DE9406446U1 - Control module for controlling a contactor - Google Patents
Control module for controlling a contactorInfo
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Description
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BeschreibungDescription
Ansteuerbaustein zur Ansteuerung eines SchützesControl module for controlling a contactor
Die Erfindung betrifft einen Ansteuerbaustein zur Ansteuerung eines Schützes mit einem Anzugsstrom konstanten Mittelwertes.The invention relates to a control module for controlling a contactor with a starting current of constant mean value.
Schütze sind Fernschalter mit einem elektromagnetischen Antrieb. Man unterscheidet einen Steuerkreis des Schützes mit einer Schützspule und einen zu schaltenden Lastkreis des Schützes mit den angeschlossenen Verbrauchern. Sobald ein hinreichender Anzugsstrom durch die Schützspule fließt, zieht das Schütz an und schaltet die im Lastkreis angeschlossenen Verbraucher. Um das Schütz angezogen zu halten, muß ein Haltestrom durch die Schützspule fließen. Nach Abschalten dieses Haltestroms fällt das Schütz ab. Die in der Schützspule gespeicherte Energie wird in einem Freilaufzweig abgebaut .Contactors are remote switches with an electromagnetic drive. A distinction is made between a control circuit of the contactor with a contactor coil and a load circuit of the contactor to be switched with the connected consumers. As soon as a sufficient starting current flows through the contactor coil, the contactor pulls in and switches the consumers connected in the load circuit. In order to keep the contactor pulled in, a holding current must flow through the contactor coil. After this holding current is switched off, the contactor drops out. The energy stored in the contactor coil is dissipated in a freewheeling branch.
0 Aus der DE-OS 40 03 179 ist es bekannt, einen Feldeffekttransitor im Steuerkreis des Schützes anzuordnen, der den Anzugsstrom des Schützspule schaltet. Parallel zur Schützspule ist als Freilaufzweig eine Freilaufdiode vorgesehen.0 From DE-OS 40 03 179 it is known to arrange a field effect transistor in the control circuit of the contactor, which switches the starting current of the contactor coil. A freewheeling diode is provided in parallel to the contactor coil as a freewheeling branch.
5 Aus der DE-OS 37 33 091 ist es bekannt, in dem zur Schützspule parallelen Freilaufzweig zusätzlich zur Freilaufdiode einen Freilaufschalter vorzusehen, der von einer Steuerstufe angesteuert wird. Es ist weiterhin aus der DE-OS 37 33 091 bekannt, einen Meßwiderstand im Steuerkreis des Schützes vor-0 zusehen, wobei der Spannungsabfall an diesem Meßwiderstand ein Maß für den im Steuerkreis fließenden Steuerstrom ist. Dieser Spannungabfall wird an einem Komparator mit einem von einem Spannungsteiler vorgegebenen Wert verglichen. Das Teilerverhältnis des Spannungsteilers wird durch einen Potentiometerwiderstand eingestellt. Das Ausgangssignal des Komparators wird über eine Logik einem im Steuerkreis des Schützes5 From DE-OS 37 33 091 it is known to provide a freewheeling switch in the freewheeling branch parallel to the contactor coil in addition to the freewheeling diode, which is controlled by a control stage. It is also known from DE-OS 37 33 091 to provide a measuring resistor in the control circuit of the contactor, whereby the voltage drop across this measuring resistor is a measure of the control current flowing in the control circuit. This voltage drop is compared at a comparator with a value specified by a voltage divider. The divider ratio of the voltage divider is set by a potentiometer resistor. The output signal of the comparator is fed via a logic circuit to a resistor in the control circuit of the contactor.
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angeordneten Schaltelement zugeleitet. Das Schaltelement schaltet den Steuerstrom des Schützes.arranged switching element. The switching element switches the control current of the contactor.
Die genannten Offenlegungsschriften beschreiben jeweils Anordnungen und Verfahren, die zur Anszteuerung eines Schützes nur einer bestimmten Leistungsklasse geeignet sind.The above-mentioned disclosure documents each describe arrangements and methods that are only suitable for controlling a contactor of a certain performance class.
