DE69509349T2 - Elektrisches Steuergerät zum Öffnen und Schliessen eines Last- oder Leistungsschalters - Google Patents
Elektrisches Steuergerät zum Öffnen und Schliessen eines Last- oder LeistungsschaltersInfo
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Description
- Die Erfindung betrifft eine elektrische Steuereinrichtung zur Ausschaltung und Einschaltung eines Lastschalters oder Leistungsschalters, die
- - Steuermittel mit ersten und zweiten Eingangsklemmen sowie einem ersten und einem zweiten, jeweils an die ersten bzw. zweiten Eingangsklemmen angeschlossenen Relais,
- - eine, über Einschaltsteuermittel an die genannten ersten Eingangsklemmen angeschlossene erste Energiequelle und
- - eine, über Ausschaltsteuermittel an die genannten zweiten Eingangsklemmen angeschlossene zweite Energiequelle zur Steuerung der Betätigung des zweiten Relais bei Betätigung der Ausschaltsteuermittel umfaßt.
- Insbesondere im Mittelspannungsbereich gibt es unterschiedliche Bauformen von mit einem Elektromotor arbeitenden Antrieben für Lastschalter oder Leistungsschalter. Der Antrieb kann mit direkter Kraftübertragung vom Motor auf die Kontakte des Lastschalters oder Leistungsschalters oder aber mit Hilfe eines Energiespeichersystems ausgebildet sein, bei dem die zum Einschalten bzw. Ausschalten des Lastschalters oder Leistungsschalters erforderliche Energie in Federn gespeichert wird. Herkömmlicherweise werden zwei Arten von Energiespeichersystemen, und zwar zügige Sprungantriebe oder Verklinkungsantriebe, und in bestimmten Fällen auch eine Kombination aus beiden Systemen verwendet. Ein Energiespeichersystem umfaßt im allgemeinen eine Ausschaltfeder und eine Einschaltfeder, die dazu dienen, ein sprunghaftes Einschalten und/oder Ausschalten der Kontakte des Schaltgeräts zu gewährleisten. Es gibt unterschiedliche Energiespeichersysteme mit unterschiedlichen Arten von Federn. Dabei kann die gleiche Feder als Ausschaltfeder und Einschaltfeder verwendet werden, wobei sie jeweils unterschiedliche Spannstellungen für die Ausschalt- bzw. Einschalthandlung aufweist. Bei einem als zügigem Sprungantrieb ausgelegten Energiespeichersystem bewirkt ein Einschaltsteuerbefehl das Spannen der Einschaltfeder durch den Motor bzw. das Spannen der einzigen vorhandenen Feder in die entsprechende Stellung und die anschließende Freigabe der Feder durch Überwinden eines definierten Sprungspunkts sowie das Einschalten der Kontakte des Lastschalters oder Leistungsschalters. Analog hierzu bewirkt ein Ausschaltsteuerbefehl die Kompression und anschließende Freigabe einer Ausschaltfeder bzw. der einzigen vorhandenen Feder und die daraus resultierende Ausschaltung der Kontakte. Bei einem Energiespeichersystem mit Verklinkung schaltet sich der Motor am Ende des Ausschalt- bzw. Einschalthubs der Kontakte automatisch ein, um so die Feder in der gewünschten Stellung zu spannen. Ein Einschalt- bzw. Ausschaltsteuerbefehl beaufschlagt dann über Auslösespulen die Verklinkung, um die Feder freizugeben und so die Einschaltung bzw. Ausschaltung der Kontakte zu bewirken.
- Solche Antriebe werden derzeit mit Hilfe von elektromagnetischen Relais ausgeführt. Die Eingangsspannungen können Gleichspannungen oder Wechselspannungen mit sehr unterschiedlichen Werte sein, wodurch eine große Anzahl von Relaisvarianten benötigt wird.
- Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Kosten für den Antrieb zu senken und zu diesem Zweck eine Einrichtung zu verwenden, die unabhängig von den verfügbaren Eingangsspannungen den Einsatz von Standardrelais ermöglicht.
- Diese Aufgabe wird dadurch erfüllt, daß die Steuermittel erfindungsgemäß
- - zwischen die ersten Eingangsklemmen und das erste Relais geschaltete, erste Steuermittel mit einer Reihenschaltung aus ersten Doppelweg-Gleichrichtmitteln, ersten Spannungsregelungsmitteln, ersten optelektronischen Kopplungsmitteln sowie ersten Ansteuermitteln, welche ersten Ansteuermittel Mittel zur Speicherung eines Einschaltsteuerbefehls umfassen,
- - zwischen die zweiten Eingangsklemmen und das zweite Relais geschaltete, zweite Steuermittel mit einer Reihenschaltung aus zweiten Doppelweg-Gleichrichtmitteln, zweiten Spannungsregelungsmitteln, zweiten optelektronischen Kopplungsmitteln sowie zweiten Ansteuermitteln, wobei die zweiten Ansteuenmittel Mittel zur Speicherung eines Ausschaltsteuerbefehls und die zweiten Steuermittel zusätzlich, an einen Unterdrückungseingang der ersten Ansteuermittel angeschlossene und bei Betätigung der Ausschaltsteuermittel ein Unterdrückungssignal erzeugende Unterdrückungsmittel umfassen, sowie
- - Hilfsenergiemittel mit dritten Doppelweg-Gleichrichtmitteln und dritten Spannungsregelungsmitteln umfassen, die zwischen, an eine dritte Energiequelle angeschlossenen dritten Eingangsklemmen und Ausgangsklemmen der mit den ersten und zweiten Ansteuermitteln verbundenen Hilfsenergiemittel in Reihe geschaltet sind.
- Diese Einrichtung arbeitet mit voneinander unabhängigen Eingangs-Wechselspannungen oder Gleichspannungen unterschiedlicher Werte entsprechend den verschiedenen Energiequellen. Sie gewährleistet die Steuerung sämtlicher Antriebstypen, die einem Lastschalter oder Leistungsschalter zugeordnet werden können. Darüber hinaus gewährleistet sie die Speicherung der Auschaltsteuerbefehle und/oder Einschaltsteuerbefehle sowie die höhere Priorität eines Ausschaltsteuerbefehls gegenüber einem Einschaltsteuerbefehl.
- Nach einer Weiterbildung der Erfindung werden die Kosten zusätzlich dadurch reduziert, daß unabhängig von der zur Verfügung stehenden Eingangsspannung ein Standardmotor zum Spannen der Feder, zum Entriegeln der Verklinkung und zur Mitführung der Kontakte des Leistungsschalters oder Lastschalters verwendet wird.
- Zu diesem Zweck weisen die Energieversorgungsmittel des Motors eine Energieversorgungsschaltung mit an den Motor angeschlossenen Ausgangsklemmen sowie an eine vierte Energiequelle angeschlossenen Eingangsklemmen auf, welche Energieversorgungsschaltung eine Reihenschaltung aus vierten Doppelweg-Gleichrichtmitteln und einer seriellen Zerhackerschaltung umfaßt.
