DE60032301T2

DE60032301T2 - Spannungsdetektor, einstellbar für verschiedene Nennspannungen

Info

Publication number: DE60032301T2
Application number: DE60032301T
Authority: DE
Inventors: Ricardo Morron 08225 Tarrasa Luch; Wolfgang Meyer-Haack; Jose Fernando Mediavilla Telleria
Original assignee: ABB Electrification Solutions SL
Current assignee: ABB Electrification Solutions SL
Priority date: 1999-09-24
Filing date: 2000-09-22
Publication date: 2007-07-05
Anticipated expiration: 2020-09-23
Also published as: ES2157831B1; EP1087493A3; DE60032301D1; EP1087493A2; EP1087493B1; ES2157831A1; ES2276664T3

Description

Die Erfindung betrifft einen Spannungsfalldetektor zum Anschluss an automatische Schutzschalter, wie beispielsweise Schutzschalter, die in Stromversorgungseinrichtungen verfügbar sind, um die Stromversorgung abzuschalten, wenn die Versorgungsspannung unter einen gegebenen Wert abfällt.
In elektrischen Stromversorgungseinrichtungen ist es üblich, automatische Schutzschalter einzubauen, die gewöhnlich zu Differenzstromdetektoren in Beziehung gesetzt werden, um vor irgendeiner Störung in der Nennversorgungsspannung der Schaltung die Auslösung und daraus folgende Öffnung der Schaltung herbeizuführen.
Die bisher zur Herbeiführung einer Auslösung bei niedriger Spannung verwendeten Detektoren basieren auf einer Funktionsschaltung, die von einem Aktivierungsrelais abhängig ist, was hinsichtlich des Funktionsverhaltens und was die Herstellungskosten anbetrifft, Probleme bereitet. Siehe beispielsweise FR-A-2616960.
Diese Probleme können wie folgt zusammengefasst werden:

– zu große Abhängigkeit von den elektrischen Eigenschaften des Aktivierungsrelais, die eine große Schwankung des Auslösestroms sowie eine Verzögerung in der Auslösezeit zur Folge hat;
– Notwendigkeit sehr enger Toleranzen in einigen Schlüsselkomponenten, was die Verwendung von kostspieligen Elementen erfordert;
– von Umgebungsbedingungen stark abhängiges Verhalten;
– Verwendung eines übermäßig teuren Schalters, um eine akzeptable Funktionsweise zu erzielen.

Zur Lösung derartiger Probleme wird entsprechend den Merkmalen des Patentanspruchs 1 ein Spannungsfalldetektor vorgeschlagen, dessen Konstruktion für den Zweck, für den er vorgesehen ist, beträchtliche Vorteile bietet.
Dieser Detektor weist eine Funktionsbaugruppe auf, die durch einen Schaltkreis gebildet ist, der eine Eingangsspannungsgleichrichterstufe aufweist, von der eine Kaskadenfolge von Zenerdioden wegführt, die wahlweise gemeinsam in einer Reihe oder teilweise mit dem Leistungsstromkreis eines Relais verbindbar sind, zu dem parallel ein Kondensator angeordnet ist, während in Reihe mit dem Relais ein Steuerpotentiometer enthalten ist.
Es wird somit eine Funktionsbaugruppe erhalten, in der die Betriebsspannung mittels einer Verbindung der Zenerdioden auswählbar ist, während mit dem in Reihe zu dem Relais angeordneten Potentiometer die Auslösezeitverzögerung innerhalb eines guten Einstellbereiches genau einstellbar ist.
Das als Aktivierungseinrichtung verwendete Element ist ein modifiziertes Differenzialrelais, das es ermöglicht, die Auslösestromstärke genau einzustellen, ohne in der Praxis von den Eigenschaften des Elementes und von Umgebungsbedingungen abhängig zu sein.
Es wird somit eine Vorrichtung erhalten, die die folgenden Eigenschaften aufweist:

– Einrichtung unterschiedlicher Nennspannungen, die durch den Benutzer in einer einzelnen Vorrichtung auswählbar sind.
– Möglichkeit, die gleiche Vorrichtung für Gleichstrom- und Wechselstromversorgungsleitungen zu verwenden.
– Verhalten mit geringer Schwankung der Spannung und der Auslöseverzögerung.
– Wenige Anforderungen an die elektronische Funktionsbaugruppe, was es ermöglicht, kostengünstige Komponenten zu verwenden.
– Verwendung einer zuverlässigen Aktivierungseinrichtung für die Bestimmung der Auslösung.
– Geringe Leistungsaufnahme beim normalen Verbrauch.
– Minimales Maß an elektromagnetischer Störbeeinflussung, weil das Magnetfeld des Relais praktisch auf das Innere des Elementes selbst begrenzt bleibt.