Es ist ebenfalls bekannt, Schütze mit einer energiesparenden Sonderspule auszurüsten. Diese Spulen weisen höhere Windungszahlen auf, so daß mit einem deutlich reduzierten Anzugsstrom eine zum Anzug des Schützes hinreichende elektromagnetische Kraft erzeugt wird. Soll bei einem solchen Schütz die bisherige Schützspule gegen eine derartige Sonderspule ausgetauscht werden, muß zusätzlich ein entsprechender Ansteuerbaustein vorgesehen werden, da sich sowohl der Anzugsstrom als auch der Haltestrom des zu steuernden Schützes erheblich ändern.It is also known to equip contactors with a special energy-saving coil. These coils have a higher number of turns, so that a sufficient electromagnetic force is generated to pull in the contactor with a significantly reduced pull-in current. If the existing contactor coil in such a contactor is to be replaced with a special coil, an appropriate control module must also be provided, since both the pull-in current and the holding current of the contactor to be controlled change considerably.
Aufgabe der Erfindung ist es, einen Ansteuerbaustein zu schaffen, mit dem Schütze verschiedener Leistungsklassen angesteuert werden können und darüberhinaus wahlweise mit einer energiesparenden Sonderspule anstelle einer herkömmlichen Schützspule betrieben werden können.The object of the invention is to create a control module with which contactors of different performance classes can be controlled and, in addition, can optionally be operated with an energy-saving special coil instead of a conventional contactor coil.
5 Die Lösung dieser Aufgabe gelingt mittels eines Ansteuerbausteins gemäß Anspruch 1. Der Mittelwert des Anzugstromes der Schützspule stellt sich gemäß dem Verhältnis der Ein- und Ausschsaltzeiten des mit der Schützspule in Reihe liegenden Schaltelementes ein. Das Schaltelement ist durch ein Aus-0 gangssignal des !Comparators gesteuert, dessen Schaltschwelle durch eine Referenzspannung so eingestellt ist, daß sie einem zur Ansteuerung der jeweiligen Schützspule geeigneten Mittelwert des Anzugsstromes entspricht.5 This task is solved by means of a control module according to claim 1. The average value of the starting current of the contactor coil is set according to the ratio of the on and off times of the switching element in series with the contactor coil. The switching element is controlled by an output signal of the comparator, the switching threshold of which is set by a reference voltage so that it corresponds to an average value of the starting current suitable for controlling the respective contactor coil.
Dadurch, daß der Ansteuerbaustein einen einstellbaren Spannungsteiler aufweist, kann eine dem Mittelwert des Anzugs-Because the control module has an adjustable voltage divider, a voltage corresponding to the mean value of the pull-in
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stromes, bzw. eine der Leistungsklasse des jeweiligen Schützes entsprechende Referenzspannung eingestellt werden.current, or a reference voltage corresponding to the power class of the respective contactor can be set.
Nach Anspruch 3 ist der Spannungsteiler durch wenigstens einen zu einem Sekundärwiderstand parallelgeschalteten Sonderwiderstand erweitert. Diese wahlweise Beschaltung des Spannungsteilers erlaubt es, zusätzlich zu den Referenzspannungen eine weitere Sonderspannung auszuwählen, die dem wesentlich geringeren Anzugsstrom eines mit einer Sonderspule ausgestatteten Schützes entspricht.According to claim 3, the voltage divider is expanded by at least one special resistor connected in parallel to a secondary resistor. This optional wiring of the voltage divider allows, in addition to the reference voltages, a further special voltage to be selected, which corresponds to the significantly lower starting current of a contactor equipped with a special coil.
