JP2001190021A - 過電流保護継電器 - Google Patents
過電流保護継電器Info
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- H02H7/00—Emergency protective circuit arrangements specially adapted for specific types of electric machines or apparatus or for sectionalised protection of cable or line systems, and effecting automatic switching in the event of an undesired change from normal working conditions
- H02H7/22—Emergency protective circuit arrangements specially adapted for specific types of electric machines or apparatus or for sectionalised protection of cable or line systems, and effecting automatic switching in the event of an undesired change from normal working conditions for distribution gear, e.g. bus-bar systems; for switching devices
- H02H7/222—Emergency protective circuit arrangements specially adapted for specific types of electric machines or apparatus or for sectionalised protection of cable or line systems, and effecting automatic switching in the event of an undesired change from normal working conditions for distribution gear, e.g. bus-bar systems; for switching devices for switches
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- H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
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- H01H47/002—Monitoring or fail-safe circuits
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- H01H50/00—Details of electromagnetic relays
- H01H50/02—Bases; Casings; Covers
- H01H50/021—Bases; Casings; Covers structurally combining a relay and an electronic component, e.g. varistor, RC circuit
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- H01H71/00—Details of the protective switches or relays covered by groups H01H73/00 - H01H83/00
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- H01H71/12—Automatic release mechanisms with or without manual release
- H01H71/123—Automatic release mechanisms with or without manual release using a solid-state trip unit
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 負荷回路に必要な付加構成要素なしに過電流
