigentlichen
Abschalten des Verbrauchers wird dann zunächst der erste elektromechanische Schalter
11, ohne den Strom zum Verbraucher zu unterbrechen, funkenfrei geöffnet, da nunmehr
der Strom zum Verbraucher noch durch die den zweiten elektromechanischen Schalter
lla und den elektronischen Festkörperschalter 12 aufweisenden Abzweigleitung 15
fließt. Im elektronischen Festkörperschalter 12 entsteht wiederum Verlustwärme,
die jedoch vernachlässigbar ist, da unmittelbar nach dem Öffnen des ersten elektromechanischen
Schalters 11 der elektronische Festkörperschalter 12 in die Offen-Stellung überführt
wird. In dieser Stellung des Schaltgerätes ist zwar die Stromzufuhr zum Verbraucher
abgeschaltet, der elektronische Festkörperschalter stellt jedoch eine hochohmige
Verbindung zum Verbraucher dar. Mit anderen Worten, der Verbraucher ist noch nicht
galvanisch von der Stromquelle getrennt. Dies erfolgt erst durch das Öffnen des
zweiten elektromechanischen Schalters lla, unmittelbar nach dem Überführen des elektronischen
Festkörperschalters 12 in die Offen-Stellung, wobei an dem elektromechanischen Schalter
lla nur noch Spannung anliegt.
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Beim erfindungsgemäßen Schaltgerät wird somit von den Vorteilen der
elektromechanischen Schalter 11 und der
elektronischen Festkörperschalter
12 Gebrauch gemacht.
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Beim Abschalten des Stromes mit dem elektronischen Festkörperschalter
12 tritt selbst bei voller Last keine Funkenbildung ein. Ebenso kann sich auch nicht
ein Lichtbogen bilden. Mit den elektromechanischen Schaltern 11 und lla wird erreicht,
daß beim Abschalten des Verbrauchers eine vollständige Trennung der Stromzuführung
erfolgt. Der Verbraucher ist somit auch galvanisch von der Stromquelle getrennt.
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Das eigentliche Ein- und Ausschalten des Stromverbrauchers erfolgt
mit dem elektronischen Festkörperschalter 12, während die beiden elektromechanischen
Schalter 11 und lla dazu dienen, die Nachteile von elektronischen Festkörperschaltern
12 zu vermeiden. Der elektronische Festkörperschalter 12 dient dabei gleichzeitig
dazu, die Nachteile von elektromechanischen Schaltern 11, lla zu vermeiden, da diese
dazu neigen, beim Öffnen unter voller Last Punkten bzw. Lichtbögen zu bilden, insbesondere
wenn der Verbraucher induktiv belastet ist.
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Die beiden elektromechanischen Schalter 11 und lla bewirken, daß die
Nachteile des elektronischen Festkörperschalters 12 nicht zum Tragen kommen, da
der elektromechanische Schalter 11 eine nahezu widerstandsfreie Verbindung zum Verbraucher
darstellt und der elektromechanische Schalter lla in der Aus-Stellung des Schaltgerätes
eine vollständige Trennung zwischen Verbraucher und Stromquelle bewirkt.
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Zum Ein- und Ausschalten von Wechselstrom kann dabei der elektronische
Festkörperschalter aus Thyristoren bestehen, wobei für die Ausschaltung des Drei-Phasen-Drehstroms
sechs Thyristoren vorgesehen sind. Bei der Benutzung von Triacs sind für die Ausschaltung
derlDrei-Phasen-Drehstroms lediglich 3 Triacs erforderlich, da Triacs beide Halbwellen
des Wechselstorms in der Ein-Stellung durchlassen.
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Die kurzzeitig aufeinanderfolgende Zuführung des Steuerstroms zu den
beiden elektromechanischen Schaltern 11 und lla und dem elektronischen Festkörperschalter
12 kann elektronisch gesteuert sein. Damit ist eine zuverlässige Steuerung der beiden
elektromechanischen Schalter 11, lla und des elektronischen Festkörperschalters
12 in der vorbestimmten Reihenfolge gewährleistet.
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Wie insbesondere aus den Fig. 2 und 3 ersichtlich, kann der elektromechanische
Schalter 11 bzw. lla des Schaltgerätes ein geschlossenes, luftleer gepumptes , gasdichtes
Gehäuse 16 zur Aufnahme des Schaltgliedes 17 und der Verbindungskontakte 18 aufweisen.
Das luftleer gepumpte, gasdichte Gehäuse 16 des elektromechanischen Schalters 11
kann mit Edelgas oder Schwefelhexafluorid-Gas, insbesondere mit Überdruck gefüllt
sein. Da das Überführen des Schaltgliedes aus der Offenstellung in die Schließstellung
und aus der Schließstellung in die Offenstellung in einem luftleeren bzw. luftleeren
bzw. mit völlig inertem Gas gefüllten Raum erfolgt, können die Abstände zwischen
den Verbindungskontakten 18 und den Kontaktzapfen 19 des.Schaltgliedes sehr klein
gewählt werden, ohne daß ein Überschlag oder Abreißfunken odcr Lichtbögen entstehen.