Eine entsprechend reduzierte Sonderspannung läßt sich vorteilhaft dadurch erreichen, daß jedem Sekundärwiderstand wenigstens ein Sonderwiderstand parallel geschaltet ist und der Benutzer des Schützes diese Sonderwiderstände nach dem Einbau einer Sonderspule zuschalten kann, so daß unabhängig von der jeweiligen Einstellung des Spannungsteilers jeweils die richtige Sonderspannung zur Verfügung steht.A correspondingly reduced special voltage can be advantageously achieved by connecting at least one special resistor in parallel to each secondary resistor and the user of the contactor can connect these special resistors after installing a special coil, so that the correct special voltage is always available regardless of the respective setting of the voltage divider.
0 Als Schalteinrichtung zum Zuschalten dieser Sonderwiderstände werden bevorzugt elektronische Schaltelemente eingesetzt.0 Electronic switching elements are preferably used as switching devices for connecting these special resistors.
Gemäß Anspruch 6 muß der Benutzer nach dem Einbau einer Sonderspule lediglich ein entsprechendes Bedienelement auf der Bedienoberfläche des Ansteuerbausteins betätigen, um eine weiterhin fehlerfreie Ansteuerung des Schützes zu gewährleisten. According to claim 6, after installing a special coil, the user only has to operate a corresponding control element on the user interface of the control module in order to ensure that the contactor continues to be controlled without errors.
Dieses Bedienelement ist als Taster ausgebildet, der eine Kontaktbrücke öffnet oder schließt. Durch das Schließen der Kontaktbrücke erhalten die angeschlossenen Schalteinrichtungen einen Spannungsimpuls, durch den ein Schließen der Schaltstrecke der betreffenden Schalteinrichtungen bewirkt wird. Hierdurch werden die jeweils angeschlossenen Sonder-5 widerstände zu dem oder den auswählbaren Sekundärwiderständen parallel geschaltet.This control element is designed as a button that opens or closes a contact bridge. When the contact bridge is closed, the connected switching devices receive a voltage pulse that closes the switching path of the relevant switching devices. This connects the special resistors connected in parallel to the selectable secondary resistor(s).
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Gemäß Anspruch 8 wird der Ansteuerbaustein vorteilhafterweise in Verbindung mit einem Schütz betrieben, das entweder eine energiesparende Sonderspule oder wenigstens die Möglichkeit zum nachträglichen Einbau einer derartigen Sonderspule aufweist. According to claim 8, the control module is advantageously operated in conjunction with a contactor that has either an energy-saving special coil or at least the possibility of subsequently installing such a special coil.
Die Erfindung wird anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispieles näher erläutert. Es zeigen:The invention is explained in more detail using an embodiment shown in the drawing.
FIG 1 ein Blockschaltbild der gesamten SchaltungsanordnungFIG 1 a block diagram of the entire circuit arrangement
undand
FIG 2 ein Detailschaltbild einer Sollwert-Einstelleinrichtung .FIG 2 shows a detailed circuit diagram of a setpoint adjustment device.
Der in FIG 1 gezeigte Steuerkreis 34 eines Schützes umfaßt einen Gleichrichterblock 7 als Steuerspannungsquelle und dazu in Reihe liegend eine Schützspule 1, ein Schaltelement 2 und einen Meßwiderstand 3. Der Meßwiderstand 3 ist mit einem ersten Eingang eines Komparators 24 verbunden, der mit seinem 0 Ausgang über ein Logikelement 8, das mittels einer Treiberstufe 2 6 an das Schaltelement 2 angeschlossen ist, mit dem Schaltelement 2 in Wirkverbindung steht. An einen zweiten Eingang des Komparators 24 ist eine als Spannungsteiler ausgebildete Sollwert-Einstelleinrichtung 25 angeschaltet. Das Logikelement 8 ist zusätzlich jeweils mit einem Signalausgang einer programmierbaren Steuereinrichtung 27 und einer mechanischen Betätigungseinrichtung 28 verbunden. Zusätzlich wird das Logikelement 8 von einer Spannungsformstufe 31 entweder direkt oder über eine Zeitsteuerungseinrichtung 32 mit einem daran angeschlossenen Pulsweitenmodulator 33 angesteuert.The control circuit 34 of a contactor shown in FIG. 1 comprises a rectifier block 7 as a control voltage source and, in series with it, a contactor coil 1, a switching element 2 and a measuring resistor 3. The measuring resistor 3 is connected to a first input of a comparator 24, which is operatively connected to the switching element 2 with its output via a logic element 8, which is connected to the switching element 2 by means of a driver stage 26. A setpoint setting device 25 designed as a voltage divider is connected to a second input of the comparator 24. The logic element 8 is additionally connected to a signal output of a programmable control device 27 and a mechanical actuating device 28. In addition, the logic element 8 is controlled by a voltage shaping stage 31 either directly or via a time control device 32 with a pulse width modulator 33 connected to it.