保護機能を有する継電器を提供する。 【解決手段】 電磁システム（１）の励磁巻線（２）が
継電器を過負荷あるいは短絡から保護する負荷電流セン
サとして用いられる。負荷電流回路におけるセクション
（５）が例えば補助巻線である場合に、該補助巻線は負
荷回路における電流が流れることにより、励磁回路に電
圧が誘導され、また、誘導電圧を励磁電圧に重ね合わせ
るように配置される。電子ユニットはこの電圧信号を評
価し、負荷電流閾値を超えた場合に、継電器がターンオ
フされる。
保護機能を有する継電器を提供する。 【解決手段】 電磁システム（１）の励磁巻線（２）が
継電器を過負荷あるいは短絡から保護する負荷電流セン
サとして用いられる。負荷電流回路におけるセクション
（５）が例えば補助巻線である場合に、該補助巻線は負
荷回路における電流が流れることにより、励磁回路に電
圧が誘導され、また、誘導電圧を励磁電圧に重ね合わせ
るように配置される。電子ユニットはこの電圧信号を評
価し、負荷電流閾値を超えた場合に、継電器がターンオ
フされる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、励磁回路と負荷電
流回路とから構成されている過電流保護継電器に関し、
更に詳しくは、負荷電流回路は、予め決められた負荷電
流閾値を超えた場合に、励磁回路を非活動化にする測定
システムと結合されている。負荷電流を監視または制限
することによって、過負荷及び短絡から、継電器接点あ
るいは継電器を保護することができると共に、負荷回路
の回線及び差し込み可能なシステムをも保護することが
できる。
流回路とから構成されている過電流保護継電器に関し、
更に詳しくは、負荷電流回路は、予め決められた負荷電
流閾値を超えた場合に、励磁回路を非活動化にする測定
システムと結合されている。負荷電流を監視または制限
することによって、過負荷及び短絡から、継電器接点あ
るいは継電器を保護することができると共に、負荷回路
の回線及び差し込み可能なシステムをも保護することが
できる。
【０００２】
【従来の技術】従来において、例えばドイツ実用新案番
号２９７２０２４９．９から、負荷電流を制限する既知
の可能性が得られる。この実用新案について、継電器
は、継電器の外側に取り付けられ且つ負荷回路に直列に
接続されている差し込み可能なヒューズを有し、過剰電
流が発生した場合に、負荷回路を遮断するようにしてい
る。
号２９７２０２４９．９から、負荷電流を制限する既知
の可能性が得られる。この実用新案について、継電器
は、継電器の外側に取り付けられ且つ負荷回路に直列に
接続されている差し込み可能なヒューズを有し、過剰電
流が発生した場合に、負荷回路を遮断するようにしてい
る。
【０００３】また、ドイツ特許番号ＤＥ １９６３６９
３２ Ｃ−１の明細書には、負荷回路に直列に接続され
ているＰＴＣサーミスタを使って過電流保護を実現する
過負荷保護継電器が開示されている。過剰電流あるいは
短絡がそれぞれ発生した場合に、このＰＴＣサーミスタ
は、急に高インピーダンス状態に切り換えると共に負荷
回路を遮断する。
３２ Ｃ−１の明細書には、負荷回路に直列に接続され
ているＰＴＣサーミスタを使って過電流保護を実現する
過負荷保護継電器が開示されている。過剰電流あるいは
短絡がそれぞれ発生した場合に、このＰＴＣサーミスタ
は、急に高インピーダンス状態に切り換えると共に負荷
回路を遮断する。
【０００４】上述したものの他には、欧州特許出願番号
０８２９９３９ Ａ−２の明細書から、過負荷保護継電
器の回路の配置が開示されている。この出願に、継電器
の励磁電流回路に直列に接続されているＰＴＣサーミス
タが用いられており、該ＰＴＣサーミスタは、継電器の
負荷電流回路における加熱セクションによって加熱され
るように適合される。過負荷が発生した場合、ＰＴＣサ
ーミスタは、自身の転移温度以上に加熱され、そして、
高インピーダンス状態に切り換え、継電器の落下状態を
引き起こし、その結果、負荷電流回路が遮断される。明
細書には、予め決められた負荷電流閾値を超えた場合
に、励磁回路を非活動化にする負荷回路における電流セ
ンサが開示されている。
０８２９９３９ Ａ−２の明細書から、過負荷保護継電
器の回路の配置が開示されている。この出願に、継電器
の励磁電流回路に直列に接続されているＰＴＣサーミス
タが用いられており、該ＰＴＣサーミスタは、継電器の
負荷電流回路における加熱セクションによって加熱され
るように適合される。過負荷が発生した場合、ＰＴＣサ
ーミスタは、自身の転移温度以上に加熱され、そして、
高インピーダンス状態に切り換え、継電器の落下状態を
引き起こし、その結果、負荷電流回路が遮断される。明
