EP0811233A1 - Schaltungsanordnung zur ansteuerung eines schützes - Google Patents

Schaltungsanordnung zur ansteuerung eines schützes

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EP0811233A1
EP0811233A1 EP96902228A EP96902228A EP0811233A1 EP 0811233 A1 EP0811233 A1 EP 0811233A1 EP 96902228 A EP96902228 A EP 96902228A EP 96902228 A EP96902228 A EP 96902228A EP 0811233 A1 EP0811233 A1 EP 0811233A1
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    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
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    • H01H47/00Circuit arrangements not adapted to a particular application of the relay and designed to obtain desired operating characteristics or to provide energising current
    • H01H47/22Circuit arrangements not adapted to a particular application of the relay and designed to obtain desired operating characteristics or to provide energising current for supplying energising current for relay coil
    • H01H47/32Energising current supplied by semiconductor device

Definitions

  • the control circuit 34 of a contactor shown here according to FIG. 2 comprises a rectifier block 7 of a control voltage source and, connected in series therewith, a contactor coil 1, a switching element 2 and a measuring resistor 3.
  • a starting current control circuit 24 is connected to the measuring resistor 3, which is connected via a Logic element 8, which is connected to switching element 2 by means of a driver stage 26, is in operative connection with switching element 2.
  • a setpoint device 25 for providing a reference voltage is also connected to the starting current control switch 24.
  • the logic element 8 is additionally connected to a programmable control device 27 and a mechanical actuation device 28.
  • the logic element 8 is connected by a voltage form stage 31 either directly or via a time control device 32 with a pulse width modulator 33 connected to it.

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Abstract

Die der Neuerung zugrundeliegende Schaltungsanordnung weist einen Steuerkreis (34) auf, in dem zur Schützspule (1) ein Schaltelement (2) und ein Messwiderstand (3) in Reihe liegen. Eine Anzugsstromregelungsschaltung (24) greift die Spannung am Messwiderstand (3) ab und steuert nach Vergleich mit einer Referenzspannung das Schaltelement (2). Durch Parallelschaltung eines weiteren Shunt-Widerstands (41) zum Messwiderstand (2) kann bei Vorgabe einer einzigen Referenzspannung der während der Anzugsphase gegenüber der Haltephase etwa zwanzig-fach höhere Strom realisert werden. In der Haltephase ist die Parallelschaltung aufgehoben, so dass lediglich der Messwiderstand (2) wirksam ist.