Der Gleichrichterblock 7 enthält eine erste Doppelweggleichrichter 71, an den Steuerkreis 34 angeschlossen ist und einen zweiten Doppelweggleichrichter 72, der einen Versorgungskreis für eine Spannungs formerstufe 31 und eine Freilaufsteuerung 3 0 speist. Ferner liegt in diesem Versorgungskreis eine Span-The rectifier block 7 contains a first full-wave rectifier 71, to which the control circuit 34 is connected, and a second full-wave rectifier 72, which feeds a supply circuit for a voltage shaping stage 31 and a freewheeling control 30. Furthermore, this supply circuit contains a voltage
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nungsversorgungseinrichtung 29, die die Betriebsspannung für Verbraucher der Schaltungsanordnung liefert, die nicht unmittelbar von dem Gleichrichterblock 7 gespeist werden.voltage supply device 29, which supplies the operating voltage for consumers of the circuit arrangement that are not directly fed by the rectifier block 7.
An die Schützspule 1 ist ein Freilaufzweig 4 angeschlossen. In diesem Freilauf zweig 4 sind ein Freilaufschaltelement 18 und eine Freilaufdiode 17 in Reihe angeordnet. An dem Steuereingang des Freilaufschaltelementes 18 ist die Freilaufsteuerung 30 angeschlossen. Die Freilaufsteuerung 30 steht mit der Spannungsformerstufe 31 in Signalverbindung.A freewheeling branch 4 is connected to the contactor coil 1. In this freewheeling branch 4, a freewheeling switching element 18 and a freewheeling diode 17 are arranged in series. The freewheeling control 30 is connected to the control input of the freewheeling switching element 18. The freewheeling control 30 is in signal connection with the voltage shaping stage 31.
FIG 2 zeigt ein Detailschaltbild zur Sollwert-Einstelleinrichtung 25.FIG 2 shows a detailed circuit diagram of the setpoint setting device 25.
Die Sollwert-Einstelleinrichtung 25 umfaßt einen Spannungsteiler 13, der aus einem Primärwiderstand 35 und mehreren jeweils über einen Drehkodierschalter 6 anwählbaren Sekundärwiderständen 36 besteht. Zu jedem Sekundärwiderstand 36 ist jeweils ein Sonderwiderstand 37 mittels eines elektronischen 0 Schalters 3 8 parallel schaltbar.The setpoint setting device 25 comprises a voltage divider 13, which consists of a primary resistor 35 and several secondary resistors 36, each of which can be selected via a rotary coding switch 6. A special resistor 37 can be connected in parallel to each secondary resistor 36 by means of an electronic 0 switch 38.
Die elektronischen Schalter 38 sind mit ihrem Steueranschluß jeweils über einen Begrenzungswiderstand 42 mit dem einen Pol einer Hilfsspannungsquelle 41 verbunden, deren anderer Pol an Masse liegt. An dem Verbindungspunkt der Steueranschlüsse mit dem Begrenzungswiderstand 42 ist ferner ein taster 3 9 mit seinem einen Anschlußkontakt 40 gelegt. Der andere Anschlußkontakt 42 des Tasters 39 liegt an Masse.The electronic switches 38 are each connected with their control connection via a limiting resistor 42 to one pole of an auxiliary voltage source 41, the other pole of which is connected to ground. A button 39 with its one connection contact 40 is also connected to the connection point of the control connections with the limiting resistor 42. The other connection contact 42 of the button 39 is connected to ground.
