DE3606239C2

DE3606239C2 -

Info

Publication number: DE3606239C2
Application number: DE3606239A
Authority: DE
Inventors: Alfred Dr.-Ing. Hartig; Guenter 4300 Essen De Kroepsch
Original assignee: Ruhrtal Elektrizitatsgesellschaft Hartig GmbH and Co
Current assignee: RUHRTAL HOCHSPANNUNGSGERAETE GMBH & CO. OHG, 44866
Priority date: 1986-02-26
Filing date: 1986-02-26
Publication date: 1989-01-12
Also published as: DE3606239A1

Description

Die Erfindung betrifft eine Steuerschaltung für einen Gleichstrommotor als Last, mit mindestens einem Lastthyristor, vorzugsweise einem Photothyristor, und einem parallel zu dem Lastthyristor geschalteten Hilfskondensator.

Die bekannte Steuerschaltung, von der die Erfindung ausgeht (vgl. die DE-PS 12 62 344), die für einen Gleichstrommotor als Last (oder einen ande ren Gleichstromverbraucher als Last) geeignet ist, ist relativ aufwendig. Zu der bekannten Steuerschaltung gehören nämlich ein Impulsgeber, ein Ar beitsstromkreis und ein Löschkreis, wobei zwei Gleichstromquellen benötigt werden; mit nur einer Gleichstromquelle funktioniert die bekannte Steuer schaltung jedenfalls dann nicht, wenn die Betriebsspannung kurzzeitig aus fallen kann, beispielsweise durch das Prellen von Kontakten anderweitig vor gegebener Lastschütze.

Der Erfindung liegt folglich die Aufgabe zugrunde, die eingangs beschriebene bekannte Steuerschaltung so auszugestalten und weiterzubilden, daß sie ohne eine weitere Gleichspannungsquelle auch dann funktioniert, wenn die Betriebs spannung kurzzeitig ausfallen kann.

Die erfindungsgemäße Steuerschaltung, bei der die zuvor aufgezeigte Aufgabe gelöst ist, ist zunächst und im wesentlichen dadurch gekennzeichnet, daß in Reihe zu dem Lastthyristor ein Haltewiderstand liegt und der Hilfskondensa tor parallel zu der Reihenschaltung aus dem Lastthyristor und dem Haltewider stand geschaltet ist.

Bei der bekannten Steuerschaltung, von der die Erfindung ausgeht, ist zwar parallel zu dem Lastthyristor ein Hilfskondensator vorgesehen, nämlich die Reihenschaltung aus einem Hilfskondensator und einem Hilfswiderstand. Die bei der bekannten Steuerschaltung vorgesehene Reihenschaltung aus einem Hilfskondensator und einem Hilfswiderstand ist jedoch nicht geeignet, den Lastthyristor bei kurzzeitig ausfallender Betriebsspannung leitend zu hal ten, weil die Spannung an der Reihenschaltung aus dem Hilfskondensator und dem Hilfswiderstand nur so groß ist wie der Spannungsabfall am leitenden Lastthyristor. Demgegenüber ist bei der erfindungsgemäßen Steuerschaltung die Spannung am Hilfskondensator größer als der Spannungsabfall am leitenden Lastthyristor; diese Spannung entspricht nämlich dem Spannungsabfall am Last thyristor und dem Spannungsabfall am Haltewiderstand. Folglich steht bei der erfindungsgemäßen Steuerschaltung dann, wenn die Betriebsspannung kurz zeitig ausfällt, eine Haltespannung zur Verfügung, die den Lastthyristor leitend hält.

Im folgenden werden nun anhand von zeichnerisch dargestellten Ausführungsbei spielen die Erfindung und bevorzugte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung erläutert; es zeigt

Fig. 1 ein erstes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Steuerschal tung,

Fig. 2 ein zweites Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Steuerschal tung,

Fig. 3 ein drittes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Steuerschal tung,

Fig. 4 ein viertes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Steuerschal tung,

Fig. 5 ein fünftes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Steuerschal tung,

Fig. 6 den Steuerkreis eines sechsten Ausführungsbeispiels einer erfin dungsgemäßen Steuerschaltung und

Fig. 7 den Lastkreis des sechsten Ausführungsbeispiels einer erfindungs gemäßen Steuerschaltung, deren Steuerkreis in Fig. 6 dargestellt ist.