- Mehrere Ausgestaltungen der Erfindung sind in den beigefügten Zeichnungen beispielhaft dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung unter Angabe weiterer Vorteile und Merkmale näher erläutert. Dabei zeigen
- Fig. 1 eine Steuereinrichtung nach dem bisherigen Stand der Technik für ein als zügiger Sprungantrieb ausgelegtes Energiespeichersystem;
- Fig. 2 in stark schematisierter Darstellung eine erfindungsgemäße Einrichtung für ein als Direktantrieb oder zügiger Sprungantrieb ausgelegtes Energiespeichersystem;
- Fig. 3 das Blockschaltbild einer besonderen Ausgestaltung der Steuereinrichtung aus Fig. 2;
- Fig. 4 in detaillierterer Darstellung eine besondere Ausgestaltung der Einschaltsteuerung der Einrichtung aus Fig. 3;
- Fig. 5 in detaillierterer Darstellung eine besondere Ausgestaltung der Ausschaltsteuerung der Einrichtung aus Fig. 3;
- Fig. 6 in detaillierterer Darstellung eine besondere Ausgestaltung der Hilfsenergiequelle der Einrichtung aus Fig. 3;
- Fig. 7 eine besondere Ausgestaltung der Schnittstelle der Einrichtung aus Fig. 2;
- Fig. 8 bis 11 verschiedene Ausführungsvarianten der Motorsteuerung der Einrichtung aus Fig. 2.
- Fig. 12 in detaillierterer Darstellung eine besondere Ausgestaltung der Energieversorgungsschaltung des Motors der Motorsteuerung aus Fig. 11;
- Fig. 13 in detaillierterer Darstellung eine besondere Ausgestaltung der Spannungsmeßschaltung der Schaltung aus Fig. 12;
- Fig. 14 eine besondere Ausgestaltung der Ansteuerschaltung der Schaltung aus Fig. 12;
- Fig. 15a bis 15c die Wellenformen der Eingangs- und Ausgangsspannungen der Pulsbreitenmodulationsschaltung der Ansteuerschaltung aus Fig. 14.
- Fig. 16 in detaillierterer Darstellung eine Ausführungsvariante der ersten Formungsschaltung der Ansteuerschaltung aus Fig. 15;
- Fig. 17a bis 17e die Wellenformen der Eingangssignale (Fig. 17a), der Zwischensignale (Fig. 17b) und der Ausgangssignale (Fig. 17c bis 17e) der ersten Formungsschaltung aus Fig. 16.
- Fig. 18 in detaillierterer Darstellung eine besondere Ausgestaltung der zweiten Formungsschaltung der Ansteuerschaltung aus Fig. 15;
- Fig. 19a bis 19f die Wellenformen der Eingangssignale (Fig. 19a), der Zwischensignale (Fig. 19b bis 19d) und der Ausgangssignale (Fig. 19e bis 19f) der zweiten Formungsschaltung aus Fig. 18.
- Fig. 20 den Einsatz der Steuereinrichtung aus Fig. 3 für einen Energiespeicherantrieb mit Verklinkung.
- Fig. 1 zeigt eine Anordnung, in der eine erste Versorgungsspannung U1 über eine Kontaktanordnung 2 einen Spannmotor 1 für eine oder mehrere Einschalt- und Ausschaltfedern eines als Lastschalter oder Leistungsschalter ausgebildeten Schaltgeräts speist. Ein erster, als Schließer ausgebildeter Kontakt S1 wird unter Einwirkung eines ersten Relais 3 geschlossen. Ein zweiter, als Schließer ausgebildeter Kontakt S2 wird unter Einwirkung eines zweiten Relais 4 geschlossen. Das erste Relais 3 wird über einen Drucktaster zur Einschaltsteuerung CF durch eine zweite Versorgungsspannung U2 gespeist. Das zweite Relais wird über einen Drucktaster zur Ausschaltsteuerung CO durch eine dritte Versorgungsspannung U3 gespeist. Der erste Kontakt S 1 ist in einem ersten Zweig der Anordnung 2 mit einem, als Öffner ausgebildeten ersten Einschalt-Endlagenkontakt Ff1 in Reihe geschaltet, der öffnet, wenn die Kontakte des Schaltgeräts geschlossen werden. Der zweite Kontakt S2 ist in einem zweiten Zweig der Anordnung 2 mit einem ersten Ausschalt- Endlagenkontakt Fo1 in Reihe geschaltet, der öffnet, wenn die Kontakte des Schaltgeräts geöffnet werden (in Fig. 1 gezeigte Schaltstellung). Die beiden Zweige sind parallel geschaltet.
- Die bekannte Einrichtung nach Fig. 1 arbeitet auf die nachstehend beschriebene Weise. Wird kein Steuerbefehl erteilt, sind die Drucktaster CF und CO geöffnet, es liegt keine Versorgungsspannung an den Relais 3 und 4 an, und der Motor 1 ist ausgeschaltet. Erfolgt ein Einschaltsteuerbefehl über den Drucktaster CF, wird das Relais 3 an Spannung gelegt und schließt den Kontakt S1. Der Motor 1 wird an die Spannung U1 gelegt, bis die Kontakte des Schaltgeräts geschlossen sind, wodurch der Kontakt Ff1 öffnet, der Kontakt Fo1 schließt und die Versorgungsspannung des Motors 1 unterbrochen wird. Analog hierzu wird durch einen über den Drucktaster CO erzeugten Ausschaltsteuerbefehl das Relais 4 an Spannung gelegt, wodurch bei geschlossenem Kontakt Fo1 (Schalter eingeschaltet) der Kontakt S2 geschlossen und der Motor 1 an Spannung gelegt wird, bis der Kontakt Fo1 am Ende des Ausschalthubs der Kontakte des Schaltgeräts öffnet und der Kontakt Ff1 dadurch erneut schließt.
- Die Spannungen U1, U2 und U3 sind voneinander unabhängig und richten sich nach den in der mit dem Schaltgerät bestückten Station vorhandenen Spannungen. Typischerweise liegen diese Spannungen als Gleich- oder Wechselspannungen zwischen 24 und 220 V vor. Die Relais 3 und 4 sowie der Motor müssen selbstverständlich entsprechend gewählt werden.
- Die in Fig. 1 gezeigte Einrichtung ist als Energiespeichersystem mit zügigem Sprungantrieb ausgebildet, wobei der Motor 1 auf eine Feder wirkt, die bei Betätigung eines der Drucktaster CO oder CF zunächst komprimiert und durch Überwinden eines definierten Sprungpunkts direkt wieder freigegeben wird. Diese Einrichtung kann auch für einen Direktantrieb eingesetzt werden, wobei der Motor in diesem Fall direkt auf die Kontakte des Schaltgeräts wirkt. Entsprechend der Darstellung in Fig. 2 verwendet die erfindungsgemäße Steuereinrichtung bei einem Einsatz für einen Direktantrieb oder einen zügigen Sprungantrieb die gleichen Versorgungsspannungen U1, U2 et U3 wie die bekannte Einrichtung aus Fig. 1, um einen Motor 1 über die, auf die Schließkontakte S1 und S2 wirkenden Relais 3 und 4 anzusteuern, und besteht aus einer Steuereinrichtung 5, einer Schnittstelle 6 und einer Motoransteuerung 7.
- Die mit Bezug auf Fig. 3 näher beschriebene Steuereinrichtung 5, umfaßt erste Eingangsklemmen 8, die über den Drucktaster CF mit der zweiten Versorgungsspannung U2 beaufschlagt werden. Sie umfaßt zweite Eingangsklemmen 9, die über den Drucktaster CO mit der dritten Versorgungsspannung U3 beaufschlagt werden. Dritte Eingangsklemmen 10 sind mit einer vierten Versorgungsspannung U4 verbunden. Erste (11, 12) und zweite (13a, 14) Ausgangsklemmen sind jeweils mit den Klemmen der Kontakte S1 und S2 verbunden.
