EP1677323A1 - Low voltage power switch and method to avoid damage to contacts - Google Patents

Low voltage power switch and method to avoid damage to contacts Download PDF

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EP1677323A1
EP1677323A1 EP04030922A EP04030922A EP1677323A1 EP 1677323 A1 EP1677323 A1 EP 1677323A1 EP 04030922 A EP04030922 A EP 04030922A EP 04030922 A EP04030922 A EP 04030922A EP 1677323 A1 EP1677323 A1 EP 1677323A1
Authority
EP
European Patent Office
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switching device
control signal
signal
oscillating control
low
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP04030922A
Other languages
German (de)
French (fr)
Inventor
Dirk Hertz
Bernhard Streich
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Siemens AG
Original Assignee
Siemens AG
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Filing date
Publication date
Application filed by Siemens AG filed Critical Siemens AG
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Withdrawn legal-status Critical Current

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    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01HELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H9/00Details of switching devices, not covered by groups H01H1/00 - H01H7/00
    • H01H9/54Circuit arrangements not adapted to a particular application of the switching device and for which no provision exists elsewhere
    • H01H9/541Contacts shunted by semiconductor devices
    • H01H9/542Contacts shunted by static switch means

Definitions

  • the present invention relates to a method for avoiding contact erosion in low-voltage circuit breakers according to the preamble of claim 1, as well as a corresponding low-voltage circuit breaker according to the preamble of claim 5.
  • Low-voltage circuit breakers are used inter alia for switching on and off and thus for operating consumers, such as motors.
  • three-phase motors must be paid to a "soft start” of the motor, so as to achieve, for example, a jerk-free start of the three-phase motor or to avoid the high start-up currents and torques occurring when directly switched on.
  • this soft start is done by limiting the start-up current in a start-up phase.
  • the motor voltage is reduced by a phase control and raised within a ramp time from an adjustable starting voltage to the rated voltage for operation.
  • Power parts of today known low-voltage circuit breakers therefore have corresponding semiconductor switching devices in the phases to be switched.
  • the semiconductor switching devices are usually constructed of anti-parallel connected thyristors, which are controlled by a corresponding phase control.
  • such power parts have electromechanical switching devices connected in parallel with the semiconductor switching devices.
  • the then switched off semiconductor switching devices are bridged by the then switched electromechanical switching devices in nominal operation.
  • the power unit and thus the low-voltage switching device can be made smaller overall.
  • the object of the present invention is to specify a less expensive method for avoiding contact erosion in low-voltage circuit breakers and a corresponding low-voltage circuit breaker.
  • a predetermined period lasting, oscillating control signal for repeated successive switching on the at least one semiconductor switching device is generated as soon as a start and / or end time of an on / off signal for closing and / or opening the at least one electromechanical switching device is detected, a resulting in the electromechanical switching device switching arc can be almost instantaneously deleted by the periodic switching of the semiconductor switching device.
  • this oscillating signal the switching arcs that occur as a result of contact bouncing on the electromechanical switching device, repeatedly and briefly in succession, can also be rapidly erased.
  • the lifetime of low-voltage circuit breakers can be increased overall by the device according to the invention and the method according to the invention.
  • Known from the prior art measures such as an increased application of contact material on the contact surfaces of the electromechanical switching device or additional extinguishing devices can be omitted.
  • FIG. 1 schematically shows a typical structure of a power part of a low-voltage circuit breaker, as provided, for example, in a soft starter for operating a three-phase motor.
  • the motor M is connected to the three phases L1, L2 and L3 of the power supply switchable.
  • the semiconductor switching devices 10 consist of two anti-parallel connected thyristors. These are controlled via a, not shown here control device so that a soft start of the three-phase motor M is achieved via a phase control. If this gentle start is completed, that is, the three-phase motor has reached its nominal speed for operation, the electromechanical switching device 20 connected in parallel with the controllable semiconductor switching devices 10 are closed and the semiconductor switching devices 10 are opened. The fact that the current flow L in the individual phases L1, L2 and L3 then passes to the electromechanical switching device 20 ensures that the power loss in nominal operation of the soft starter is reduced.
  • the oscillating control signal S2 is generated after the start (te) and / or end time (ta) of the on / off signal S1 and before the first closing and / or opening of the at least one electromechanical switching device 20.
  • it may be generated simultaneously with the control signal S1, that is to say at the switch-on time point t.sub.1 and the switch-off time point ta.
  • the actual current flow L is delayed by these electromechanical switching devices. This means that typically only about 20 ms after the on or off command the electromechanical switching devices open or close for the first time. In addition, it is due to the bounce still come to other unwanted on / off operations, before adjusting a continuous value of the current flow L. Each of the transitions can then create an arc, which must be avoided. To absorb these delay times, the signal S2 is generated for about 60 ms.
  • control signal S2 oscillates after generation with a period T of 100 ⁇ s to 500 ⁇ s and at least approximately rectangular pulses having a pulse width tp of 10 ⁇ s to 50 ⁇ s for turning on the semiconductor switching device 10 has.
  • the choice of these values T and tp depends essentially on the load capacity of the power supply. In addition, care must be taken that the components for controlling the Zündübertragers are not overloaded and thus the power loss is too high.
  • the low-voltage power switches have the means 30 and 40 indicated in FIG. 2 for carrying out the steps according to the invention.
  • the control is usually carried out via a microprocessor 30.
  • This controls the switching devices of the power section of the low-voltage circuit breaker in the order necessary for the safe operation of the engine.
  • the switching devices 10 and 20 are controlled so that the engine starts smoothly.
  • an oscillator 40 is now controlled with the on / off signal S1 emanating from the microprocessor or microcontroller for closing and / or opening the electromechanical switching devices.
  • This oscillator then generates at the detected start and / or end times a, a predetermined period lasting, oscillating control signal S2.
  • This control signal is forwarded to an ignition transformer 50 in order to control it with the signal S2 via corresponding control inputs of the semiconductor switching devices.
  • the oscillating control signal S2 does not have to be a periodically recurring signal with the period T.
  • the pulse shape is exactly rectangular. Rather, it is sufficient if the control signal S2 is sawtooth to rectangular.
  • the control signal S2 can be generated directly in a microprocessor or microcontroller 30.