Der Abstand kann dabei 0,5 - 0,8 mm betragen, bei einer Leistung von beispielsweise
660 V und 100 A.
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Das Gehäuse 16 des elektromechanischen Schalters 11 kann aus einer
metallischen Grundplatte 20 mit zur Aufnahme der bis zur Innenseite der Grundplatte
20 ragenden Verbindungskontakte 18 und des Magnetkerns 21 des mit dem Steuerstrom
beaufschlagbaren Elektromagnets 22 dienenden Durchbrüchen 23 bestehen auf der ein
kappenförmiger Stahlblechdeckel 24 durch eine Widerstandsschweißung gasdicht verbunden
ist. Die Verbindungskontakte 18 und der
Magnetkern 21 sind mit
je einer Eingießung 25 aus Keramik oder Glas in den Durchbrüchen 23 gasdicht und
gegenüber der Grundplatte 20 isoliert gehaltert. Damit ist eine besonders einfache
Fertigung des Gehäuses 16 des elektromechanischen Schalters 11 möglich. Zunächst
werden in der metallischen Grundplatte 20 die Verbindungskontakte 18 und der Magnetkern
21 mit den Eingießungen 25 in den Durchbrüchen 23 gehaltert. An die Grundplatte
20 wird dann durch Anschweißen der Enden der Rückstellfedern 30 das Schaltglied
17 befestigt und dann der Stahlblech-Deckel 24 aufgesetzt und mit der metallischen
Grundplatte 20 verbunden.
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Anschließend wird dann auf dem Magnetkern 21 des Elektromagnets 22
eine entsprechende Spule 26 aufgesetzt und durch Kleben od.dgl. befestigt.
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Der Stahlblech-Deckel 24 ist von einem abquetschbaren und verschweißbaren
Röhrchen 27 durchgriffen, welches zum Aufbau des Vakuums und gegebenenfalls anschließender
Füllung mit dielektrischen Gas dient.
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Das im Inneren des Gehäuses 16 des elektromechanischen Schalters 11
vorgesehene Schaltglied 17 ist von einem Kunststoffkörper 28 gebildet, der den Gegenmagnet
29 für das Elektromagnet 22 haltert. Der Gegenmagnet 29 ist bei der Beaufschlagung
des Elektromagnets 22 entgegen der Wirkung von Feder 20 gegen den Magnetkern 21
anziehbar. Durch Einschalten des Elektromagnets 22 wird somit der Gegenmagnet 21
entgegen der Wirkung der Federn 30 gegen den Magnetkern 21 zur Anlage gebracht und
somit das Schaltglied 17 in die Ein-Stellung überführt. Durch Abschalten des durch
das Elektromagnet 22 fließenden Stroms kehrt der Gegenmagnet 29 und damit das Schaltglied
17 durch die Wirkung der Federn 30 in die Grundstellung zurück, so daß der elektromechanische
Schalter seine
Aus-Stellung einnimmt.
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Der das Schaltglied 17 bildende Kunststoffkörper 28 weist für die
elektrische Verbindung des in das Gehäuse 16 hineinragenden Kontaktpaares 18 zwei
mit Federn 31 belastete Kontaktzapfen 19 auf, die mit einer Verbindungslitze 32
miteinander verbunden sind. Die Federn 31 bewirken dabei, daß die Kontaktzapfen
19 in der Ein-Stellung zur großflächig gegen die Verbindungskontakte mit dem nötigen
Anpreßdruck anliegen.
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Bei der vorgesehenen Benutzung des elektromechanischen Schalters 11
zum Schalten von Drei-Phasen-Drehstrom weist das Schaltglied 17 drei Paar Kontaktzapfen
19 für die drei Stromleiter auf. Zum Ein- und Ausschalten von Gleichstrom benötigt
der elektromechanische Schalter 11 lediglich ein Paar Kontaktzapfen 19 für den einen
Stromleiter. Natürlich ist es auch möglich, zwei Paar Kontaktzapfen 19 für die Zuführung
und die Rückleitung des Gleichstroms zu benutzen. Zum Ein- und Ausschalten von Gleichstrom
ist der elektronische Festkörperschalter aus einem GTO (gate-turn off-Thyristor)
oder:eïnem Transistor gebildet.
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Wie bereits erwähnt, ist die dargestellte Ausführung lediglich eine
beispielsweise Verwirklichung der Erfindung und diese nicht darauf beschränkt. Vielmehr
sind noch mancherlei andere Ausführungen und Abänderungen möglich.
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So könnte der zweite elektromechanische Schalter lla auch in Reihe
zu dem elektronischen Festkörperschalter 12 und dem ersten elektromechanischen Schalter
11 angeordnet werden. In diesem Fall ist jedoch in der Ein-Stellung des Schaltgerätes
ein anschließendes Öffnen des zweiten elektromechanischen Schalters lla nach dem
Schließen des elektromechanischen Schalters 11 nicht möglich, um die Parallel leitung
15 stromlos zu setzen.
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Kennwort: "Kombi-Schütz" Bezugszeichenliste: 10 Kunststoffgehäuse
11 elektromechanischer Schalter lla zweiter elektromechanischer Schalter 12 elektronischer
Festkörperschalter 13 Anschlußklemmen 14 Anschlußkontakte 15 Parallelleitung 16
Gehäuse von 11 17 Schaltglied 18 Verbindungskontakte 19 Kontaktzapfen 20 metallische
Grundplatte 21 Magnetkern 22 Elektromagnet 23 Durchbrüche in 20 24 Stahlblech-Deckel
25 Eingießung 26 Spule 27 Röhrchen 28 Kunststoffkörper 29 Gegenmagnet 30 Federn
an 28 31 Federn an 19 32 Verbindungslitze
- Leerseite -