- Die mit Bezug auf Fig. 7 näher beschriebene Schnittstelle 6 ist mit den Klemmen 11 bis 14 verbunden und weist zwei Ausgangsklemmen 15 und 16 auf. Die Motoransteuerung ist mit den Klemmen 15 und 16 sowie mit der Versorgungsspannung U1 verbunden. Sie weist zwei Ausgangsklemmen 17 und 18 auf, an die der Motor 1 angeschlossen ist.
- Gemäß Fig. 3 wird die Einschaltsteuerung durch einen Doppelweg-Gleichrichter 1%, einen Spannungsregler 20a, einen Optokoppler 21a und eine Relaisansteuerung 22a gewährleistet, die in Reihe zwischen die Eingangsklemmen 8 und das Relais 3 geschaltet sind. Analog hierzu erfolgt die Ausschaltsteuerung durch entsprechende Komponenten 19b, 20b, 21b und 22b, die in Reihe zwischen die Eingangsklemmen 9 und das Relais 4 geschaltet sind. Bei Schließen des Drucktasters CO wird die Relaisansteuerung 22a über einen, mit dem Spannungsregler 20b verbundenen Optokoppler 21c mit einem Unterdrückungssignal I beaufschlagt. Über die Eingangsklemmen 10 wird die vierte Versorgungsspannung U4 auf den Eingang einer Hilfsenergieschaltung 23 gelegt, die eine definierte Versorgungssgleichspannung US von beispielsweise etwa 47 V in bezug zur Masse liefert. Die Gleichspannung US dient insbesondere dazu, die auf der Abgangsseite der Optokoppler angeordneten Schaltungen zu versorgen. Entsprechend der Darstellung in Fig. 3 weisen die Relaisansteuerungen 22a und 22b Versorgungseingänge 24a bzw. 24b auf. Nach einer im folgenden genauer beschriebenen, vorzugsweisen Ausgestaltung werden die Eingänge 24a und 24b nicht kontinuierlich mit der Spannung US beaufschlagt, und die entsprechende Aufschaltung erfolgt über die Schnittstelle 6 (siehe Fig. 7). Eine zusätzliche Ausgangsklemme 13b ist vorgesehen, deren Funktion mit Bezug auf Fig. 20 näher erläutert wird.
- Die Fig. 4 und 5 zeigen eine besondere Ausgestaltung der Einschalt- und Ausschaltsteuerung der Schaltung 5. Die Gleichrichter 19a und 19b sind jeweils als Diodenbrücken ausgebildet. Die Spannungsregler 20a und 20b umfassen jeweils einen an die Ausgangsklemmen der zugeordneten Brückenschaltung 1%, 19b angeschlossenen Transistor T1, der mit einer Zenerdiode 21, einem Widerstand R1 und dem Sendeteil des oder der zugeordneten Optokoppler (21a oder 21b und 21c) in Reihe geschaltet ist. Ein Widerstand R2 ist in Reihe mit einer Zenerdiode 22 an die Ausgangsklemmen der zugeordneten Brückenschaltung 19a oder 19b angeschlossen, und der gemeinsame Anschlußpunkt von R2 und 22 ist mit der Basis des Transistors T1 verbunden. Eine solche lineare Regelungsschaltung bekannter Art versorgt die Sendeteile der zugeordneten Optokoppler mit einer definierten Spannung, sobald der Eingang der entsprechenden Gleichrichterbrücke mit einer Spannung U2 bzw. U3 beaufschlagt wird. Selbstverständlich ist auch jede andere Spannungsregelung, insbesondere eine Anschnittsteuerung denkbar.
- Ein in Fig. 4 und 5 als Darlington-Schaltung ausgebildeter elektronischer Schalter T2 ist zwischen Masse und dem jeweiligen Versorgungseingang 24a bzw. 24b mit dem zugeordneten Relais 3 oder 4 in Reihe geschaltet. Der Empfangsteil der Koppler 21a und 21b ist zwischen den zugeordneten Versorgungseingang 24a bzw. 24b und eine Steuerelektrode des elektronischen Schalters T2 geschaltet. Auf diese Weise bewirkt die Betätigung des Drucktasters CF bzw. CO das Ansprechen des zugehörigen Relais. Die Relaisansteuerungen 22a und 22b erlauben es darüber hinaus, die Speicherung der über CF und CO erteilten Einschalt- und Ausschaltbefehle zu gewährleisten. Zu diesem Zweck weisen sie jeweils einen, als Schließer ausgebildeten Hilfskontakt S3a bzw. S3b auf, der über die Relais 3 bzw. 4 angesteuert wird und parallel zum zugeordneten elektronischen Schalter T2 liegt. Bei Betätigung des entsprechenden Relais 3 oder 4 schließt der zugeordnete Hilfskontakt den elektronischen Schalter T2 kurz und gewährleistet die Spannungsversorgung des Relais, solange die Versorgungsspannung US am entsprechenden Versorgungseingang 24a bzw. 24b anliegt. Eine in Fig. 4 strichliert dargestellte zusätzliche Verbindung 42 ist in der Schaltung vorgesehen. Diese Verbindung ist unterbrochen, wenn die Einrichtung für einen zügigen Sprungantrieb oder einen Direktantrieb bestimmt ist. Ihre Funktion bei einem Energiespeichersystem mit Verklinkung wird weiter unten mit Bezug auf Fig. 20 beschrieben.
- Bei den in Fig. 2 betrachteten Antriebsarten muß nach Erteilung eines Einschalt- oder Ausschaltbefehls die Spannungsversorgung des Motors 1 bis zum Ende des Einschalt- bzw. Ausschalthubs der Kontakte des Schaltgeräts aufrechterhalten bleiben. Zu diesem Zweck muß das Relais 3 bzw. 4 den Kontakt S 1 bzw. S2 über die gesamte Dauer dieses Kontakthubs geschlossen halten. Hierzu (siehe Fig. 7) wird der Versorgungseingang 24a über einen, in der Ausschaltstellung der Schalterkontakte (in Fig. 7 gezeigte Schaltstellung) geschlossenen, zweiten Einschalt-Endlagenkontakt Ff2 und der Versorgungseingang 24b über einen, in der Ausschaltstellung der Schalterkontakte geöffneten, zweiten Ausschalt-Endlagenkontakt Fo2 mit der Versorgungsspannung US beaufschlagt. So erfolgt am Ende des Schalterkontakthubs das Öffnen des zugehörigen zweiten Endlagenkontakts, die Unterbrechung der Spannungsversorgung des zugeordneten Relais und das Öffnen der zugehörigen Kontakte S1 und S3a bzw. S2 und S3b.
- Das Unterdrückungssignal I wird vom Koppler 21c geliefert, sobald ein Ausschaltbefehl über den Drucktaster CO erteilt wird. Das Signal I beaufschlagt die Steuerelektrode des elektronischen Schalters T2 der Ansteuerschaltung 22a, derart daß diese Steuerelektrode kurzgeschlossen wird und T2 sperrt.