Abstract

The method reduces the risk of contacts burning in a lower voltage power switch having at least one controllable semiconductor device (10) and at least one electromechanical switch device (20) connected in parallel to the semiconductor device. The method involves identifying the start and/or end of a switch on/off signal for closing and/opening the switch device. The method also involves generating an oscillating control signal lasting a predetermined period of time, to repeatedly successively switch the semiconductor device on, as soon as the start/end of the switch on/of signal is recognized. Independent claims also cover the low voltage switch and the use of such a switch.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Vermeiden von Kontaktabbrand in Niederspannungsleistungsschaltern gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1, sowie einen entsprechenden Niederspannungsleistungsschalter gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 5.The present invention relates to a method for avoiding contact erosion in low-voltage circuit breakers according to the preamble of claim 1, as well as a corresponding low-voltage circuit breaker according to the preamble of claim 5.

Niederspannungsleistungsschalter werden unter anderem für das Ein- und Ausschalten und damit zum Betreiben von Verbrauchern, wie beispielsweise Motoren, eingesetzt. Insbesondere bei Drehstrommotoren muss auf einen "sanften Anlauf" des Motors geachtet werden, um so beispielsweise einen ruckfreien Anlauf des Drehstrommotors zu erreichen oder, die bei direktem Einschalten auftretenden hohen Anlaufströme und -momente zu vermeiden.Low-voltage circuit breakers are used inter alia for switching on and off and thus for operating consumers, such as motors. In particular, in three-phase motors must be paid to a "soft start" of the motor, so as to achieve, for example, a jerk-free start of the three-phase motor or to avoid the high start-up currents and torques occurring when directly switched on.

Bei heute bekannten Niederspannungsschaltern erfolgt dieser Sanftanlauf durch eine Begrenzung des Anlaufstroms in einer Anlaufphase. Dazu wird die Motorspannung durch einen Phasenanschnitt reduziert und innerhalb einer Rampenzeit von einer einstellbaren Startspannung auf die Nennspannung für den Betrieb angehoben.In today known low-voltage switches, this soft start is done by limiting the start-up current in a start-up phase. For this purpose, the motor voltage is reduced by a phase control and raised within a ramp time from an adjustable starting voltage to the rated voltage for operation.