Description

28 PCI7DE96t00221
Beschreibung
Schaltungsanordnung zur Ansteuerung eines Schützes
Die Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung für Ansteue¬ rung eines Schützes, bei der im Steuerkreis des Schützes zu einer Steuerspannungsquelle ein steuerbares Schaltelement, ein Meßwiderstand und die Schützspule in Reihe liegen und eine die Spannung am Meßwiderstand abgreifende Anzugsstrom- regelungsschaltung vorgesehen ist.
Eine gattungsgemäße Schaltungsanordnung ist in der DE-OS 43 21 252 offenbart. Der hier gemäß FIG 2 gezeigte Steuerkreis 34 eines Schützes umfaßt einen Gleichrichterblock 7 einer Steuerspannungsquelle und dazu in Reihe geschaltet eine Schützspule 1, ein Schaltelement 2 und einen Meßwider¬ stand 3. An dem Meßwiderstand 3 ist eine Anzugsstromrege- lungsschaltung 24 angeschlossen, die über ein Logikelement 8, das mittels einer Treiberstufe 26 an das Schaltelement 2 an- geschlossen ist, mit dem Schaltelement 2 in Wirkverbindung steht. An den Anzugsstromregelungsschalter 24 ist ferner eine Sollwerteinrichtung 25 zur Bereitstellung einer Referenzspan¬ nung angeschaltet. Das Logikelement 8 ist zusätzlich mit ei¬ ner programmierbaren Steuerungseinrichtung 27 sowie einer mechanischen Betätigungseinrichtung 28 verbunden. Zusätzlich wird das Logikelement 8 von einer Spannungsformstufe 31 ent¬ weder direkt oder über eine Zeitsteuerungseinrichtung 32 mit einem daran angeschlossenen Pulsweitenmodulator 33 ange¬ schlossen.
Der Gleichrichterblock 7 enthält eine erste Doppelweggleich¬ richtung 71, an die der Steuerkreiε 34 angeschlossen ist und eine zweite Doppelweggleichrichtung 72, die einen Verεor- gungskreis für die Spannungsformstufe 31 und eine Freilauf- Steuerung 30 speist. Ferner liegt in diesen Versorgungskreis eine Spannungsversorgungseinrichtung 29, die die Betriebs¬ spannung für all jene Verbraucher der Schaltungsanordnung liefert, die nicht unmittelbar vom Gleichrichterblock 7 ge¬ speist werden.
An die Schützspule 1 ist ein Freilaufzweig 4 angeschlossen. In diesem Freilaufzweig 4 sind ein Freilaufschaltelement 18 und eine Freilaufdiode 17 in Reihe angeordnet. An dem Steuer¬ eingang des Freilaufschaltelementeε 18 ist die Freilaufsteue¬ rung 30 angeschlossen. Die Freilaufsteuerung 30 steht mit der Spannungsformstufe 31 in Signalverbindung.
Die Schaltungsanordnung wirkt in der Weise, daß im Steuer¬ kreis 34 ein Steuerstrom fließt, sobald ein entsprechendes Steuersignal einer übergeordneten Regelung an den Steuerkreis 34 des Schützes geschaltet wird. Dadurch, daß die Schützspule 1 strombeaufschlagt ist, zieht das Schütz an. Der Anzugsstrom wird im weiteren dadurch konstant gehalten, daß eine der Höhe dieses Anzugsstroms proportionale Meßspannung an den Me߬ widerstand 3 abgegriffen und der Anzugsstromregelungschaltung 24 mit einem Komparator zugeleitet wird. Der Komparator ver- gleicht die Meßspannung mit einer Referenzspannung der Soll¬ werteinstelleinrichtung 25. Durch Einstellung der Höhe der Referenzspannung kann die Schaltschwelle des Komparators ver¬ ändert werden. Die auswählbare Referenzspannung entspricht dem jeweiligen Anzugsstrom. Der um den Faktor 20 bis 30 ge- genüber dem Anzugsstrom kleinere Haltestrom wird mittels des Pulsweitenmodulators realisiert, der an das Logikelement 8 gekoppelt ist. Durch Pulsweitenmodulation entsprechend der am Spannungsteiler momentan anliegenden Steuerspannung wird eine unterschiedlich lange Einschaltdauer des Schaltelements 2 herbeigeführt und auf diese Weise der relativ niedrigere Haltestrom realisiert.
Der Pulsweitenmodulator bedarf einer Vielzahl von Bauteilen, u.a. einen Monoflop und einen Oszillator sowie ein RC-Glied. Im.Hinblick auf eine kostengünstige Lösung wäre ein Auskommen ohne den Pulsweitenmodulator von erheblichem Vorteil. Daher liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Schal¬ tungsanordnung der obengenannten Art zu schaffen, die mit wenig Bauteilen auskommt und kostengünstig ist.
Erfindungsgemäß wird dies erreicht durch eine Schaltungsan¬ ordnung der obengenannten Art, bei der parallel zum Meßwider¬ stand eine Reihenschaltung aus einem weiteren elektronischen Schaltelement und einem weiteren Widerstand liegt.
Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind den Unteran¬ sprüchen 2 bis 4 zu entnehmen.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird im folgenden an¬ hand der FIG 1 näher erläutert. Die hier gezeigte Schaltungs- anordnung stimmt weitgehend mit der in der Beschreibungsein¬ leitung beschriebenen Schaltungsanordnung gemäß FIG 2 über¬ ein, so daß an dieser Stelle nur auf die erfindungswesent¬ lichen Abweichungen eingegangen wird. Die Schaltungsanordnung gemäß der Erfindung weist keinen Pulsweitenmodulator 33 auf und hat stattdessen eine zum Meßwiderstand 3 parallel ge¬ schaltete Reihenschaltung aus einem ohmschen Widerstand 41 und einem elektronischen Schaltelement 40, das von der Zeit- steuerungseinrichtung 32 her ansteuerbar ist. Unabhängig von der Anzugs- oder Haltephase ist die durch die Sollwertein- Stelleinrichtung 25 vorgegebene Referenzspannung in der An- zugsstromregelungsschaltung 24 immer gleich. Zur Umschaltung zwischen Anzugs- und Haltephase wird lediglich ein umschalt¬ barer Shunt, in Form der beiden parallelschaltbaren Wider¬ stände 3,41 verwendet. Um den für die Anzugsphase höheren Strom zu erhalten, werden über das Schaltelement 40, z.B. ein Schalttransistor, die beiden Shunt-Widerstände 3,41 parallel geschalte .
Folgende Ausführungen beziehen sich auf die Funktion der Schaltungsanordnung. Nach Einschaltung des Schützes wird in der Spannungsformstufe ein Abbild der Steuerspannung auf niedrigem Niveau erzeugt und anschließend der Spannungsmit- telwert gebildet, der einer Spannungsrampe zugeführt wird. Wird die Einschaltschwelle der Spannungsrampe erreicht, wird die z.B. 100 ms andauernde Anzugsphase über die Zeitsteue¬ rungseinrichtung 32 eingeleitet. Diese steuert die Logik 8 an, die über die Treiberstufe 26 das Schaltelement 2 schließt. Für die Anzugsphase ist auch das Schaltelement 40, z.B. ein Schalttransistor geschlossen, dessen Einschaltdauer für die Anzugsphase ebenfalls von der Zeitsteuerungseinrich¬ tung 32 vorgegeben wird. Aufgrund der Parallelschaltung bei- der Shunt-Widerstände 3,41 fließt in der Anzugsphase bei Er¬ reichen der durch die Sollwerteinstelleinrichtung 25 vorge¬ gebenen Referenzspannung ein sehr viel höherer Strom als in der nach 100 ms sich anschließenden Haltephase, in der der Schalttransistor 40 geöffnet ist. Somit kann mit einer einzi- gen Referenzspannung durch entsprechende Abstimmung der bei¬ den Shunt-Widerstände 3,41 aufeinander ein beliebiges Ver¬ hältnis von Anzugs- zu Haltestrom hergestellt werden.