0 Im folgenden wird die durch den Ansteuerbaustein bewirkte Regelung des Anzugsstromes im einzelnen beschrieben. Sobald ein entsprechendes Steuersignal an den Gleichterblock 7 geschaltet wird, fließt im Steuerkreis 34 ein Steuerstrom. Das Schaltelement 2 ist zunächst eingeschaltet, so daß die Schützspule strombeaufschlagt wird und das Schütz anzieht. Der Mittelwert des Anzugsstromes wird im weiteren dadurch0 The following describes in detail the control of the starting current effected by the control module. As soon as a corresponding control signal is switched to the equalizer block 7, a control current flows in the control circuit 34. The switching element 2 is initially switched on, so that the contactor coil is energized and the contactor picks up. The average value of the starting current is then determined by
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konstant gehalten, daß eine der Höhe dieses Mittelwertes proportionale Meßspannung an dem Meßwiderstand 3 abgegriffen und dem ersten Eingang des Komparators 24 zugeführt wird. An den zweiten Eingang des Komparators 24 wird durch die Sollwert-Einstelleinrichtung 2 5 eine Referenzspannung angelegt. Die Höhe dieser Referenzspannung ist mittels des durch den Drehkodierschalter 6 verstellbaren Spannungsteilers 13 einstellbar. Am Komparator 24 wird die Meßspannung des Meßwiderstandes 3 mit der am Spannungsteiler 13 eingestellten Referenzspannung verglichen. Durch die Höhe der Referenzspannung wird die Schaltschwelle des Komparators 24 vorgegeben. Die Höhe der Referenzspannung entspricht jeweils dem Mittelwert des Anzugsstromes der betreffenden Schützspule, die durch die Schaltungsanordnung zu steuern ist. Immer dann, wenn die Meßspannung größer oder gleich der Referenzspannung ist, steht am Ausgang des Komparators 24 ein Signal an, welches das Schaltelement 2 ausschaltet. Hierdurch ist der Stromfluß im Steuerkreis 34 unterbrochen. Die Meßspannung am Meßwiderstand 3 wird infolge dessen zu Null und damit kleiner als die eingestellte Referenzspannung. In der Folge verschwindet das Ausgangssignal des Komparators 24, so daß das Schaltelement 2 wieder leitend geschaltet wird. Hierdurch steht wieder eine Meßspannung am Meßwiderstand 3 an, so daß sich der vorher beschriebene Vorgang wiederholt. Es ergibt sich eine pulsierende Betätigung des Schaltelementes 2. Die Höhe des Mittelwertes des Anzugsstromes ergibt sich aus dem Verhältnis der Einschaltzeiten zu den Ausschaltzeiten des Schaltelementes 2. Dieses Verhältnis ist wiederum abhängig von der eingestellten Referenzspannung. Die Höhe des Mittelwertes des Anzugsstromes 0 im Steuerkreis 3 4 wird dabei von dem durch den Meßwiderstand 3, dem Komparator 24, dem Logikelement 8 und dem Schaltelement 2 gebildeten geschlossenen Regelkreis konstant gehalten. Der Soll-Istwert-Vergleich wird in dem Komparator 24 durchgeführt. Stellglied dieses Regelkreises ist das Schaltelementkept constant so that a measuring voltage proportional to the level of this mean value is tapped at the measuring resistor 3 and fed to the first input of the comparator 24. A reference voltage is applied to the second input of the comparator 24 by the setpoint setting device 25. The level of this reference voltage can be set using the voltage divider 13, which can be adjusted using the rotary coding switch 6. At the comparator 24, the measuring voltage of the measuring resistor 3 is compared with the reference voltage set at the voltage divider 13. The level of the reference voltage sets the switching threshold of the comparator 24. The level of the reference voltage corresponds to the mean value of the starting current of the relevant contactor coil, which is to be controlled by the circuit arrangement. Whenever the measuring voltage is greater than or equal to the reference voltage, a signal is present at the output of the comparator 24, which switches off the switching element 2. This interrupts the flow of current in the control circuit 34. As a result, the measuring voltage at the measuring resistor 3 becomes zero and thus smaller than the set reference voltage. As a result, the output signal of the comparator 24 disappears, so that the switching element 2 is switched on again. As a result, a measuring voltage is again present at the measuring resistor 3, so that the previously described process is repeated. This results in a pulsating actuation of the switching element 2. The level of the average value of the starting current is determined from the ratio of the switch-on times to the switch-off times of the switching element 2. This ratio is in turn dependent on the set reference voltage. The level of the average value of the starting current 0 in the control circuit 3 4 is kept constant by the closed control loop formed by the measuring resistor 3, the comparator 24, the logic element 8 and the switching element 2. The target-actual value comparison is carried out in the comparator 24. The actuator of this control loop is the switching element
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Wenn der Benutzer dieses Schützes dessen Schützspule 1 durch eine energiesparende Sonderspule ersetzt, ist es erforderlich,
zusätzlich zu den bisher auswählbaren Referenzspannungen eine weitere Sonderspannung auswählen zu können.