Leistungsteile von heute bekannten Niederspannungsleistungsschaltern weisen deshalb in den zu schaltenden Phasen entsprechende Halbleiterschalteinrichtungen auf. Die Halbleiterschalteinrichtungen sind dabei üblicherweise aus antiparallel geschalteten Thyristoren aufgebaut, die durch eine entsprechende Phasenanschnittsteuerung geregelt werden. Zudem weisen solche Leistungsteile parallel zu den Halbleiterschalteinrichtungen geschaltete elektromechanische Schalteinrichtungen auf.Power parts of today known low-voltage circuit breakers therefore have corresponding semiconductor switching devices in the phases to be switched. The semiconductor switching devices are usually constructed of anti-parallel connected thyristors, which are controlled by a corresponding phase control. In addition, such power parts have electromechanical switching devices connected in parallel with the semiconductor switching devices.

Nach dem Sanftanlauf werden im Nennbetrieb die dann ausgeschalteten Halbleiterschalteinrichtungen von den dann eingeschalteten elektromechanischen Schalteinrichtungen überbrückt. So entsteht im Dauerbetrieb statt der vergleichsweise hohen Verlustleistungen der Halbleiterschalteinrichtungen nur eine geringe Verlustleistung der elektromechanischen Schalteinrichtungen. Damit kann das Leistungsteil und damit die Niederspannungsschaltvorrichtung insgesamt kleiner dimensioniert werden.After the soft start the then switched off semiconductor switching devices are bridged by the then switched electromechanical switching devices in nominal operation. Thus, in continuous operation instead of the comparatively high power losses of the semiconductor switching devices only a small power loss of the electromechanical switching devices. Thus, the power unit and thus the low-voltage switching device can be made smaller overall.

Beim Ein- bzw. Ausschalten der, heute auch üblicherweise als Bypass bezeichneten elektromechanischen Schalteinrichtungen, entstehen aber Lichtbögen. Diese führen zu einem vermehrten Kontaktabbrand und damit zu einem Verschleiß der Kontaktflächen der elektromechanischen Schalteinrichtungen. Zusammen mit dem beim Ein- und Ausschalten auftretenden Prellen der Kontakte der elektromechanischen Schalteinrichtungen führt dies letztendlich zur Reduzierung der Lebensdauer von Niederspannungsleistungsschaltern.When switching on and off, today also commonly referred to as bypass electromechanical switching devices, but arcs arise. These lead to an increased contact erosion and thus to a wear of the contact surfaces of the electromechanical switching devices. Together with the bouncing of the contacts of the electromechanical switching devices occurring during switching on and off, this ultimately leads to a reduction in the service life of low-voltage circuit breakers.

Um solch eine ungewollte Reduzierung der Lebensdauer zu vermeiden, müssen entsprechende Maßnahmen ergriffen werden. So ist es heute bereits üblich, entsprechende Lichtbogenlöscheinrichtungen zum Löschen solcher Lichtbögen vorzusehen. Zudem oder alternativ könnte auch einfach mehr Kontaktmaterial auf die Schaltkontakte der elektromechanischen Schalteinrichtungen aufgebracht werden. Beide Varianten sind aber nicht gerade kostengünstig.In order to avoid such an unwanted reduction of the life, appropriate measures must be taken. So it is already common today to provide appropriate arc extinguishing equipment for deleting such arcs. In addition or alternatively, simply more contact material could be applied to the switching contacts of the electromechanical switching devices. Both variants are not exactly inexpensive.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein kostengünstigeres Verfahren zum Vermeiden von Kontaktabbrand in Niederspannungsleistungsschaltern sowie einen entsprechenden Niederspannungsleistungsschalter anzugeben.The object of the present invention is to specify a less expensive method for avoiding contact erosion in low-voltage circuit breakers and a corresponding low-voltage circuit breaker.

Diese Aufgabe wird gelöst durch das Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1, sowie durch den Niederspannungsleistungsschalter mit den Merkmalen des Anspruchs 5.This object is achieved by the method having the features of claim 1, as well as by the low-voltage circuit breaker having the features of claim 5.