Die in den Figuren dargestellte Steuerschaltung weist mindestens einen Last schalter für einen Gleichstrommotor 1 als Last auf; der Gleichstrommotor 1 soll also mit Hilfe der dargestellten Steuerschaltung eingeschaltet und ausgeschaltet werden können. An dem Gleichstrommotor 1, zu dem eine Anker wicklung 2 und mindestens eine Feldwicklung 3 gehören, kann eine Stellein heit angeschlossen sein; der Gleichstrommotor 1 und die Stelleinheit bilden dann zusammen eine elektrische Betätigungseinrichtung. In den in den Fig. 2, 3, 4, 5 und 6 dargestellten Ausführungsbeispielen ist ein Hochspannungsschal ter 4 angedeutet; der Gleichstrommotor 1 und die im einzelnen nicht darge stellte Stelleinheit bilden zusammen eine elektrische Betätigungseinrich tung für den Hochspannungsschalter 4.

Wie die Fig. 1 bis 5 zeigen, ist als Lastschalter ein Lastthyristor 5 vorge sehen, und zwar ein Photothyristor. Dadurch, daß als Lastthyristor 5 jeweils ein Photothyristor vorgesehen ist, sind der in den Fig. 1 bis 5 dargestellte, in Fig. 6 nur teilweise dargestellte Steuerkreis der Steuerschaltung von deren Lastkreis in besonders einfacher und besonders wenig störanfälliger Weise galvanisch getrennt.

Dadurch, daß als Lastschalter ein Lastthyristor 5 vorgesehen ist, können gegenüber der Verwendung eines Lastschützes als Lastschalter dann besondere Probleme auftreten, wenn einerseits die Betriebsspannung kurzzeitig ausfal len kann, beispielsweise durch das Prellen von Kontakten anderweitig vor gesehener, hier nicht dargestellter Lastschütze, wenn andererseits, wie in den dargestellten Ausführungsbeispielen, die Betriebsspannung als Gleich spannung vorliegt, weil der - durch einen Steuerbefehl - einmal gezündete Lastthyristor 5 nicht ohne weiteres durch die Wegnahme des Steuerbefehls oder durch einen entgegengerichteten Steuerbefehl wieder gelöscht werden kann.

Die Fig. 1 zeigt nun ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Steuer schaltung, bei dem zur Lösung der zuvor aufgezeigten Probleme besondere Maßnahmen verwirklicht sind:

Zunächst ist parallel zu dem Lastthyristor 5 ein Hilfskondensator 6 geschal tet. Im einzelnen liegt in Reihe zu dem Lastthyristor 5 ein Haltewiderstand 7 und ist der Hilfskondensator 6 parallel zu der Reihenschaltung aus dem Last thyristor 5 und dem Haltewiderstand 7 geschaltet. Zusätzlich ist parallel zu der Reihenschaltung aus dem Lastthyristor 5 und dem Gleichstrommotor 1 ein Haltekondensator 8 geschaltet. In Reihe zu dem Hilfskondensator 6 und dem Haltekondensator 8 liegt jeweils ein Lade- und Entladewiderstand 9, 10. Die Maßnahmen Hilfskondensator 6 und Haltekondensator 8 dienen jeweils für sich dazu, ein kurzzeitiges Ausfallen der Betriebsspannung zu kompensieren, so daß der Lastthyristor 5 nicht ungewollt löscht. In dem in Fig. 1 darge stellten Ausführungsbeispiel sind zwei unterschiedliche Maßnahmen - Hilfs kondensator 6 und Haltekondensator 8 - vorgesehen, um zu verhindern, daß bei einem kurzzeitigen Ausfallen der Betriebsspannung der Lastthyristor 5 löscht. Selbstverständlich ist jede Haltemaßnahme - Hilfskondensator 6 und Haltekondensator 8 - für sich in der Lage, ein Löschen des Lastthyristors 5 zu verhindern, wenn die Betriebsspannung kurzzeitig ausfällt. Angemerkt sei noch, daß mit Hilfe des Haltewiderstandes 7 die Spannung am Hilfskondensa tor 6 vorgegeben werden kann, während mit Hilfe der Lade- und Entladewider stände 9 bzw. 10 die Zeitkonstanten der einerseits aus dem Hilfskondensa tor 6 und dem Lade- und Entladewiderstand 9, andererseits aus dem Haltekon densator 8 und dem Lade- und Entladewiderstand 10 bestehenden Haltekreise - in Verbindung mit den Kapazitäten des Hilfskondensators 6 und des Halte kondensators 8 - vorgegeben werden kann.