細書には、予め決められた負荷電流閾値を超えた場合
に、励磁回路を非活動化にする負荷回路における電流セ
ンサが開示されている。
【０００５】欧州特許番号０２３１７９３ Ｂ−１の明
細書には、負荷電流回路の電流供給素子が、励磁フロー
回路の一部に巻かれた巻線を少なくとも１つ有し、その
結果、巻線あるいはコイルの励磁と同じ方向を有する追
加励磁が後で発生されるような電磁継電器が開示されて
いる。この方法では、励磁電圧をも伝達する同じ電圧源
から負荷回路の高電流が引き抜かれるような継電器の場
合にも、安全な応答が保証される。
細書には、負荷電流回路の電流供給素子が、励磁フロー
回路の一部に巻かれた巻線を少なくとも１つ有し、その
結果、巻線あるいはコイルの励磁と同じ方向を有する追
加励磁が後で発生されるような電磁継電器が開示されて
いる。この方法では、励磁電圧をも伝達する同じ電圧源
から負荷回路の高電流が引き抜かれるような継電器の場
合にも、安全な応答が保証される。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】前述した３件の明細書
には、過電流保護継電器を実現する可能性が開示されて
いる。しかしながら、これらの発明には、負荷回路には
例えばヒューズ、加熱素子あるいはＰＴＣサーミスタ等
の付加構成要素が必要となるとの共通の難点がある。そ
のほかに、付加構成要素にはヒューズを使用した場合
に、ヒューズが応答した後に、そのヒューズを取り替え
なければならないとの不都合な点がある。
には、過電流保護継電器を実現する可能性が開示されて
いる。しかしながら、これらの発明には、負荷回路には
例えばヒューズ、加熱素子あるいはＰＴＣサーミスタ等
の付加構成要素が必要となるとの共通の難点がある。そ
のほかに、付加構成要素にはヒューズを使用した場合
に、ヒューズが応答した後に、そのヒューズを取り替え
なければならないとの不都合な点がある。
【０００７】前述した欧州特許番号０２３１７９３ Ｂ
−１の明細書には、少なくとも１つの励磁フロー回路の
一部に巻かれた負荷回路の補助巻線によって、負荷電流
が励磁回路に帰還することが開示されている。しかしな
がら、この補助巻線は、過剰電流から継電器を保護する
ためのものではないが、励磁巻線及び負荷電流回路が同
じ電圧源からフィードされた際に、継電器の安全な応答
を保証することができる。負荷回路の高いスイッチオン
電流は、励磁巻線における電圧降下との結果をもたら
す。この発明の難点は、負荷側と励磁側との電気絶縁が
欠けている点である。
−１の明細書には、少なくとも１つの励磁フロー回路の
一部に巻かれた負荷回路の補助巻線によって、負荷電流
が励磁回路に帰還することが開示されている。しかしな
がら、この補助巻線は、過剰電流から継電器を保護する
ためのものではないが、励磁巻線及び負荷電流回路が同
じ電圧源からフィードされた際に、継電器の安全な応答
を保証することができる。負荷回路の高いスイッチオン
電流は、励磁巻線における電圧降下との結果をもたら
す。この発明の難点は、負荷側と励磁側との電気絶縁が
欠けている点である。
【０００８】本発明は上述のような事情よりなされたも
のであり、本発明の目的は、負荷回路に必要な付加構成
要素なしに、過電流保護機能を有する継電器を提供する
ことにあり、詳しくは、継電器の接点によって電流の監
視及び制限は、外部の保護方法によらず実現されるよう
な過電流保護継電器を提供することにある。さらに、本
発明の目的は、励磁電流回路と負荷電流回路との間の電
気絶縁が維持されるような過電流保護継電器を提供する
ことにある。
のであり、本発明の目的は、負荷回路に必要な付加構成
要素なしに、過電流保護機能を有する継電器を提供する
ことにあり、詳しくは、継電器の接点によって電流の監
視及び制限は、外部の保護方法によらず実現されるよう
な過電流保護継電器を提供することにある。さらに、本
発明の目的は、励磁電流回路と負荷電流回路との間の電
気絶縁が維持されるような過電流保護継電器を提供する
ことにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】本発明の上記目的は、励
磁巻線を有する電磁システムと、前記電磁システムに操
作されるように適合された負荷回路における開閉接点
と、前記励磁巻線に対して、継電器の応答に基いて負荷
電流が流れることにより、前記励磁巻線における電圧信
号が誘導されるように配置され、且つ負荷回路内に在る
少なくとも1つの導体セクションと、前記電圧信号を評
価すると共に励磁電流回路に基いて作動する電子ユニッ
トとを含む電磁継電器によって達成される。