Claims

Patentansprüche
Am Schaltungsanor nung zur Ansteuerung eines Schützes, bei der im Steuerkreis (34) des Schützes zu einer S euerspannungs- quelle ein steuerbares Schaltelement (2) , ein Meßwiderstand (3) und die Schützspule (1) in Reihe liegen und eine die Spannung am Meßwiderstand (3) abgreifende Anzugsstromrege- lungsschaltung (24) vorgesehen ist, d a d u r c h g e ¬ k e n n z e i c h n e t , daß parallel zum Meßwiderstand (3) eine Reihenschaltung aus einem weiteren elektronischen Schaltelement (40) und einem weiteren Meßwiderstand (41) liegt.
2. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß das weitere Schaltelement (40) mit einer Zeitsteuerungseinrichtung (32) in Wirkverbin¬ dung steht, die die Dauer des EIN-Zustandes des weiteren Schaltelements (40) vorgibt.
3. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1 oder 2, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß die Zeit¬ steuerungseinrichtung (32) den EIN-Zustand des weiteren Schaltelements (40) nur während der Anzugsphase des Schützes bewirkt.
4. Schaltungsanorndung nach einem der vorangehenden Ansprü¬ che, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß der weitere Widerstand (41) derart bemessen ist, daß der durch die Schützspule (1) in der Anzugsphase fließende Anzugsstrom in Höhe seines Soll-Werts am Meßwiderstand (3) denselben Spannungswert bewirkt wie der durch die Schützspule (1) und den Meßwiderstand (3) in der Haltephase fließende Haltestrom in Höhe seines Sollwerts, wobei der Spannungswert einer der Anzugsstromregelungsschaltung (24) vorgebbaren Referenzspannung (25) entspricht.
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