Im übrigen zeigt die Fig. 1 insoweit ein besonderes und bevorzugtes Ausfüh rungsbeispiel der erfindungsgemäßen Steuerschaltung, als in Reihe zu der Reihenschaltung aus dem Lastthyristor 5 und dem Haltewiderstand 7 ein Lösch widerstand 11 liegt und parallel zu der Reihenschaltung aus dem Lastthyristor 5, dem Haltewiderstand 7 und dem Löschwiderstand 11 die Reihenschaltung aus ei nem Löschthyristor 12, im Ausführungsbeispiel wiederum einem Photothyristor, und einem Löschkondensator 13 geschaltet ist; im Ausführungsbeispiel ist noch parallel zu dem Löschkondensator 13 ein Hilfswiderstand 14 geschaltet. Wird nun bei diesem Ausführungsbeispiel der Löschthyristor 12 gezündet, so wird dadurch die Spannung an der Reihenschaltung aus dem Lastthyristor 5, dem Haltewiderstand 7 und dem Löschwiderstand 11 - bei entsprechender Dimen sionierung aller hier wirksamen Bauelemente - so stark reduziert, daß der Lastthyristor 5 löscht.

In den in den Fig. 2, 3 und 4 dargestellten Ausführungsbeispielen erfindungs gemäßer Steuerschaltungen liegt in Reihe zu dem Lastthyristor 5 jeweils ein elektromechanischer Hilfsschalter 15, der als von dem Gleichstrommotor 1 bzw. von der an den Gleichstrommotor 1 angeschlossenen, im einzelnen nicht dar gestellten Stelleinheit betätigbarer Endschalter ausgeführt ist. Im Ausfüh rungsbeispiel nach Fig. 3 ist der elektromechanische Hilfsschalter 15 als Schleppschalter ausgeführt. Im übrigen weist der elektromechanische Hilfs schalter 15 elektromechanische Kontakte 16, 17 auf, die als Öffner und Schließer bzw. als Wechsler verwirklicht sind.

In der Fig. 2 ist im übrigen dargestellt, daß der elektromechanische Hilfs schalter 15 auch der Ansteuerung von Signallampen 18, 19 dienen kann, wobei die Signallampen 18, 19 eine Aussage über die Stellung des Hochspannungs schalters 4 machen.

Die Fig. 4 zeigt ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Steuerschal tung für einen Gleichstrommotor 1 mit zwei Feldwicklungen 3, nämlich einer ersten Feldwicklung 3 a für Rechtslauf und einer zweiten Feldwicklung 3 b für Linkslauf. Bei diesem Ausführungsbeispiel sind zwei Lastthyristoren 5 a, 5 b vorgesehen; in Reihe zu jeder Feldwicklung 3 a, 3 b liegt ein Lastthyristor 5 a, 5 b. Wird der Lastthyristor 5 a gezündet, so fließt der Strom über die Feld wicklung 3 a und die Ankerwicklung 2, der Gleichstrommotor 1 ist für Rechts lauf aktiviert. Wird dagegen der Lastthyristor 5 b gezündet, so fließt der Strom über die Feldwicklung 3 b und die Ankerwicklung 2, so daß der Gleich strommotor 1 für Linkslauf aktiviert ist.