磁巻線を有する電磁システムと、前記電磁システムに操
作されるように適合された負荷回路における開閉接点
と、前記励磁巻線に対して、継電器の応答に基いて負荷
電流が流れることにより、前記励磁巻線における電圧信
号が誘導されるように配置され、且つ負荷回路内に在る
少なくとも1つの導体セクションと、前記電圧信号を評
価すると共に励磁電流回路に基いて作動する電子ユニッ
トとを含む電磁継電器によって達成される。
【００１０】同時に、継電器に備えている励磁コイル
は、変更なしに、負荷回路における過電流あるいは過剰
電流を検出するためのセンサとして使用することができ
る。負荷回路の導電性トラックは、継電器のコイルと結
合するように配置されなければならない。負荷回路に流
れる交流が励磁コイルに電圧を誘導するため、継電器の
開閉接点が閉じた場合に、励磁電流回路に流れる直流の
励磁電流がそれに重ね合わせられた交流成分を有するよ
うになる。誘導電圧は、負荷回路における電流に依存
し、よって、それを負荷回路における過電流の指示手段
として利用することができる。この目的を達成するため
に、誘導電圧は、励磁回路経由で外部に結合され（例え
ばコンデンサに結合される）、増幅器によって増幅され
る。これによって、負荷電流の調整可能な閾値を超えた
場合に、継電器を電子的にターンオフすることが可能に
なる。
は、変更なしに、負荷回路における過電流あるいは過剰
電流を検出するためのセンサとして使用することができ
る。負荷回路の導電性トラックは、継電器のコイルと結
合するように配置されなければならない。負荷回路に流
れる交流が励磁コイルに電圧を誘導するため、継電器の
開閉接点が閉じた場合に、励磁電流回路に流れる直流の
励磁電流がそれに重ね合わせられた交流成分を有するよ
うになる。誘導電圧は、負荷回路における電流に依存
し、よって、それを負荷回路における過電流の指示手段
として利用することができる。この目的を達成するため
に、誘導電圧は、励磁回路経由で外部に結合され（例え
ばコンデンサに結合される）、増幅器によって増幅され
る。これによって、負荷電流の調整可能な閾値を超えた
場合に、継電器を電子的にターンオフすることが可能に
なる。
【００１１】即ち、本発明は、励磁回路と負荷電流回路
とから構成されている過電流保護継電器に関し、本発明
の上記目的は、励磁巻線（２）を有する電磁システム
（１）と、前記電磁システム（１）に操作されるように
適合される負荷回路（４）における開閉接点（３）と、
前記励磁巻線（２）に対して、継電器の応答に基いて負
荷電流が流れることにより、前記励磁巻線（２）におけ
る電圧信号（８）が誘導されるように配置され、且つ前
記負荷回路（４）内に在る少なくとも1つの導体セクシ
ョン（５）と、前記電圧信号（８）を評価すると共に励
磁電流回路（７）に基いて作動する電子ユニット（６）
とを備えることによって達成される。
とから構成されている過電流保護継電器に関し、本発明
の上記目的は、励磁巻線（２）を有する電磁システム
（１）と、前記電磁システム（１）に操作されるように
適合される負荷回路（４）における開閉接点（３）と、
前記励磁巻線（２）に対して、継電器の応答に基いて負
荷電流が流れることにより、前記励磁巻線（２）におけ
る電圧信号（８）が誘導されるように配置され、且つ前
記負荷回路（４）内に在る少なくとも1つの導体セクシ
ョン（５）と、前記電圧信号（８）を評価すると共に励
磁電流回路（７）に基いて作動する電子ユニット（６）
とを備えることによって達成される。
【００１２】また、本発明の上記目的は、前記導体セク
ション（５）は前記励磁巻線（２）に巻かれた補助巻線
であることにより、或いは前記導体セクション（５）は
結合ループ（１７）であることにより、或いは前記電子
ユニット（６）は継電器のハウジングの内部に配置され
るにより、或いは前記電子ユニット（６）は継電器のハ
ウジングに差し込み可能に取り付けられたように適合さ
れるモジュールに収容されることにより、或いは前記電
子ユニット（６）は継電器のキャップの外側に配置され
ることにより、或いは前記継電器のキャップはＭＩＤ方
法（成形相互連結技術）を用いて成形することによって
作り出され、また、導電性トラックはこのように作られ
たキャップの上に配置されることにより、或いは前記継
電器のキャップは少なくとも部分的に電気メッキされ、
また、導電性トラックはレーザあるいはエッチングによ
って形成されることにより、或いは前記電子ユニット
（６）は、調整可能な負荷電流閾値を超えた場合に、継
電器の前記励磁電流回路（７）を電子的に遮断すること
により、或いは前記電子ユニット（６）は、負荷電流の