Dadurch, dass erfindungsgemäß in einem Niederspannungsleistungsschalter mit zumindest einer steuerbaren Halbleiterschalteinrichtung und zumindest einer, zur Halbleiterschalteinrichtung parallel geschalteten, elektromechanischen Schalteinrichtung ein, eine vorbestimmte Zeitdauer andauerndes, oszillierenden Steuersignals zum mehrmaligen aufeinander folgenden Einschalten der zumindest einen Halbleiterschalteinrichtung generiert wird, sobald ein Start- und/oder Endzeitpunkt eines Ein-/Ausschaltsignals zum Schließen und/oder Öffnen der zumindest einen elektromechanischen Schalteinrichtung erkannt wird, kann ein in der elektromechanischen Schalteinrichtung entstehender Schaltlichtbogen nahezu unverzögert durch das periodische Einschalten der Halbleiterschalteinrichtung gelöscht werden. Insbesondere können mit diesem oszillierenden Signal auch die durch Kontaktprellen an der elektromechanischen Schalteinrichtung, mehrfach und kurzzeitig hintereinander auftretenden Schaltlichtbögen schnell gelöscht werden.Characterized in that according to the invention in a low-voltage circuit breaker with at least one controllable semiconductor switching device and at least one, parallel to the semiconductor switching device, electromechanical switching device, a predetermined period lasting, oscillating control signal for repeated successive switching on the at least one semiconductor switching device is generated as soon as a start and / or end time of an on / off signal for closing and / or opening the at least one electromechanical switching device is detected, a resulting in the electromechanical switching device switching arc can be almost instantaneously deleted by the periodic switching of the semiconductor switching device. In particular, with this oscillating signal, the switching arcs that occur as a result of contact bouncing on the electromechanical switching device, repeatedly and briefly in succession, can also be rapidly erased.

So kann durch die erfindungsgemäße Vorrichtung und das erfindungsgemäße Verfahren insgesamt die Lebensdauer von Niederspannungsleistungsschaltern erhöht werden. Aus dem Stand der Technik bekannte Maßnahmen, wie beispielsweise ein vermehrtes Aufbringen von Kontaktmaterial auf die Kontaktflächen der elektromechanischen Schalteinrichtung oder zusätzliche Löscheinrichtungen können so unterbleiben.Thus, the lifetime of low-voltage circuit breakers can be increased overall by the device according to the invention and the method according to the invention. Known from the prior art measures, such as an increased application of contact material on the contact surfaces of the electromechanical switching device or additional extinguishing devices can be omitted.

Durch die Verwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens und der erfindungsgemäßen Vorrichtung bei Sanftstartern können diese so mit geringem Aufwand und damit kostengünstig hergestellt werden.By using the method according to the invention and the device according to the invention in soft starters, they can thus be manufactured inexpensively and with little effort.

Weitere vorteilhafte Ausführungen und bevorzugte Weiterbildungen der Erfindung sind den Unteransprüchen zu entnehmen.Further advantageous embodiments and preferred developments of the invention can be found in the dependent claims.

Die Erfindung sowie vorteilhafte Ausführungsbeispiele derselben werden im Weiteren anhand der nachfolgenden Figuren näher beschrieben. Es zeigen:

FIG 1
schematisch die Schalteinrichtungen eines Leistungsteils eines dreipoligen Niederspannungsleistungsschalters zum Betreiben eines Motors,
FIG 2
Blockschaltbild der erfindungsgemäßen Vorrichtung,
FIG 3
Diagramme mit dem zeitlichen Verlauf der einzelnen Signale.
The invention and advantageous embodiments thereof are described in more detail below with reference to the following figures. Show it:
FIG. 1
2 schematically shows the switching devices of a power section of a three-pole low-voltage circuit breaker for operating a motor;
FIG. 2
Block diagram of the device according to the invention,
FIG. 3
Diagrams showing the time course of the individual signals.

In FIG 1 ist schematisch ein typischer Aufbau eines Leistungsteils eines Niederspannungsleistungsschalters, so wie er beispielsweise bei einem Sanftstarter zum Betreiben eines Drehstrommotors vorgesehen ist, dargestellt. Über die Schalteinrichtungen 10 und 20 ist der Motor M mit den drei Phasen L1, L2 und L3 der Spannungsversorgung schaltbar verbunden.1 schematically shows a typical structure of a power part of a low-voltage circuit breaker, as provided, for example, in a soft starter for operating a three-phase motor. About the switching devices 10 and 20, the motor M is connected to the three phases L1, L2 and L3 of the power supply switchable.