5If the user of this contactor replaces its contactor coil 1 with an energy-saving special coil, it is necessary to be able to select another special voltage in addition to the previously selectable reference voltages.
5
Dadurch, daß die Sonderspule einen niedrigreren Anzugsstrom benötigt, muß auch die Referenzspannung am Spannungsteiler 13 entsprechend eingestellt werden. Dies geschieht durch Betätigen des Tasters 39. Hierdurch erhalten die elektronischen Schaltelemente 38 einen Steuerimpuls. Die elektronischen Schalter 38 sind so ausgelegt, daß dieser Steuerimpuls zum Schließen der Schalter 38 führt. Infolgendessen wird den Sekundärwiderständen 36 jeweils ein Sonderwiderstand 37 parallel geschaltet. Somit sind über den Drehkodierschalter 6 auch für mit einer Sonderspule bestückte Schütze unterschiedlichen Leistungsklassen entsprechende Sonderspannungen auswählbar .Because the special coil requires a lower starting current, the reference voltage on the voltage divider 13 must also be set accordingly. This is done by pressing the button 39. This gives the electronic switching elements 38 a control pulse. The electronic switches 38 are designed so that this control pulse leads to the closing of the switches 38. As a result, a special resistor 37 is connected in parallel to the secondary resistors 36. This means that special voltages can also be selected using the rotary coding switch 6 for contactors of different performance classes that are equipped with a special coil.
Mit dem beschriebenen Ansteuerbaustein können Schütze ver-0 schiedener Leistungsklassen angesteuert werden. Sollte nachträglich eine energiesparende Sonderspule von dem Benutzer für das anzusteuernde Schütz eingesetzt werden, kann er mit demselben Ansteuerbaustein den Betrieb weiterführen. Ein solcher Ansteuerbaustein kann insbesondere auf einer Hutschiene nachträglich vor ein bereits installiertes Schütz montiert werden. Das Schütz kann auch bereits herstellerseitig mit einem solchen Ansteuerbaustein versehen sein.The control module described can be used to control contactors of different performance classes. If the user subsequently uses an energy-saving special coil for the contactor to be controlled, he can continue operation with the same control module. Such a control module can be subsequently mounted on a top hat rail in front of an already installed contactor. The contactor can also already be equipped with such a control module by the manufacturer.
Für den Benutzer ergeben sich eine höhere Bedienungsfreundlichkeit sowie eine einfachere Wartung, dadurch, daß er nur noch einen Typ Ansteuerbaustein für unterschiedliche Schütze bedienen und warten muß.For the user, this results in greater ease of use and simpler maintenance, as he only has to operate and maintain one type of control module for different contactors.
Claims (8)
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Publications (1)
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Family Applications (1)
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| DE9406446U Expired - Lifetime DE9406446U1 (en) | 1993-06-25 | 1994-04-18 | Control module for controlling a contactor |
Country Status (1)
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