電流ゼロ交差点に、負荷電流をターンオフすることによ
り、或いは前記電子ユニット（６）は、コンデンサ
（９）によって前記励磁電流回路（７）の外部に結合さ
れ、増幅器（１０）によって増幅された誘導電圧信号
（８）を処理するマイクロプロセッサ（１１）であるこ
とにより、或いは前記電子ユニット（６）は、光学イン
タフェースを介して、前記励磁電流回路（７）に結合さ
れ、また、前記励磁電流回路（７）に基いて作動するよ
うに適合されることによってより効果的に達成される。
ション（５）は前記励磁巻線（２）に巻かれた補助巻線
であることにより、或いは前記導体セクション（５）は
結合ループ（１７）であることにより、或いは前記電子
ユニット（６）は継電器のハウジングの内部に配置され
るにより、或いは前記電子ユニット（６）は継電器のハ
ウジングに差し込み可能に取り付けられたように適合さ
れるモジュールに収容されることにより、或いは前記電
子ユニット（６）は継電器のキャップの外側に配置され
ることにより、或いは前記継電器のキャップはＭＩＤ方
法（成形相互連結技術）を用いて成形することによって
作り出され、また、導電性トラックはこのように作られ
たキャップの上に配置されることにより、或いは前記継
電器のキャップは少なくとも部分的に電気メッキされ、
また、導電性トラックはレーザあるいはエッチングによ
って形成されることにより、或いは前記電子ユニット
（６）は、調整可能な負荷電流閾値を超えた場合に、継
電器の前記励磁電流回路（７）を電子的に遮断すること
により、或いは前記電子ユニット（６）は、負荷電流の
電流ゼロ交差点に、負荷電流をターンオフすることによ
り、或いは前記電子ユニット（６）は、コンデンサ
（９）によって前記励磁電流回路（７）の外部に結合さ
れ、増幅器（１０）によって増幅された誘導電圧信号
（８）を処理するマイクロプロセッサ（１１）であるこ
とにより、或いは前記電子ユニット（６）は、光学イン
タフェースを介して、前記励磁電流回路（７）に結合さ
れ、また、前記励磁電流回路（７）に基いて作動するよ
うに適合されることによってより効果的に達成される。
【００１３】
【発明の実施の形態】本発明の好適の一実施形態におい
て、負荷電流を励磁電流回路に結合することは、例えば
継電器の電機子の附近に取り付けられた結合ループを含
む負荷回路によって実現される。
て、負荷電流を励磁電流回路に結合することは、例えば
継電器の電機子の附近に取り付けられた結合ループを含
む負荷回路によって実現される。
【００１４】もう１つ好適の実施形態において、継電器
のコイルは、自分の周りに配置される補助巻線を有し、
該補助巻線は負荷回路に接続され、特に負荷電流を励磁
回路に強く結合する役割を果す。
のコイルは、自分の周りに配置される補助巻線を有し、
該補助巻線は負荷回路に接続され、特に負荷電流を励磁
回路に強く結合する役割を果す。
【００１５】本発明の好適の一実施形態において、継電
器は、電子ユニットが継電器キャップの外側に配置され
るように構成される。継電器キャップの上にある導電性
トラックは、例えばいわゆるＭＩＤ方法（成形相互連結
技術）あるいは電気メッキを用いて継電器キャップを形
作り、また、レーザあるいはエッチングを使って継電器
キャップの上にある導電性トラックを構築することによ
り、確立されることができる。
器は、電子ユニットが継電器キャップの外側に配置され
るように構成される。継電器キャップの上にある導電性
トラックは、例えばいわゆるＭＩＤ方法（成形相互連結
技術）あるいは電気メッキを用いて継電器キャップを形
作り、また、レーザあるいはエッチングを使って継電器
キャップの上にある導電性トラックを構築することによ
り、確立されることができる。
【００１６】本発明のもう１つ好適の実施形態におい
て、電子ユニットを継電器それ自身にあるいは継電器そ
れ自身の上に配置するばかりでなく、電子ユニットを外
部的に例えば継電器を装架する回路基板の上に配置する
ようにする。
て、電子ユニットを継電器それ自身にあるいは継電器そ
れ自身の上に配置するばかりでなく、電子ユニットを外
部的に例えば継電器を装架する回路基板の上に配置する
ようにする。
【００１７】最後に、負荷回路によって引き起こされ、
励磁回路における誘導された電圧信号の評価は、ちょう
ど電流の波形がゼロ交差している時点で、継電器を開閉
することを可能にし、よって、負荷接点の接点腐食を最
小にすることができる。
励磁回路における誘導された電圧信号の評価は、ちょう
ど電流の波形がゼロ交差している時点で、継電器を開閉
することを可能にし、よって、負荷接点の接点腐食を最
小にすることができる。