Die Halbleiterschalteinrichtungen 10 bestehen dabei aus jeweils zwei antiparallel geschalteten Thyristoren. Diese werden über eine, hier nicht näher dargestellte Steuereinrichtung so angesteuert, dass über einen Phasenanschnitt ein sanfter Anlauf des Drehstrommotors M erreicht wird. Ist dieser sanfte Start abgeschlossen, das heißt der Drehstrommotor hat seine Nenndrehzahl für den Betrieb erreicht, werden die parallel zu den steuerbaren Halbleiterschalteinrichtungen 10 geschalteten elektromechanischen Schalteinrichtung 20 geschlossen und die Halbleiterschalteinrichtungen 10 geöffnet. Dadurch, dass der Stromfluss L in den einzelnen Phasen L1, L2 und L3 dann auf die elektromechanische Schalteinrichtung 20 übergeht wird erreicht, dass die Verlustleistung im Nennbetrieb des Sanftstarters verringert wird.The semiconductor switching devices 10 consist of two anti-parallel connected thyristors. These are controlled via a, not shown here control device so that a soft start of the three-phase motor M is achieved via a phase control. If this gentle start is completed, that is, the three-phase motor has reached its nominal speed for operation, the electromechanical switching device 20 connected in parallel with the controllable semiconductor switching devices 10 are closed and the semiconductor switching devices 10 are opened. The fact that the current flow L in the individual phases L1, L2 and L3 then passes to the electromechanical switching device 20 ensures that the power loss in nominal operation of the soft starter is reduced.

Wie eingangs erwähnt entstehen bei diesem Einschalten, aber auch beim späteren Ausschalten der elektromechanischen Schalteinrichtungen 20 an diesen Lichtbögen, die zu einer Reduzierung der Lebensdauer des Niederspannungsleistungsschalters führen.As mentioned above arise at this switching, but also when later switching off the electromechanical switching devices 20 at these arcs, which leads to a reduction lead the life of the low-voltage circuit breaker.

Zur Vermeidung eines solchen Kontaktabbrands wird bei dem erfindungsgemäßen Verfahren nun in einem ersten Schritt erkannt, ob ein Start- und/oder ein Endzeitpunkt eines Ein-/ Ausschaltsignals zum Schließen und/oder Öffnen der elektromechanischen Schalteinrichtungen 20 vorliegt. Ist dies der Fall wird in einem zweiten Schritt für eine vorbestimmte Zeitdauer ein oszillierendes Steuersignal S2 generiert. Das Steuersignal ist dabei so ausgebildet, dass die Halbleiterschalteinrichtungen 10 innerhalb dieser Zeitdauer mehrmalig aufeinander folgend eingeschaltet werden. Durch dieses Zünden und damit Durchsteuern der Halbleiterschalteinrichtungen wird der Stromfluss von den Lichtbögen auf die Halbleiterschalteinrichtungen umgelenkt so dass die Lichtbögen gelöscht werden. Durch das mehrmalige aufeinander folgende Zünden wird zudem vermieden, dass auch die infolge des Prellens entstehenden aufeinander folgende, immer wieder neu entstehenden Lichtbögen immer wieder gelöscht werden.In order to avoid such Kontaktabbrands is now detected in a first step in the inventive method, whether a start and / or an end time of an on / off signal for closing and / or opening of the electromechanical switching devices 20 is present. If this is the case, an oscillating control signal S2 is generated in a second step for a predetermined period of time. The control signal is designed so that the semiconductor switching devices 10 are turned on several times consecutively within this period. By this ignition and thus driving through the semiconductor switching devices, the current flow is deflected by the arcs on the semiconductor switching devices so that the arcs are deleted. By the repeated successive ignition is also avoided that the resulting as a result of the bouncing successive, again and again emerging arcs are always deleted.

Der zeitliche Ablauf der einzelnen Signale ist beispielhaft in FIG 3 dargestellt. Vorzugsweise wird dabei das oszillierende Steuersignal S2 nach dem Start- (te) und/oder Endzeitpunkt (ta) des Ein-/Ausschaltsignals S1 und vor dem ersten Schließen und/oder Öffnen der zumindest einen elektromechanischen Schalteinrichtung 20 generiert. Insbesondere kann es so wie in FIG 3 angedeutet gleichzeitig mit dem Steuersignal S1, das heißt zu dem Einschaltzeitpunkten te und dem Ausschaltzeitpunkt ta erzeugt werden.The timing of the individual signals is shown by way of example in FIG. Preferably, the oscillating control signal S2 is generated after the start (te) and / or end time (ta) of the on / off signal S1 and before the first closing and / or opening of the at least one electromechanical switching device 20. In particular, as indicated in FIG. 3, it may be generated simultaneously with the control signal S1, that is to say at the switch-on time point t.sub.1 and the switch-off time point ta.