Auch die Fig. 5 zeigt ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Steuer schaltung, mit der Rechtslauf oder Linkslauf des Gleichstrommotors 1 reali siert werden kann. Bei diesem Ausführungsbeispiel wird jedoch zur Umkehr der Drehrichtung des Gleichstrommotors 1 eine Umkehr der Stromrichtung in der Ankerwicklung 2 des Gleichstrommotors 1 verwirklicht. Im einzelnen sind vier eine Brückenschaltung 20 bildende Lastthyristoren 5 a, 5 b, 5 c und 5 d vorgesehen, liegt in der Brückendiagonalen der Brückenschaltung 20 die An kerwicklung 2 des Gleichstrommotors 1, sind jeweils zwei gegenüberliegende Lastthyristoren 5 a und 5 b bzw. 5 b und 5 c gleichzeitig, jedoch dann und nur dann betätigbar, wenn die beiden anderen Lastthyristoren 5 b und 5 c bzw. 5 a und 5 d nicht betätigt sind, und liegen die Brückenschaltung 20 und die Feld wicklung 3 des Gleichstrommotors 1 in Reihe.

In dem in den Fig. 1 und 5 dargestellten Ausführungsbeispielen der erfin dungsgemäßen Steuerschaltung wird der Stromkreis des Gleichstrommotors 1, also der Lastkreis, nur durch den Lastthyristor 5 bzw. die Lastthyristo ren 5 a, 5 b, 5 c und 5 d stromlos geschaltet. Im Gegensatz dazu dienen in den in den Fig. 2, 3 und 4 dargestellten Ausführungsbeispielen der erfindungs gemäßen Steuerschaltung die bei diesen Ausführungsbeispielen vorgesehenen elektromechanischen Hilfsschalter dazu, den Stromkreis des Gleichstrommo tors 1, also den Lastkreis, stromlos zu schalten.

Im Gegensatz zu den Ausführungsbeispielen der erfindungsgemäßen Steuerschal tung, die in den Fig. 1 bis 5 dargestellt sind, zeichnet sich das in den Fig. 6 und 7 dargestellte Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Steuerschaltung dadurch aus, daß der - in Fig. 7 dargestellte - Lastkreis zweipolig galvanisch aufgetrennt werden kann. Im nicht betätigten Zustand sind bei diesem Ausführungsbeispiel sowohl die Ankerwicklung 2 als auch die Feldwicklung 3 des Gleichstrommotors 1 galvanisch von der Betriebsspannung getrennt. Im einzelnen zeigt die Fig. 6, daß bei diesem Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Steuerschaltung ein Rechtslaufschütz 21 und ein Linkslaufschütz 22 sowie ein elektromechanischer Hilfsschalter 15 vorgesehen sind. Dabei sind das Rechtslaufschütz 21 und das Linkslaufschütz 22 über ei nen einzigen Steuerthyristor 23, wiederum ein Photothyristor, einschaltbar und ist das Rechtslaufschütz 21 durch den Hilfsschalter 15 so verriegelt, daß es dann und nur dann einschaltbar ist, wenn sich die an den Gleichstrom motor 1 angeschlossene, im einzelnen nicht dargestellte Stelleinheit in ih rer linken Endstellung befindet.

Claims

1. Steuerschaltung für einen Gleichstrommotor als Last, mit mindestens einem Lastthyristor, vorzugsweise einem Photothyristor, und einem parallel zu dem Lastthyristor geschalteten Hilfskondensator, dadurch gekenn zeichnet, daß in Reihe zu dem Lastthyristor (5) ein Haltewiderstand (7) liegt und der Hilfskondensator (6) parallel zu der Reihenschaltung aus dem Lastthyristor (5) und dem Haltewiderstand (7) geschaltet ist.

2. Steuerschaltung nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, daß parallel zu der Reihenschaltung aus dem Lastthyristor (5) und dem Gleichstrommotor (1) ein Haltekondensator (8) geschaltet ist.