- Befindet sich das Schaltgerät in der Einschaltstellung, ist Fo2 geschlossen und Ff2 geöffnet.
- Die Ansteuerungsschaltung 22b liegt dann also an Spannung, während die Versorgung der Ansteuerungsschaltung 22a unterbrochen ist. Ein Einschaltbefehl hat dann keinerlei Wirkung. Ein Ausschaltbefehl bewirkt jedoch die Betätigung des Relais 4 und die Abschaltung des Schaltgeräts. In diesem Fall ist das Unterdrückungssignal I wirkungslos. Werden gleichzeitig ein Einschaltbefehl und ein Ausschaltbefehl erteilt, wird ausschließlich der Ausschaltbefehl berücksichtigt, da die Schaltung 22a nicht an Spannung liegt.
- Befindet sich das Schaltgerät in der Ausschaltstellung, ist Fo2 geöffnet und Ff2 geschlossen. Die Spannungsversorgung der Ansteuerungsschaltung 22a ist also gegeben, während die der Ansteuerungsschaltung 22b unterbrochen ist. Ein Ausschaltbefehl kann daher keine Betätigung des Relais 4 bewirken. Er hat jedoch nach wie vor ein Unterdrückungssignal I zur Folge, so daß bei gleichzeitiger Erteilung eines Ausschalt- und eines Einschaltbefehls der Ausschaltbefehl automatisch die höhere Priorität erhält und das Schaltgerät seine Schaltstellung nicht verändert. Ist jedoch bereits eine Einschalthandlung in Gang, wenn ein Ausschaltbefehl erfolgt, so wird die Einschalthandlung fortgesetzt. In diesem Fall wird nämlich das Relais 3 bei zunächst nicht vorhandenem Signal I betätigt und schließt den zugeordneten Hilfskontakt S3a, wodurch der zugeordnete elektronische Schalter T2 kurzgeschlossen wird, so daß ein nachfolgendes Unterdrückungssignal erst am Ende des Einschalthubs nach Unterbrechung der Spannungsversorgung der Ansteuerungsschaltung 22a des Relais 3 durch Öffnen des Kontakts Ff2 berücksichtigt werden kann. Handelt es sich bei dem Ausschaltbefehl um ein impulsförmiges Signal, ist dieses Signal bereits abgeklungen, und das Schaltgerät bleibt eingeschaltet. Liegt der Ausschaltbefehl jedoch am Ende des Einschalthubs der Schalterkontakte noch an, bewirkt das Schließen des Kontakts Fo2 die Betätigung des Relais 4 und das Schließen des Kontakts S2. Der Motor 1 liegt über das Relais 4 und den Kontakt S2 weiterhin an Spannung, bis das Ende des Ausschalthubs erreicht ist, wobei das Unterdrückungssignal jegliches Einschalten verhindert, solange der Ausschaltdrucktaster geschlossen bleibt. Auf diese Weise werden ruckartige Bewegungen durch wischende Ausschaltbefehle sowie das Stehenbleiben eines Antriebs in einer Zwischenstellung verhindert, jedoch gleichzeitig die höhere Priorität eines Ausschaltbefehls gegenüber einem Einschaltbefehl gewährleistet.
- Die in Fig. 6 dargestellte vorzugsweise Ausgestaltung der Hilfsenergieschaltung 23 umfaßt eine an dritte Eingangsklemmen 10 angeschlossene, als Doppelweg-Gleichrichter arbeitende Diodenbrücke 25 sowie einen, an den Ausgang des Gleichrichters geschalteten und die Versorgungsgleichspannung US liefernden Spannungsregler 26. Der Regler umfaßt beispielsweise einen Transistor T3, dessen Steuerelektrode an den gemeinsamen Anschlußpunkt eines Widerstands R3 und einer Zenerdiode 23 angeschlossen ist, die zwischen den Ausgangsklemmen der Gleichrichterbrücke 25 in Reihe geschaltet sind.
- Die Verwendung der drei Gleichrichterbrücken 19a, 19b und 25 sowie der drei Spannungsregler 20a, 20b und 26, erlaubt den Einsatz von Standardrelais 3 und 4, unabhängig von den Werten der Spannungen U1, U3 und U4, die darüber hinaus Gleich- oder Wechselspannungen sein können.
- Die in Fig. 7 gezeigte Schnittstelle 6 dient zur von der jeweiligen Ausführung der Einrichtung 7 unabhängigen Verbindung der Steuereinrichtung 5 mit der Motoransteuerung 7.
- Die Schnittstelle 6 umfaßt die Endlagenkontakte Ff1 und Fo 1 sowie deren Verbindungen, derart daß der Kontakt Ff1 mit dem Kontakt S1 und der Kontakt Fo1 mit dem Kontakt S2 in Reihe geschaltet sind. Dabei liegen der Kontakt Ff1 zwischen den Klemmen 12 und 16 und der Kontakt Fo1 zwischen den Klemmen 14 und 16. Die Klemmen 11, 13a und 15 sind direkt miteinander verbunden. Die Endlagenkontakte Ff2 und Fo2 sind vorzugsweise ebenfalls in der Schnittstelle 6, also außerhalb der Steuereinrichtung 5 angeordnet, welche somit als Standardmodul ausgeführt sein kann. Die in Fig. 7 gezeigte vorzugsweise Ausgestaltung umfaßt also einen Eingang, der mit der Spannung US beaufschlagt wird und über die Kontakte Ff2 bzw. Fo2 mit zwei Ausgängen verbunden ist, die ihrerseits mit den Versorgungseingängen 24a bzw. 24b verbunden sind. Darüber hinaus umfaßt die Schnittstelle vorzugsweise einen zusätzlichen Ausgang 27, welcher direkt mit dem durch die Spannung US beaufschlagten Eingang verbunden ist.
- Die einfachste Ausgestaltung der Motoransteuerung 7 ist in Fig. 8 dargestellt. Dabei ist die Klemme 15 direkt mit der Klemme 17 verbunden, und die Spannung U1 wird zwischen den Klemmen 16 und 18 angelegt. Diese Ausgestaltung entspricht der Ausführung gemäß Fig. 1, bei der die Kontakte S1 und Ff1 sowie die Kontakte S2 und Fo1 jeweils in Reihe mit dem Motor an die Klemmen von U1 geschaltet sind. In diesem Fall arbeitet die, standardmäßig ausgeführte, Steuereinrichtung also mit 4 Spannungen, nämlich U1, U2, U3 und U4, die alle unterschiedlich und beliebig groß sein können. In der Praxis können die Spannungen U1 und U4 identisch sein und von der gleichen Spannungsquelle geliefert werden.
- Bei den in Fig. 9 bis 11 gezeigten Ausgestaltungen erfolgt die Motoransteuerung über ein zusätzliches Relais 28, das über die von der Hilfsenergieschaltung 23 gelieferte Spannung US gespeist wird. Dabei ist das Relais 28 in der Motoransteuerung 7 zwischen die Klemme 16 und Masse geschaltet, während die Klemmen 15 und 27 direkt miteinander verbunden sind. Die Kontakte S1 und Ff1 sind dann in Reihe mit dem Relais 28 an die Klemmen der von der Hilfsenergieschaltung gelieferten Spannung US geschaltet. Das gleiche gilt sinngemäß für die Kontakte S2 und Fo1.