Aufgrund der Trägheit der elektromechanischen Schalteinrichtungen ist der eigentliche Stromfluss L durch diese elektromechanischen Schalteinrichtungen verzögert. Das heißt, dass typischerweise erst ca. 20 ms nach dem Ein oder Ausschaltbefehl die elektromechanischen Schalteinrichtungen erstmalig öffnen oder schließen. Zudem wird es aufgrund des Prellens noch zu weiteren ungewollten Ein-/Ausschaltvorgängen kommen, bevor sich ein kontinuierlicher Wert des Stromflusses L einstellt. Bei jedem der Übergänge kann dann ein Lichtbogen entstehen, den es zu vermeiden gilt. Um diese Verzögerungszeiten aufzufangen, wird das Signal S2 für ca. 60 ms erzeugt.Due to the inertia of the electromechanical switching devices, the actual current flow L is delayed by these electromechanical switching devices. This means that typically only about 20 ms after the on or off command the electromechanical switching devices open or close for the first time. In addition, it is due to the bounce still come to other unwanted on / off operations, before adjusting a continuous value of the current flow L. Each of the transitions can then create an arc, which must be avoided. To absorb these delay times, the signal S2 is generated for about 60 ms.

Vorzugsweise ist vorgesehen, dass das Steuersignal S2 nach der Generierung mit einer Periodendauer T von 100µs bis 500µs oszilliert und zumindest näherungsweise rechteckförmige Pulse mit einer Pulsbreite tp von 10µs bis 50µs zum Einschalten der Halbleiterschalteinrichtung 10 aufweist. In dem in FIG 3 dargestellten Beispiel ist die Periodendauer T = 200µs und die Pulsdauer tP = 20µs. Die Wahl dieser Werte T und tp hängt im Wesentlichen von der Belastbarkeit der Spannungsversorgung ab. Außerdem muss darauf geachtet werden, dass die Bauelemente zur Ansteuerung der Zündübertragers nicht überlastet werden und damit die Verlustleistung zu hoch wird.Preferably, it is provided that the control signal S2 oscillates after generation with a period T of 100μs to 500μs and at least approximately rectangular pulses having a pulse width tp of 10μs to 50μs for turning on the semiconductor switching device 10 has. In the example shown in FIG. 3, the period T = 200 μs and the pulse duration t P = 20 μs. The choice of these values T and tp depends essentially on the load capacity of the power supply. In addition, care must be taken that the components for controlling the Zündübertragers are not overloaded and thus the power loss is too high.

Erfindungsgemäß weisen die Niederspannungsleistungsschalter die, in FIG 2 angedeuteten Mittel 30 und 40 zur Durchführung der erfindungsgemäßen Schritte auf. Die Steuerung erfolgt dabei üblicherweise über einen Mikroprozessor 30. Dieser steuert die Schalteinrichtungen des Leistungsteils des Niederspannungsleistungsschalters in der für den sicheren Betrieb des Motors notwendigen Reihenfolge. Dabei werden die Schalteinrichtungen 10 und 20 so gesteuert, so dass der Motor sanft anläuft. Erfindungsgemäß wird nun mit dem vom Mikroprozessor oder Mikrocontroller ausgehenden Ein-/Ausschaltsignal S1 zum Schließen und/oder Öffnen der elektromechanischen Schalteinrichtungen ein Oszillator 40 angesteuert. Dieser Oszillator generiert daraufhin zu den erkannten Start- und/oder Endzeitpunkten ein, eine vorbestimmte Zeitdauer andauerndes, oszillierendes Steuersignal S2. Dieses Steuersignal wird an einen Zündübertrager 50 weitergegeben, um über entsprechende Steuereingänge der Halbleiterschalteinrichtungen diese mit dem Signal S2 zu steuert.According to the invention, the low-voltage power switches have the means 30 and 40 indicated in FIG. 2 for carrying out the steps according to the invention. The control is usually carried out via a microprocessor 30. This controls the switching devices of the power section of the low-voltage circuit breaker in the order necessary for the safe operation of the engine. In this case, the switching devices 10 and 20 are controlled so that the engine starts smoothly. According to the invention, an oscillator 40 is now controlled with the on / off signal S1 emanating from the microprocessor or microcontroller for closing and / or opening the electromechanical switching devices. This oscillator then generates at the detected start and / or end times a, a predetermined period lasting, oscillating control signal S2. This control signal is forwarded to an ignition transformer 50 in order to control it with the signal S2 via corresponding control inputs of the semiconductor switching devices.