Folglich weist der Detektor sicherlich einige sehr vorteilhafte Eigenschaften auf, deretwegen er gegenüber herkömmlichen Vorrichtungen mit dergleichen Funktion vorzuziehen ist.
Eine Ausführungsform der Erfindung ist nachstehend zu Beispielszwecken mit Bezug auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben, in denen:
1 veranschaulicht einen Schaltplan des empfohlenen Spannungsfalldetektors.
Der Detektor steht in Form einer Funktionsbaugruppe bereit, die eine Gleichrichterstufe (DB) aufweist, durch die der Eingang zu der elektrischen Schaltung der Funktionsschaltung hergestellt wird.
Hinter der Stufe (DB) ist eine Kaskadenfolge von Zenerdioden (DZ1, DZ2, DZ3) in Reihe zu zugehörigen Widerständen (R1, R2, R3) angeordnet, die jeweilige Nebenwiderstände bzw. Shunts, bestimmten, die in Form einer gemeinsamen Reihe oder teilweise mittels Schutzschalter bzw. Stromkreisunterbrecher (JP1 und JP2) mit dem elektrischen Leistungsstromkreis eines Relais (RL) verbindbar sein können.
Die Stromversorgung zu dem Relais (RL) ist durch einen Transistor (Q1) hergestellt, der mittels Widerstände (R3 und R4) und einer Diode (D2), polarisiert ist, wobei ein Kondensator (C) parallel zu diesem Leistungsstromkreis verläuft, während ein Potentiometer (RP) in Reihe zu dem Relais (RL) angeordnet ist.
In dieser Anordnung ist, wenn eine Nennspannung in dem Eingang durch die Stufe (DB) vorhanden ist, falls der Stromkreisunterbrecher (JP1) geschlossen ist, lediglich die Zenerdiode (DZ1) angeschlossen, die einen Strom durchlässt, der den Kondensator (C) auflädt und wiederum über den Transistor (Q1) das Relais (RL) speist.
Der Leistungsstrom des Relais (RL) ist konstant und hält das Relais (RL) angezogen, ohne dass dieses ausgelöst wird, während die Widerstände (R3) und (R4) sowie die Diode (D2) den Transistor (Q1) polarisieren, um diesen in den aktiven Zustand zu versetzen, indem ein konstanter Strom zu dem Relais (RL) abgeleitet wird.
Falls die Spannung unter derartigen Bedingungen abnimmt, kehrt die Zenerdiode (DZ1), wenn diese Abnahme einen bestimmten Wert erreicht, zu dem Sperr- bzw. Trennzustand zurück; der Strom fließt weiter in einem geschlossenen Stromkreis, jedoch über das Relais (RL) in Folge der Ladung des Kondensators (C), der allmählich entladen wird, so dass, wenn die Spannung desselben unter einen bestimmten Wert fällt, der Transistor (Q1) seine Polarisierung verliert, der Strom durch diesen verringert wird, bis dieser schließlich ausgeschaltet wird, wobei der Strom dadurch plötzlich abfällt und das Relais (RL) folglich ausgelöst wird.
Die Geschwindigkeit der Reduktion der Spannung des Kondensators (C) hängt von der Stellung des Potentiometers (RP) ab, mit Hilfe dessen die Auslösezeitverzögerung in einem Bereich zwischen beispielsweise 0 und 300 ms ausgewählt werden kann.
Durch Öffnen des Stromkreisunterbrechers (JP1) und Schließen des Stromkreisunterbrechers (JP2) oder Öffnen von beiden werden andere Betriebsspannungen erhalten, so dass die Auslösespannung wahlweise festgesetzt werden kann, indem die Stromkreisunterbrecher (JP1 und JP2) betätigt werden.
Das als Aktivierungseinrichtung verwendete Element ist ein modifiziertes Differenzialrelais (RL), das einen vollständig entmagnetisierten Magneten aufweist, so dass lediglich ein gegebener Strompegel den Kontakt des Relais (RL) halten kann, und wenn der Strom unter diesen Pegel abfällt, das Relais (RL) ausgelöst wird, wodurch der Auslösemechanismus der Vorrichtung bewegt wird, was die Abschaltung des Stroms in der Einrichtung zur Folge hat.

Claims

Für unterschiedliche Nennspannungen einstellbarer Spannungsfalldetektor mit einer Funktionsbaugruppe, die eine Eingangsspannungsgleichrichterstufe (DB) aufweist, hinter der eine Folge von Zenerdioden angeordnet ist, die mit dem Leistungsstromkreis eines Relais (RL) verbindbar sind, dem der Strom über einen polarisierten Transistor (Q1) derart zugeführt wird, dass bei einem Spannungsabfall unterhalb eines gegebenen Wertes das Relais (RL) ausgelöst wird, wodurch der Stromunterbrechungsmechanismus in der Einrichtung aktiviert wird; dadurch gekennzeichnet, dass die Folge von Zenerdioden durch eine Kaskadenfolge von Zenerdioden (DZ1, DZ2, DZ3) gebildet ist, die wahlweise gemeinsam in Reihe oder teilweise mittels Stromkreisunterbrecher (JP1, JP2) verbindbar sind.
Detektor nach Anspruch 1, wobei die Auslösespannung in Abhängigkeit von der Verbindung der Zenerdioden (DZ1, DZ2, DZ3) durch Betätigung der Schutzschalter (JP1, JP2) bei unterschiedlichen Werten gewählt werden kann.
Detektor nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Auslösung des Relais (RL) mit einiger Verzögerung nach dem Spannungsfall unterhalb des festgesetzten Wertes stattfindet, abhängig von der Entladung eines Kondensators (C), der parallel zu dem Leistungsstromkreis des Relais (RL) angeordnet ist, wobei die Verzögerung mittels eines Potentiometers (RP) einstellbar ist, der mit dem Relais (RL) in Reihe angeordnet ist.
Detektor nach einem beliebigen der vorhergehenden Ansprüche, wobei als Aktivierungseinrichtung ein Relais (RL) verwendet wird, dessen Magnet vollständig entmagnetisiert ist, so dass nur ein gegebener Strompegel den Kontakt des Relais (RL) halten kann, dessen Auslösung stattfindet, wenn der durch diesen fließende Strom auf einen Pegel unterhalb eines bestimmten Pegels fällt.