【００１８】本発明に関するなお一層の詳細及び展開は
従属請求項に示されている。
従属請求項に示されている。
【００１９】以下、図面に基づいて本発明の好適な実施
形態について更に詳細に説明する。図１は、励磁コイル
あるいは励磁巻線２を有する電磁システム１を備えた本
発明に係る電気機械式継電器を示す。電磁システム１を
使って、負荷回路４に配置された開閉接点３を操作する
ことができる。負荷回路４は交流回路である。継電器の
励磁側において、励磁巻線２は励磁電流回路７に接続さ
れている。励磁電流回路７に直流の形で励磁電流ＩＥが
流れた場合に、電磁システム１は、開閉接点３を作動さ
せ、よって、交流の形で負荷電流ＩＬが負荷回路４に流
れ始める。負荷回路４に導体セクション５を創意的に配
置することによって、負荷電流ＩＬは、励磁巻線２にお
ける電圧を誘導し、この誘導電圧は直流の励磁電流ＩＥ
に重ね合わせられる。誘導電圧信号８は負荷電流ＩＬの
振幅、位相位置及び周波数に依存する。誘導電圧信号８
を評価することによって、負荷電流ＩＬそのものに基い
て結論を出すことが可能になる。この目的を達成するた
めに、誘導された交流成分は、励磁電流回路７の外部に
結合される。これは、例えばコンデンサ９によって実行
されることができる。必要であれば、この信号は、マイ
クロプロセッサ１１によって処理される前に、増幅器１
０によって増幅される。調整可能な負荷電流ＩＬの閾値
を超えた場合に、継電器は電子的にターンオフされるあ
るいは非活動化（ｄｅａｃｔｉｖａｔｉｏｎ）される。
例えば制御回路またはバスシステムを介して、非活動化
になる閾値を調整することができる。外部的なアナログ
構成要素から構成される回路を使って、非活動化になる
閾値を実現することも考えられる。
形態について更に詳細に説明する。図１は、励磁コイル
あるいは励磁巻線２を有する電磁システム１を備えた本
発明に係る電気機械式継電器を示す。電磁システム１を
使って、負荷回路４に配置された開閉接点３を操作する
ことができる。負荷回路４は交流回路である。継電器の
励磁側において、励磁巻線２は励磁電流回路７に接続さ
れている。励磁電流回路７に直流の形で励磁電流ＩＥが
流れた場合に、電磁システム１は、開閉接点３を作動さ
せ、よって、交流の形で負荷電流ＩＬが負荷回路４に流
れ始める。負荷回路４に導体セクション５を創意的に配
置することによって、負荷電流ＩＬは、励磁巻線２にお
ける電圧を誘導し、この誘導電圧は直流の励磁電流ＩＥ
に重ね合わせられる。誘導電圧信号８は負荷電流ＩＬの
振幅、位相位置及び周波数に依存する。誘導電圧信号８
を評価することによって、負荷電流ＩＬそのものに基い
て結論を出すことが可能になる。この目的を達成するた
めに、誘導された交流成分は、励磁電流回路７の外部に
結合される。これは、例えばコンデンサ９によって実行
されることができる。必要であれば、この信号は、マイ
クロプロセッサ１１によって処理される前に、増幅器１
０によって増幅される。調整可能な負荷電流ＩＬの閾値
を超えた場合に、継電器は電子的にターンオフされるあ
るいは非活動化（ｄｅａｃｔｉｖａｔｉｏｎ）される。
例えば制御回路またはバスシステムを介して、非活動化
になる閾値を調整することができる。外部的なアナログ
構成要素から構成される回路を使って、非活動化になる
閾値を実現することも考えられる。
【００２０】図１において、負荷回路４における導体セ
クション５のデザインは、継電器の励磁コイル２に巻か
れた補助巻線を例として説明している。この補助巻線を
介して、負荷電流ＩＬが励磁電流回路７に結合される。
しかしながら、負荷回路４を励磁電流回路７に結合する
ことも、例えば継電器の電機子の附近に取り付けられる
結合ループ１７によって実現されることが考えられる。
適切な構造を有することにより、電流が単独に１つある
いはそれ以上の負荷端子を通って流れるのは、負荷電流
ＩＬの励磁電流回路７への帰還に十分であることさえも
可能である。
クション５のデザインは、継電器の励磁コイル２に巻か
れた補助巻線を例として説明している。この補助巻線を
介して、負荷電流ＩＬが励磁電流回路７に結合される。
しかしながら、負荷回路４を励磁電流回路７に結合する
ことも、例えば継電器の電機子の附近に取り付けられる
結合ループ１７によって実現されることが考えられる。
適切な構造を有することにより、電流が単独に１つある
いはそれ以上の負荷端子を通って流れるのは、負荷電流
ＩＬの励磁電流回路７への帰還に十分であることさえも
可能である。
【００２１】図２は、励磁電流回路７における電流経路
が時間に対する図を説明する。この電流経路は、直流で
ある励磁電流ＩＥと、励磁巻線２を介して負荷回路４か