In Voranstehenden wurde nur ein mögliches Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung näher beschrieben. Von der Erfindung mit umfasst sollen aber auch die Ausführungsbeispiele, die genauso den Grundgedanken der vorliegenden Erfindung erfüllen, nämlich möglichst effektiv und kostengünstig möglicherweise auftretende Lichtbögen zu unterbinden, um Kontaktabbrand zu vermeiden. So muss beispielsweise das oszillierende Steuersignal S2 nicht, wie in FIG 3 dargestellt, ein mit der Periodendauer T periodisch wiederkehrendes Signal sein. Ebenso ist es nicht wesentlich, dass die Pulsform exakt rechteckig ist. Vielmehr genügt es, wenn das Steuersignal S2 sägezahnförmig bis rechteckig ist. Ebenso kann das Steuersignal S2 direkt in einem Mikroprozessor oder Mikrocontroller 30 erzeugt werden.In the foregoing, only one possible embodiment of the present invention has been described in detail. However, the exemplary embodiments, which likewise fulfill the basic idea of the present invention, namely to prevent possibly occurring arcs as effectively and cost-effectively as possible in order to avoid contact erosion, are also to be covered by the invention. For example, as shown in FIG. 3, the oscillating control signal S2 does not have to be a periodically recurring signal with the period T. Likewise, it is not essential that the pulse shape is exactly rectangular. Rather, it is sufficient if the control signal S2 is sawtooth to rectangular. Likewise, the control signal S2 can be generated directly in a microprocessor or microcontroller 30.

Claims (10)