- Gemäß Fig. 9 wird ein, als Schließer ausgebildeter, in Reihe mit dem Motor 1 zwischen den Klemmen der Versorgungsspannung U1 angeschlossener dritter Kontakt S3 durch das Relais 28 angesteuert.
- Bei den bisher beschriebenen Ausgestaltungen sind die Steuerschaltung 5, die Schnittstelle 6 und die Motoransteuerung 7 unabhängig von den Versorgungsspannungen. Allerdings muß der Motor stets in Abhängigkeit vom Wert der Spannung U1 gewählt werden.
- Bei den in Fig. 10 und 11 gezeigten Ausgestaltungen läßt sich diese Einschränkungen ebenfalls umgehen, und es kann unabhängig von der verfügbaren Spannung U1 ein Standardmotor eingesetzt werden. Dabei wird eine Versorgungsschaltung 29 für den Motor zwischen die Versorgungsspannung U1 und die Ausgangsklemmen 17 und 18 geschaltet, derart daß, gesteuert durch das Relais 28, eine bestimmte Spannung U6 an den Klemmen 17 und 18 bereitgestellt wird, wenn der Motor aufgeschaltet werden soll.
- Bei der in Fig. 11 gezeigten vorzugsweisen Ausgestaltung ist der Kontakt S3 auf der Einspeiseseite der Versorgungsschaltung 29 für den Motor angeordnet. Die Schaltung 29 wird daher nur dann mit der Spannung U1 verbunden, wenn das Relais 28 durch einen Ausschalt- oder Einschaltbefehl aktiviert wird. Eine über die Klemme 27 zwischen Masse und die Spannung US geschaltete, zweite Hilfsenergieschaltung 30 liefert eine an die Komponenten der Schaltung 29 angepaßte Versorgungsgleichspannung U7 von beispielsweise 15 V.
- Die Schaltung 29 liefert beispielsweise eine Gleichspannung U6 von 48 V. Gemäß der in Fig. 12 gezeigten Ausgestaltung wird die Spannung U1 dem Eingang eines, durch eine Diodenbrücke gebildeten Doppelweg-Gleichrichters 31 zugeführt. Die Ausgangsspannung des Gleichrichters 31 beaufschlagt über den, vom Relais 28 angesteuerten Kontakt S3 die Klemmen einer Serien-Zerhackerschaltung. Gemäß einer vorzugsweisen Ausgestaltung sind die Spannungen U4 und U1 identisch, und es kann dadurch einer Gleichrichter 25 oder 31 eingespart werden.
- Die Serien-Zerhackerschaltung umfaßt einen elektronischen Schalter T4, der vorzugsweise aus einem, als MOS ausgebildeten Transistor besteht, welcher über die Klemmen 17 und 18 in Reihe mit dem Motor 1 an die Ausgangsklemmen des Gleichrichters 31 angeschlossen ist. Eine Pulsbreitenmodulations-Ansteuerschaltung 32 beaufschlagt den elektronischen Schalter T4 mit Steuersignalen. Eine Schaltung 33 zur Messung der Spannung an den Klemmen des Motors 1 liefert eine, den Mittelwert der Spannung an den Klemmen des Motors 1 abbildende Spannung U8 an die Schaltung 32. Nach der vorzugsweisen Ausgestaltung gemäß Fig. 12 liefert ein in Reihe zum Motor geschalteter Nebenwiderstand R4 eine den Strom im Motor 1 abbildende Spannung U9 an die Schaltung 32. Eine Freilaufdiode D1 ist zwischen die Klemme 17 und Masse, d. h. parallel zur Reihenschaltung aus dem Motor 1 und dem Nebenwiderstand 4 geschaltet. Auf herkömmliche Weise ist eine als Spannungsschutz und Umschalthilfe dienende Schaltung parallel zum Transistor T4 geschaltet.
- Fig. 13 zeigt eine besondere Ausgestaltung der Spannungsmeßschaltung 33. Sie besteht aus einem aktiven Filter, das zwischen die Klemme 17 und Masse geschaltet ist. Das aktive Filter umfaßt ein als Dämpfungsglied dienendes RC-Filter erster Ordnung, gefolgt von einem aktiven Filter zweiter Ordnung, das einen Operationsverstärker mit dem Verstärkungsfaktor 1 umfaßt. Ein solches Filter ist allgemein bekannt und wird hier nicht näher erläutert.
- Die Versorgungseingänge 34 der Schaltungen 32 und 33 werden mit der Spannung U7 über einen, als Schließer ausgebildeten Kontakt S4 beaufschlagt, dessen Schließvorgang über das Relais 28 gleichzeitig mit dem Schließen des Kontakts S3 gesteuert wird.
- Die Ansteuerschaltung 32 liefert logische Steuersignale A, derart daß die Spannung U6 an den Klemmen des Motors 1 einen festgelegten Gleichspannungswert von beispielsweise 48 V aufweist und der Strom im Motor unterhalb eines festgelegten Wertes von beispielsweise etwa 8A bleibt.
- Fig. 14 zeigt eine besondere Ausgestaltung der Ansteuerschaltung 32. Sie umfaßt eine Pulsbreitenmodulationsschaltung (PWM), die eine, in Fig. 16 genauer dargestellte erste Formungsschaltung 36 mit Signalen A1 beaufschlagt. Der Ausgang der Schaltung 36 ist über einen Impulsübertrager 38 mit dem Eingang einer zweiten Formungsschaltung 37 verbunden, welche die Steuersignale A für den MOS-Transistor T4 liefert. Aus der an den Versorgungseingang 34 der Ansteuerschaltung 32 angelegten Spannung wird eine Referenzspannung Uref1 abgeleitet.
- Die Funktionsweise der Schaltung 35 wird nachstehend mit Hilfe der in den Fig. 15a, 15b und 15c dargestellten Wellenformen der Signale U8, U9 und A1 näher beschrieben.
- Die Signale A1 sind logische Binärsignale mit einer bestimmten Frequenz von beispielsweise 15 kHz. Entsprechend einer typischen Pulsbreitenmodulation ist das Periodenverhältnis der Signale A1 in Abhängigkeit von der Eingangsspannung U8 veränderlich.
- Während jeder Periode ergibt sich die Dauer d, über die das Signal A1 einen ersten festgelegten logischen Wert führt, zu
- d = dO + k(U8 - Uref1),
- wobei k eine Konstante ist.
- Nimmt A1 den genannten ersten logischen Wert (0 in Fig. 15c) an, steuert das Signal A das Sperren von T4. Wenn im Normalbetrieb die Spannung U8 gleich der Referenzspannung Uref1 ist und der Strom im Motor unterhalb des zulässigen Grenzwertes bleibt, d. h. die Spannung U9 unterhalb einer internen Referenzspannung Uref2 der Schaltung 35 bleibt, ist d = d0. Wenn bei weiterhin unterhalb des zulässigen Grenzwerts liegenden Strom U8 kleiner wird als Uref1, nimmt d einen Wert d1 an, der kleiner ist als d0, während bei Überschreiten von Uref1 durch U8d einen Wert d2 annimmt, der größer ist als d0.
- Des weiteren zeigt Fig. 15c, daß bei zu hohem Strom, d. h., sobald U9 größer wird als Uref2, die Schaltung 35 den Wert U8 ignoriert und die Signale A1 zwangsweise auf null setzt, dadurch T4 vollständig sperrt und die Spannungsversorgung des Motors 1 unterbricht. Es wäre ebenfalls möglich, durch Wahl eines festgelegten, sehr kleinen Mindestperiodenverhältnisses eine bestimmte Spannungsversorgung des Motors aufrechtzuerhalten.