ら誘導された交流成分ＩＰとから構成される。時間ｔ０
及び時間ｔ１は継電器のターンオン時間及びターンオフ
時間をそれぞれ指示する。
が時間に対する図を説明する。この電流経路は、直流で
ある励磁電流ＩＥと、励磁巻線２を介して負荷回路４か
ら誘導された交流成分ＩＰとから構成される。時間ｔ０
及び時間ｔ１は継電器のターンオン時間及びターンオフ
時間をそれぞれ指示する。
【００２２】図３は、電磁システム１の励磁巻線２を巻
き付く補助巻線を有しない代わりに、継電器ハウジング
の外側に配置され且つ負荷回路４に直列に配置される結
合ループ１７だけを有する本発明に係る継電器の実施形
態を示す。通常のメインな継電器を例として説明したこ
の配置は、負荷電流回路４から誘導され、且つ評価でき
る強度を有する交流信号を励磁電流回路７に結合するの
に、既に十分である。誘導電圧信号８のなお一層の処理
のために、必要な評価電子部品は図３に示されてない。
き付く補助巻線を有しない代わりに、継電器ハウジング
の外側に配置され且つ負荷回路４に直列に配置される結
合ループ１７だけを有する本発明に係る継電器の実施形
態を示す。通常のメインな継電器を例として説明したこ
の配置は、負荷電流回路４から誘導され、且つ評価でき
る強度を有する交流信号を励磁電流回路７に結合するの
に、既に十分である。誘導電圧信号８のなお一層の処理
のために、必要な評価電子部品は図３に示されてない。
【００２３】図４は過電流保護機能を有する電磁継電器
の回路図を示す。継電器ＲＳの周りに配置された結合ル
ープ１７は、図３に典型的な方法で説明されている。継
電器は、負荷回路４にまたは結合ループ１７に直列に配
置された開閉接点３に基いて作動する。開閉される負荷
を負荷接点１５及び１６に接続することができる。継電
器の開閉接点３が閉じた場合に、負荷電流ＩＬは結合ル
ープ１７を介して流れる。励磁側において継電器の電流
供給は、光学カプラ及び抵抗Ｒ１（１００Ω）を介して
起こる。光学カプラはマイクロコントローラＭＣを介し
て制御される。抵抗Ｒ１において、負荷電流ＩＬに比例
する交流成分ＩＰを有する電圧降下が起こる。結果的
に、継電器ＲＳの励磁巻線２は、同時に負荷電流ＩＬを
検出するためのセンサコイルを構成する。コンデンサＣ
１（１００nＦ）を介して、交流成分ＩＰは励磁電流回
路７の外部に結合され、そして、演算増幅器ＯＰ２にフ
ィードされる。抵抗Ｒ３（５０ｋΩ）及びＲ１（１ｋ
Ω）を使って、わずかなバイアスが生成される。抵抗Ｒ
４（１０ｋΩ）及びＲ５（１００ｋΩ）を介して、負の
帰還が供給される。誘導された交流信号は、演算増幅器
ＯＰ２を介してほぼ１０倍までに増幅された交流信号
は、マイクロコントローラＭＣのＡ／Ｄコンバータの入
力であるピン３にフィードされる。
の回路図を示す。継電器ＲＳの周りに配置された結合ル
ープ１７は、図３に典型的な方法で説明されている。継
電器は、負荷回路４にまたは結合ループ１７に直列に配
置された開閉接点３に基いて作動する。開閉される負荷
を負荷接点１５及び１６に接続することができる。継電
器の開閉接点３が閉じた場合に、負荷電流ＩＬは結合ル
ープ１７を介して流れる。励磁側において継電器の電流
供給は、光学カプラ及び抵抗Ｒ１（１００Ω）を介して
起こる。光学カプラはマイクロコントローラＭＣを介し
て制御される。抵抗Ｒ１において、負荷電流ＩＬに比例
する交流成分ＩＰを有する電圧降下が起こる。結果的
に、継電器ＲＳの励磁巻線２は、同時に負荷電流ＩＬを
検出するためのセンサコイルを構成する。コンデンサＣ
１（１００nＦ）を介して、交流成分ＩＰは励磁電流回
路７の外部に結合され、そして、演算増幅器ＯＰ２にフ
ィードされる。抵抗Ｒ３（５０ｋΩ）及びＲ１（１ｋ
Ω）を使って、わずかなバイアスが生成される。抵抗Ｒ
４（１０ｋΩ）及びＲ５（１００ｋΩ）を介して、負の
帰還が供給される。誘導された交流信号は、演算増幅器
ＯＰ２を介してほぼ１０倍までに増幅された交流信号
は、マイクロコントローラＭＣのＡ／Ｄコンバータの入
力であるピン３にフィードされる。
【００２４】演算増幅器ＯＰ３、ＯＰ４、ダイオードＤ
１及びコンデンサＣ２を使って、誘導電圧信号８の最適
平均値構成が実現される。演算増幅器ＯＰ３及びＯＰ４
は、信号を緩衝するために役割を果す。ダイオードＤ１
を使って、誘導電圧信号８が整流され、コンデンサＣ２
において、整流された電圧が使用できる。そのほかに、
直列抵抗Ｒ７（１００Ω）及び抵抗Ｒ８（５０ｋΩ）が
必要となる。この附加アナログ整流回路を通して得られ
た信号は、マイクロコントローラＭＣのピン８に供給さ
れる。ピン８もマイクロコントローラＭＣのＡ／Ｄコン