Verfahren zum Vermeiden von Kontaktabbrand in Niederspannungsleistungsschaltern mit zumindest einer steuerbaren Halbleiterschalteinrichtung (10) und zumindest einer, zur Halbleiterschalteinrichtung (10) parallel geschalteten, elektromechanischen Schalteinrichtung (20) mit den Schritten : - Erkennen eines Start- (te) und/oder Endzeitpunktes (ta) eines Ein-/Ausschaltsignals (S1) zum Schließen und/oder Öffnen der zumindest einen elektromechanischen Schalteinrichtung (20), und - Generieren eines, eine vorbestimmte Zeitdauer (Δte, Δta) andauerndes, oszillierenden Steuersignals (S2) zum mehrmaligen aufeinander folgenden Einschalten der zumindest einen Halbleiterschalteinrichtung (10), sobald der Start- (te) und/oder Endzeitpunkt (ta) des Ein-/Ausschaltsignals (S1) erkannt wird. Method for avoiding contact erosion in low-voltage circuit breakers having at least one controllable semiconductor switching device (10) and at least one electromechanical switching device (20) connected in parallel with the semiconductor switching device (10), comprising the steps: Detecting a start (te) and / or end time (ta) of an on / off signal (S1) for closing and / or opening the at least one electromechanical switching device (20), and Generating a, for a predetermined period of time (Δte, Δta) lasting, oscillating control signal (S2) for repeatedly successively switching on the at least one semiconductor switching device (10) as soon as the start (te) and / or end time (ta) of the input / Off signal (S1) is detected. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch ge - kennzeichnet , dass das oszillierende Steuersignal (S2) nach dem Start- (te) und/oder Endzeitpunkt (ta) des Ein-/Ausschaltsignals (S1) und vor dem ersten Schließen und/oder Öffnen der zumindest einen elektromechanischen Schalteinrichtung (20) generiert wird.A method according to claim 1, characterized ge - indicates that the oscillating control signal (S2) after the start (TE) and / or end time (ta) of the on / off signal (S1) and before the first closing and / or opening of at least an electromechanical switching device (20) is generated. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch ge- kennzeichnet , dass das oszillierende Steuersignal (S2) periodisch sich wiederholend oszilliert.The method of claim 1 or 2, characterized indicates overall that the oscillating control signal (S2) periodically oscillates repetitively. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekenn-zeichnet , dass das oszillierende Steuersignal (S2) mit einer Periodendauer (T) von 100µm bis 500µm oszilliert und zumindest näherungsweise rechteckförmige Pulse mit einer Pulsbreite (tp) von 10µm bis 50µm zum Einschalten der zumindest einen Halbleiterschalteinrichtung (10) aufweist.A method according to claim 3, characterized characterized labeled in that the oscillating control signal (S2) oscillates with a period duration (T) of 100 .mu.m to 500 .mu.m at least approximately rectangular pulses with a pulse width (tp) of 10 .mu.m to 50 .mu.m for turning the at least one semiconductor switching device ( 10). Niederspannungsleistungsschalter mit zumindest einer steuerbaren Halbleiterschalteinrichtung (10) und zumindest einer, zur Halbleiterschalteinrichtung (10) parallel geschalteten, elektromechanischen Schalteinrichtung (20), mit ersten Mitteln (30) zum Erkennen eines Start- (te) und/oder Endzeitpunktes (ta) eines Ein-/Ausschaltsignals (S1) zum Schließen und/oder Öffnen der zumindest einen elektromechanischen Schalteinrichtung (20), und mit weiteren Mitteln (40) zum Generieren eines, eine vorbestimmte Zeitdauer (Δte, Δta) andauernden, oszillierenden Steuersignals (S2) zum mehrmaligen aufeinander folgenden Einschalten der zumindest einen Halbleiterschalteinrichtung (10), sobald der Start- (te) und/oder Endzeitpunkt (ta) des Ein-/Ausschaltsignals (S1) von den ersten Mitteln (30) erkannt ist.Low-voltage circuit breaker having at least one controllable semiconductor switching device (10) and at least one, to the semiconductor switching device (10) connected in parallel, electromechanical switching device (20), with first means (30) for detecting a start (te) and / or end time (ta) of an on - / off signal (S1) for closing and / or opening the at least one electromechanical switching device (20), and with further means (40) for generating a, a predetermined period of time (.DELTA.te, .DELTA.ta) persisting, oscillating control signal (S2) for repeated successive following switching of the at least one semiconductor switching device (10) as soon as the start (te) and / or end time (ta) of the on / off signal (S1) is detected by the first means (30). Niederspannungsleistungsschalter nach Anspruch 5, da - durch gekennzeichnet , dass die weiteren Mittel (40) das oszillierende Steuersignal (S2) nach dem Start- (te) und/oder Endzeitpunkt (ta) des Ein-/Ausschaltsignals (S1) und vor dem ersten Schließen und/oder Öffnen der zumindest einen elektromechanischen Schalteinrichtung (20) generieren.Low-voltage circuit breaker according to claim 5, characterized in that the further means (40) the oscillating control signal (S2) after the start (te) and / or end time (ta) of the on / off signal (S1) and before the first closing and / or opening the at least one electromechanical switching device (20). Niederspannungsleistungsschalter nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet , dass das oszillierende Steuersignal (S2) ein periodisch sich wiederholendes oszillierendes Steuersignal ist.Low-voltage circuit breaker according to claim 5 or 6, characterized in that the oscillating control signal (S2) is a periodically repeating oscillating control signal. Niederspannungsleistungsschalter nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet , dass das oszillierende Steuersignal (S2) eine Periodendauer (T) von 100µm bis 500µm und zumindest näherungsweise rechteckförmige Pulse mit einer Pulsbreite (tp) von 10µm bis 50µm zum Einschalten der Halbleiterschalteinrichtung (10) aufweist.Low-voltage circuit breaker according to one of Claims 5 to 7, characterized in that the oscillating control signal (S2) has a period (T) of 100 μm to 500 μm and at least approximately rectangular pulses with a pulse width (tp) of 10 μm to 50 μm for switching on the semiconductor switching device (10). having. Verwendung des Niederspannungsleistungsschalters nach Anspruch 5 bis 8 als elektronischer Sanftstarter zum Betreiben eines Drehstrommotors.Use of the low-voltage circuit breaker according to claim 5 to 8 as an electronic soft starter for operating a three-phase motor. Verwendung des Verfahrens nach Anspruch 1 bis 4 in einem Sanftstarter zum Betreiben eines Drehstrommotors.Use of the method according to claims 1 to 4 in a soft starter for operating a three-phase motor.
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