- Da der Transistor T4 in einem Leistungskreis in Reihe mit dem Motor 1 liegt, in dem der Strom beispielsweise 8A erreichen kann, eignen sich die Kleinpegelsignale A1 nicht zur direkten Ansteuerung von T4. Außerdem besitzt T4 keine Masseverbindung und arbeitet daher mit schwebender Sourceelektrode. Die Funktion der Signalanpassung übernehmen die durch den Impulsübertrager 38 galvanisch voneinander getrennten Schaltungen 36 und 37.
- Nach der in Fig. 16 dargestellten besonderen Ausgestaltung umfaßt die Schaltung 36 zwei Inverter 39 und 40. Der Inverter 39 erhält am Eingang die Signale A1 (siehe Fig. 17a) und liefert am Ausgang zu den Signalen A1 komplementäre Signale A3 (siehe Fig. 17C). Eine als RC-Glied ausgebildete Verzögerungsschaltung 41 ist zwischen den Ausgang der Schaltung 35 und den Eingang des Inverters 40 geschaltet, der mit, in bezug zu A1 verzögerten Signalen A2 entsprechend Fig. 17b beaufschlagt wird. Die Ausgangssignale A4 des Inverters 40 sind in Fig. 17d dargestellt. Die Ausgangssignale A5 der Schaltung 36 werden durch die Differenz zwischen den Signalen A3 und A4 gebildet und weisen die in Fig. 17e dargestellte Form auf. Dabei handelt es sich um kurze, nach einer ansteigenden Flanke von A1 negative und nach einer abfallenden Flanke von A1 positive Impulse.
- Diese Impulse A5 werden an die Schaltung 37 über den Impulsübertrager 38 weitergeleitet, dessen Primärwicklung zwischen die Ausgänge der Inverter 39 und 40 geschaltet ist und der an seiner Sekundärwicklung den Signalen A5 entsprechende Signale A6 bereitstellt (siehe Fig. 19a).
- Gemäß Fig. 18 umfaßt die Schaltung 37 einen, als MOS ausgebildeten Transistor T5, dessen Sourceanschluß mit einem Ende der Sekundärwicklung des Impulsübertragers 38 verbunden ist, sowie einen als MOS ausgebildeten Transistor T6, dessen Sourceanschluß mit dem anderen Ende dieser Sekundärwicklung verbunden ist. In Fig. 18 sind die internen Diodenstrecken der Transistoren T5 und T6 dargestellt. Der Drainanschluß von T5 ist über einen Widerstand R5 mit der Steuerelektrode, d. h. dem Gate von T4 verbunden, während der Drainanschluß von T6 direkt mit der Sourceelektrode von T4 verbunden ist. Die Signale A zur Ansteuerung von T4 werden zwischen Gate und Source von T4 angelegt. Zwei durch die Reihenschaltungen der Widerstände R6 und R7 bzw. R8 und R9 gebildete Spannungsteiler sind parallel zur Sekundärwicklung des Übertragers 38 geschaltet. Der gemeinsame Anschlußpunkt von R6 und R7 ist mit dem Gateanschluß von T5, und der gemeinsame Anschlußpunkt von R8 und R9 mit dem Gateanschluß von T6 verbunden.
- Eine Anlaufschaltung ist vorgesehen, um ein unbeabsichtigtes Durchschalten des Transistors T4 zu verhindern, wenn die Schaltung 32 an Spannung gelegt wird. Die Anlaufschaltung gemäß Fig. 18 umfaßt einen, als J-FET ausgebildeten Transistor T7, der zwischen die Drainanschlüsse von T5 und T6 geschaltet ist. Die Steuerelektrode von T7 ist mit der Anode einer Diode D2 verbunden, deren Kathode mit dem Sourceanschluß von T5 verbunden ist. Darüber hinaus ist die Steuerelektrode von T7 über einen, parallel zu einem Kondensator C1 geschalteten Widerstand R10 mit dem Drainanschluß des Transistors T6 verbunden. Zur Begrenzung der Gate-Source-Spannung von T4 ist eine als Breakdown-Diode ausgebildete Diode D3 (Typ "TRANSIL") parallel zu T4 geschaltet.
- Die Funktionsweise der Schaltung 37 aus Fig. 18 wird nachstehend mit Bezug auf die Fig. 19a bis 19f näher erläutert, in denen der leitende Zustand der Transistoren T5, T6, T7 und T4 durch ein positives Signal in den Fig. 19b; 19c, 19d und 19f dargestellt ist.
- Bei Anlaufen der Schaltung 32 liefert der Übertrager 38 keine Impulse, und die Signale A6 (Fig. 19a) liegen auf null. Die Transistoren T5 und T6 sind beide gesperrt, und der als selbstleitender J-FET ausgebildete Transistor T7 durchgeschaltet (Fig. 19d). Die Signale A (Fig. 19e) liegen also auf null und verhindern ein unbeabsichtigtes Durchschalten des Transistors T4.
- Wird nun ein negativer Impuls durch den Übertrager 38 zugeführt, so gelangt eine positive Gate-Source-Spannung an den Transistor T5, der dadurch leitend wird. Die Diode D2 schaltet durch, und der Kondensator C 1 lädt sich über die innere Diodenstrecke von T6, D2 und T5 auf und sperrt den Transistor T7. Es liegt dann ein negativer Impuls (Fig. 19e) zwischen Gate und Source des Transistors T4, der gesperrt bleibt.
- Zwischen einem negativen und einem positiven Impuls bleibt das Signal A6 auf null und sperrt zugleich T5 und T6. Der Kondensator C1 entlädt sich teilweise, mit exponentiellem Verlauf, über den Widerstand R10. Die Gate-Source-Spannung von T4 läuft also exponentiell gegen null.
- Im Normalbetrieb wird vor dem vollständigen Entladen des Kondensators C1 ein positiver Impuls vom Übertrager 38 geliefert und T7 dadurch im Sperrzustand gehalten. Durch den positiven Impuls des Signals A6 wird der Transistor T6 leitend, so daß ein positiver Impuls A zwischen Gate und Source von T4 angelegt wird, welcher dadurch leitend wird.
- Beim nachfolgenden negativen Impuls des Signals A6 wird der Kondensator C1 wieder aufgeladen, und T4 sperrt erneut. Ist die Zeitdauer zwischen einem negativen und einem positiven Impuls zu lang, entlädt sich der Kondensator C1 vollständig, und T7 schaltet erneut durch. Die Funktionsweise der Schaltung 37 ist dann genauso wie unter Anlaufbedingungen.