3. Steuerschaltung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß in Reihe zu dem Hilfskondensator (6) und dem Haltekondensator (8) jeweils ein Lade- und Entladewiderstand (9, 10) liegt.

4. Steuerschaltung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß in Reihe zu dem Lastthyristor (5) bzw. der Reihenschaltung aus dem Last thyristor (5) und dem Haltewiderstand (7) ein Löschwiderstand (11) liegt und parallel zu der Reihenschaltung aus dem Lastthyristor (5), dem Halte widerstand (7) und dem Löschwiderstand (11) die Reihenschaltung aus einem Löschthyristor (12), vorzugsweise einem Photothyristor, und einem Löschkon densator (13) geschaltet ist.

5. Steuerschaltung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß parallel zu dem Löschkondensator (13) ein Hilfswiderstand (14) geschaltet ist.

6. Steuerschaltung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß in Reihe zu dem Lastthyristor (5) ein elektromechanischer Hilfsschal ter (15) liegt.

7. Steuerschaltung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichent, daß der elektro mechanische Hilfsschalter (15) als von dem Gleichstrommotor (1) oder von einer an den Gleichstrommotor (1) angeschlossenen Stelleinheit betätigbarer Endschalter ausgeführt ist.

8. Steuerschaltung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der elektro mechanische Hilfsschalter (15) als Schleppschalter ausgeführt ist.

9. Steuerschaltung nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß der elektromechanische Hilfsschalter (15) elektromechanische Kontakte (16, 17) und/oder optische Blenden aufweist.

10. Steuerschaltung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß als elek tromechanische Kontakte (16, 17) Öffner, Schließer und/oder Wechsler vorge sehen sind.

11. Steuerschaltung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, für einen Gleichstrom motor mit einer ersten Feldwicklung für Rechtslauf und einer zweiten Feld wicklung für Linkslauf, dadurch gekennzeichnet, daß in Reihe zu jeder Feld wicklung (3 a, 3 b) jeweils ein Lastthyristor (5 a, 5 b) liegt.

12. Steuerschaltung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß zur Umkehr der Drehrichtung des Gleichstrommotors (1) eine Umkehr der Stromrichtung in der Ankerwicklung (2) des Gleichstrommotors (1) verwirklicht ist.

13. Steuerschaltung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß vier eine Brückenschaltung (20) bildende Lastthyristoren (5 a, 5 b, 5 c, 5 d) vorgesehen sind, in der Brückendiagonalen der Brückenschaltung (20) die Ankerwicklung (2) des Gleichstrommotors (1) liegt, jeweils zwei gegenüberliegende Lastthy ristoren (5 a und 5 d bzw. 5 b und 5 c) gleichzeitig, jedoch dann und nur dann betätigbar sind, wenn die beiden anderen Lastthyristoren (5 b und 5 c bzw. 5 a und 5 d) nicht betätigt sind, und die Brückenschaltung (2) und die Feld wicklung (3) des Gleichstrommotors (1) in Reihe liegen.

14. Steuerschaltung nach einem der Ansprüche 1 bis 13, mit einem Rechts laufschütz und einem Linkslaufschütz und mit einem elektromechanischen Hilfsschalter als von dem Gleichstrommotor oder von einer an den Gleich strommotor angeschlossenen Stelleinheit betätigbarer Trennschalter, dadurch gekennzeichnet, daß das Rechtslaufschütz und das Linkslaufschütz jeweils über einen Lastthyristor, vorzugsweise einen Photothyristor, ein schaltbar sind.

15. Steuerschaltung nach einem der Ansprüche 1 bis 13, mit einem Rechts laufschütz und einem Linkslaufschütz und mit einem elektromechanischen Hilfsschalter als von dem Gleichstrommotor oder von einer an den Gleich strommotor angeschlossenen Stelleinheit betätigbarer Trennschalter, da durch gekennzeichnet, daß das Rechtslaufschütz (21) und das Linkslauf schütz (22) über einen einzigen Lastthyristor (23), vorzugsweise einen Photothyristor, einschaltbar sind.