- Die obige Beschreibung gilt nicht für einen Energiespeicherantrieb mit Verklinkung. Bei einem herkömmlichen Energiespeicherantrieb mit Verklinkung wird der Elektromotor dazu verwendet, um die Feder bzw. Federn automatisch zu spannen, bleibt jedoch bei Erteilung eines Ausschalt- oder Einschaltbefehls unwirksam. Typischerweise wird mit einem Ausschaltbefehl direkt eine, in Reihe mit CO an den Klemmen der Spannung U3 liegende Ausschaltauslösespule Yo beaufschlagt. Durch Schließen des Ausschaltdrucktasters CO wird die Spannung U3 an die Klemmen der Spule Yo gelegt, die die Verklinkung löst und das sprungartige Öffnen der Kontakte des Schaltgeräts bewirkt. In der Praxis ist ein den Kontakten des Schaltgeräts zugeordneter Schaltstellungskontakt, der sich bei Abschaltung des Schaltgeräts öffnet, in Reihe zur Spule Yo zwischen die Klemmen 9 geschaltet, so daß sofort nach Abschaltung des Schaltgeräts die Spannungsversorgung der Spule Yo unterbrochen wird. Analog hierzu ist bei den bekannten Einrichtungen eine Einschaltauslösespule Yf in Reihe mit dem Einschaltdrucktaster CF an die Klemmen der Spannung U2 angeschlossen.
- Die Steuereinrichtung 5 aus Fig. 3 kann jedoch auch für einen Antrieb dieses Typs verwendet werden. Fig. 20 zeigt einen solchen Antrieb. Die Ausschaltauslösespule Yo ist an die Klemmen 9 angeschlossen. Die Ausschaltsteuerschaltung (19b, 20b, 21b, 22b, 4) der Einrichtung 5 aus Fig. 3 hat für die Ansteuerung der Spule Yo keine Funktion. Allerdings wird die Schaltung genutzt, um die höhere Priorität eines Ausschaltbefehls gegenüber einem Einschaltbefehl zu gewährleisten. Zu diesem Zweck wird die zur Entklinkung der Feder und zum Einschalten des Schaltgeräts bei Empfang eines Einschaltbefehls dienende Einschaltauslösespule Yf zwischen eine der Eingangsklemmen 8 und die Klemme 14 geschaltet, während die zusätzliche Ausgangsklemme 13b mit der anderen Eingangsklemme 8 verbunden wird. Der Kontakt S2 kann zwei Stellungen einnehmen. In seiner in Fig. 3 gezeigten ersten Stellung, die seiner Ausschaltstellung in der Beschreibung der vorherigen Figuren entspricht, verbindet der Kontakt S2 die Klemmen 14 und 13b. In seiner zweiten Stellung verbindet er die Klemmen 14 und 13a. Im Ruhezustand des Relais 4 liegt die Spule Yf somit direkt an den Klemmen 8, und das Schließen des Drucktasters CF bewirkt dessen Erregung und das Einschalten des Schaltgeräts. Bei Erteilung eines Ausschaltbefehls wird jedoch das Relais 4 aktiviert, und der Kontakt S2 unterbricht die Verbindung zwischen den Klemmen 14 und 13b, d. h. die Verbindung zwischen der Spule Yf und den Klemmen 8, so daß eine Betätigung des Drucktasters CF wirkungslos bleibt. Auf diese Weise gewährleistet die Steuereinrichtung 5 die höhere Priorität eines Ausschaltbefehls gegenüber einem Einschaltbefehl.
- Bei der in Fig. 20 gezeigten Ausgestaltung wird das Relais 3 zum Spannen der Feder verwendet. In diesem Fall ist die zusätzliche Verbindung 42 (siehe Fig. 4) nicht unterbrochen. Sie überbrückt den Empfangsteil des Optokopplers 21a und gewährleistet so, unabhängig von einem Einschaltbefehl, die Energieversorgung des Relais 3, wenn eine Spannung an den Versorgungseingang 24a angelegt wird. Der Motor ist zwischen die Klemme 12 und eine der Klemmen 10 geschaltet, während die andere Klemme 10 direkt mit der Klemme 11 verbunden ist. Auf diese Weise wird, solange eine Spannung am Versorgungseingang 24a anliegt und bei nicht vorhandenem Signal I, das Relais 3 erregt, und der geschlossene Kontakt S1 verbindet die Klemmen 11 und 12, so daß die Spannung U4 an die Klemmen des Motors angelegt wird. Die Spannung US wird über geeignete Kontakte zur Betätigung des Spannmotors auf den Versorgungseingang 24a gelegt. Muß der Motor automatisch beispielsweise nach dem Einschalten des Schaltgeräts eine Feder neu spannen, kann die Beaufschlagung des Eingangs 24a mit der Spannung US über einen, beim Einschalten des Schaltgeräts schließenden Ausschaltendlagenkontakt und einen in Reihe dazu liegenden, bei nicht gespannter Feder geschlossenen Federspann-Endlagenkontakt erfolgen. Auf diese Weise wird die Betätigung der Feder nach dem Einschalten der Kontakte des Schaltgeräts automatisch in Gang gesetzt und gestoppt, wenn die Feder ihre Gespanntstellung erreicht hat. Die Motorversorgungsschaltung 29 kann ebenfalls verwendet werden, um den Motor durch einen Standardmotor zu ersetzen.
- Aus der obigen Beschreibung folgt, daß unabhängig vom gewünschten Antriebstyp eine Standard-Steuereinrichtung 5 verwendet kann. Die Hauptvorteile der Schaltung, nämlich die von den verfügbaren Spannungen unabhängige Verwendung von Standardrelais 3 und 4 sowie die höhere Priorität eines Ausschaltbefehls gegenüber einem Einschaltbefehl sind in allen Fällen gegeben, auch wenn die Auslösespulen Yo bzw. Yf aus Fig. 20 weiterhin an die Eingangsspannungen angepaßt bleiben. Gleichermaßen ist die Verwendung eines Standardmotors dank einer angepaßten Motorversorgungsschaltung mit einem seriellen Zerhacker möglich, der über eine Ansteuerschaltung mit Pulsbreitenmodulation angesteuert wird.
Claims (1)
1. Elektrische Steuereinrichtung zur Ausschaltung und Einschaltung eines Lastschalters oder
Leistungsschalters, die
- Steuermittel mit ersten (8) und zweiten (9) Eingangsklemmen sowie einem ersten und einem
zweiten, jeweils an die ersten bzw. zweiten Eingangsklemmen angeschlossenen Relais (3, 4),
- eine, über Einschaltsteuermittel (CF) an die genannten ersten Eingangsklemmen (8)
angeschlossene erste Energiequelle (U2) und
- eine über Ausschaltsteuermittel (CO) an die genannten zweiten Eingangsklemmen (9)
angeschlossene zweite Energiequelle (U3) zur Steuerung der Betätigung des zweiten Relais (4)
bei Betätigung der Ausschaltsteuermittel (CO) umfaßt,
dadurch gekennzeichnet, daß die Steuermittel
- zwischen die ersten Eingangsklemmen (8) und das erste Relais (3) geschaltete, erste
Steuermittel mit einer Reihenschaltung aus ersten Doppelweg-Gleichrichtmitteln (19a), ersten
Spannungsregelungsmitteln (20a), ersten optelektronischen Kopplungsmitteln (21a) sowie
ersten Ansteuermitteln (22a), welche ersten Ansteuermittel (22a) Mittel (S3a) zur Speicherung
eines Einschaltsteuerbefehls umfassen,
- zwischen die zweiten Eingangsklemmen (9) und das zweite Relais (4) geschaltete, zweite
Steuermittel mit einer Reihenschaltung aus zweiten Doppelweg-Gleichrichtmitteln (19b),
zweiten Spannungsregelungsmitteln (20b), zweiten optelektronischen Kopplungsmitteln (21b)
sowie zweiten Ansteuermitteln (22b), wobei die zweiten Ansteuermittel (22b) Mittel (S3b) zur
Speicherung eines Ausschaltsteuerbefehls und die zweiten Steuermittel zusätzlich, an einen
Unterdrückungseingang der ersten Ansteuenmittel (22a) angeschlossene und bei Betätigung der
Ausschaltsteuermittel (CO) ein Unterdrückungssignal (I) erzeugende Unterdrückungsmittel
(21c) umfassen, sowie
- Hilfsenergiemittel (23) mit dritten Doppelweg-Gleichrichtmitteln (25) und dritten
Spannungsregelungsnütteln (26) umfassen, die zwischen, an eine dritte Energiequelle (U4)
angeschlossenen dritten Eingangsklemmen (10) und Ausgangsklemmen (US) der mit den
ersten und zweiten Ansteuermitteln (22a, 22b) verbundenen Hilfsenergiemittel in Reihe
geschaltet sind.
2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sie einen Elektromotor (1) und
Energieversorgungsmittel des Motors (1) mit ersten, in Reihe mit dem Motor (1) an die
Klemmen einer vierten Energiequelle (U1) angeschlossenen Unterbrechungsmitteln umfaßt,
welche ersten Unterbrechungsmittel zwei parallel zueinander geschaltete erste und zweite
Zweige umfassen, wobei der erste Zweig eine Reihenschaltung aus einem
Einschaltendlagenkontakt (Ff2) und einem ersten, als Schließer ausgebildeten und vom ersten
Relais (3) angesteuerten Kontakt (S1) und der zweite Zweig eine Reihenschaltung aus einem
Ausschaltendlagenkontakt (Fo2) und einem zweiten, als Schließer ausgebildeten und vom
zweiten Relais (4) angesteuerten Kontakt (S2) umfassen.
3. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuermittel zwei parallel
zueinander geschaltete erste und zweite Zweige umfassen, wobei der erste Zweig eine
Reihenschaltung aus einem Einschaltendlagenkontakt (Ff2) und einem ersten, als Schließer
ausgebildeten und vom ersten Relais (3) angesteuerten Kontakt (S1) und der zweite Zweig
eine Reihenschaltung aus einem Ausschaltendlagenkontakt (Fo2) und einem zweiten, als
Schließer ausgebildeten und vom zweiten Relais (4) angesteuerten Kontakt (S2) umfassen und
der erste und zweite Zweig in Reihe mit einem dritten Relais (28) an die Ausgangsklemmen
(US) der Hilfsenergiemittel (23) angeschlossen sind.
4. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sie eine, an die zweiten
Eingangsklemmen (9) angeschlossene Ausschaltauslösespule (Yo) sowie eine
Einschaltauslösespule (Yf) umfaßt, die in Reihe mit einem, als Schließer ausgebildeten und
vom zweiten Relais (4) angesteuerten zusätzlichen Kontakt (S2, 13b, 14) an die ersten
Eingangsklemmen (8) angeschlossen ist.
5. Einrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß sie einen Elektromotor zum
Spannen mindestens einer Feder umfaßt, der an die Klemmen eines, als Schließer ausgebildeten
und vom ersten Relais (3) angesteuerten ersten Kontakts (S1) angeschlossen ist, wobei
Verbindungsmittel (42) den Ausgang der ersten optoelektronischen Kopplungsmittel (21a)
kurzschließen und einen Steuereingang der ersten Ansteuermittel (22a) mit dem Ausgang (US)
der Hilfsenergiemittel (23) verbinden, um die Betätigung des ersten Relais (3) und die
Energieversorgung des Motors zu steuern.
6. Einrichtung nach irgendeinem der Ansprüche 2 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß die
Unterdrückungsmittel dritte optoelektronische Kopplungsmittel (21c) umfassen, die in Reihe
mit den zweiten optoelektronischen Kopplungsmitteln (21b) an den Ausgang der zweiten
Spannungsregelungsmittel (20b) angeschlossen sind.
7. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 und 6, dadurch gekennzeichnet, daß
- die ersten Ansteuermittel (22a) einen ersten elektronischen Schalter (T2) umfassen, der in
Reihe mit dem ersten Relais (3) und einem weiteren Einschaltendlagenschalter (Ff1) an die
Ausgangsklemmen (US) der Hilfsenergiemittel (23) angeschlossen ist, wobei ein als Schließer
ausgebildeter und über das erste Relais (3) angesteuerter erster Hilfskontakt (S3a) parallel zum
ersten elektronischen Schalter (T2) geschaltet ist, welcher erste elektronische Schalter (T2)
eine, mit den ersten optoelektronischen Kopplungsmitteln (21a) sowie den
Unterdrückungsmitteln (I) verbundene Steuerelektrode aufweist, und
- die zweiten Ansteuermittel (22b) einen zweiten elektronischen Schalter (T2) umfassen, der in
Reihe mit dem zweiten Relais (4) und einem weiteren Ausschaltendlagenschalter (Fo1) an die
Ausgangsklemmen (US) der Hilfsenergiemittel (23) angeschlossen ist, wobei ein als Schließer
ausgebildeter und über das zweite Relais (4) angesteuerter zweiter Hilfskontakt (S3b) parallel
zum zweiten elektronischen Schalter (T2) geschaltet ist, welcher eine, mit den zweiten
optoelektronischen Kopplungsmitteln (21b) verbundene Steuerelektrode aufweist.
3. Einrichtung nach irgendeinem der Ansprüche 1, 3, 4 und 5, dadurch gekennzeichnet, daß sie
einen Elektromotor (1) sowie Energieversorgungsmittel des Motors umfaßt, die eine
Energieversorgungsschaltung (29) mit an den Motor (1) angeschlossenen Ausgangsklemmen
(17, 18) sowie an eine vierte Energiequelle (U1) angeschlossenen Eingangsklemmen umfassen,
welche Energieversorgungsschaltung (29) eine Reihenschaltung aus vierten Doppelweg-
Gleichrichtmitteln (31) und einer Serien-Zerhackerschaltung umfaßt.
9. Einrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Serien-Zerhackerschaltung
- einen dritten elektronischen Schalter (T4), der zwischen eine Ausgangsklemme der vierten
Gleichrichtmittel (31) und eine Ausgangsklemme (17) der Energieversorgungsschaltung (29)
geschaltet ist,
- Mittel (33) zur Messung der Spannung an den Klemmen des Motors (1),
- eine Pulsbreitenmodulations-Ansteuerschaltung (32) mit einem ersten, an einen Ausgang der
Mittel (33) zur Messung der Spannung an den Klemmen des Motors angeschlossenen Eingang
(48) sowie einem, an eine Steuerelektrode des dritten elektronischen Schalters (T4)
angeschlossenen Ausgang (A) umfaßt.
10. Einrichtung nach einem der Ansprüche 8 und 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Serien-
Zerhackerschaltung Mittel (R4) zur Messung des Motorstroms umfaßt, wobei die
Ansteuerschaltung (32) der Serien-Zerhackerschaltung einen zweiten Eingang (U9) aufweist,
der mit dem Ausgang der Mittel (R4) zur Messung des Motorstroms verbunden ist und am
Ausgang (A) Impulse einer bestimmten Mindestdauer bereitstellt, wenn der Motorstrom einen
festgelegten Schwellwert überschreitet.
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