バータの入力を構成する。負荷電流ＩＬの周波数が５０
Ｈｚである場合に、典型的な変換時間（４０μｓ）を有
するマイクロコントローラＭＣは、周期毎に５００回ま
での負荷電流ＩＬのピーク値認識の測定を実行するこ
と、あるいはアナログ方法で生成された平均値を評価す
ることができる。ソフトウェアの点からみると、マイク
ロコントローラＭＣは、例えば整流、ピーク値の計算、
傾向の計算、干渉サプレッション、高速フーリエ変換
（ＦＦＴ）、制限値の監視などの機能を実現するため
に、使用されることができる。
１及びコンデンサＣ２を使って、誘導電圧信号８の最適
平均値構成が実現される。演算増幅器ＯＰ３及びＯＰ４
は、信号を緩衝するために役割を果す。ダイオードＤ１
を使って、誘導電圧信号８が整流され、コンデンサＣ２
において、整流された電圧が使用できる。そのほかに、
直列抵抗Ｒ７（１００Ω）及び抵抗Ｒ８（５０ｋΩ）が
必要となる。この附加アナログ整流回路を通して得られ
た信号は、マイクロコントローラＭＣのピン８に供給さ
れる。ピン８もマイクロコントローラＭＣのＡ／Ｄコン
バータの入力を構成する。負荷電流ＩＬの周波数が５０
Ｈｚである場合に、典型的な変換時間（４０μｓ）を有
するマイクロコントローラＭＣは、周期毎に５００回ま
での負荷電流ＩＬのピーク値認識の測定を実行するこ
と、あるいはアナログ方法で生成された平均値を評価す
ることができる。ソフトウェアの点からみると、マイク
ロコントローラＭＣは、例えば整流、ピーク値の計算、
傾向の計算、干渉サプレッション、高速フーリエ変換
（ＦＦＴ）、制限値の監視などの機能を実現するため
に、使用されることができる。
【００２５】マイクロコントローラＭＣは、例えば規定
された制限値以上の電流を測定する場合に、例えば継電
器を非活動化にすることが可能であるため、よって、継
電器の過電流保護を実現することができる。ハードウェ
アのサイドにおいて、自動的に非活動化にすることが提
供されてない。抵抗Ｒ９及び赤外線受信器（ｒｅｃｅｉ
ｖｅｒ）Ｔ１を通って、マイクロコントローラＭＣは、
赤外線入力及び制御コンピュータとのインタフェースを
それぞれ有し、また、抵抗Ｒ１０及び赤外線ダイオード
Ｄ２を介して、マイクロコントローラＭＣは、赤外線出
力インタフェースを有する。これによって、制限値を設
定し、電流データをホストコンピュータに転送すること
が容易にできる。マイクロコントローラＭＣのピン６
は、それに接続されている附加の発光ダイオードを有
し、その発光ダイオードを介して例えば干渉信号が発生
される。赤外線受信器Ｔ１及びダイオードＤ２によって
実現された光学インタフェースが、光学的な転送および
受信素子を介しても、パーソナルコンピュータ（ＰＣ）
の通常のＲＳ２３２インタフェースに接続されることが
容易にできる。
された制限値以上の電流を測定する場合に、例えば継電
器を非活動化にすることが可能であるため、よって、継
電器の過電流保護を実現することができる。ハードウェ
アのサイドにおいて、自動的に非活動化にすることが提
供されてない。抵抗Ｒ９及び赤外線受信器（ｒｅｃｅｉ
ｖｅｒ）Ｔ１を通って、マイクロコントローラＭＣは、
赤外線入力及び制御コンピュータとのインタフェースを
それぞれ有し、また、抵抗Ｒ１０及び赤外線ダイオード
Ｄ２を介して、マイクロコントローラＭＣは、赤外線出
力インタフェースを有する。これによって、制限値を設
定し、電流データをホストコンピュータに転送すること
が容易にできる。マイクロコントローラＭＣのピン６
は、それに接続されている附加の発光ダイオードを有
し、その発光ダイオードを介して例えば干渉信号が発生
される。赤外線受信器Ｔ１及びダイオードＤ２によって
実現された光学インタフェースが、光学的な転送および
受信素子を介しても、パーソナルコンピュータ（ＰＣ）
の通常のＲＳ２３２インタフェースに接続されることが
容易にできる。
【００２６】継電器の負荷接点においての摩耗を減らす
ため、本発明によって、マイクロコントローラＭＣを使
って、負荷電流ＩＬの電流ゼロ交差点を検出すること、
また、この電流ゼロ交差点において、負荷電流ＩＬを都
合よくターンオフすることが容易にできる。
ため、本発明によって、マイクロコントローラＭＣを使
って、負荷電流ＩＬの電流ゼロ交差点を検出すること、
また、この電流ゼロ交差点において、負荷電流ＩＬを都
合よくターンオフすることが容易にできる。
【００２７】
【発明の効果】上述したような本発明の利点は、過負荷
あるいは短絡から、負荷回路が継電器を保護するための
附加構成要素を必要としないことにある。継電器の構造
的なデザインに関しては、負荷電流の電界が励磁コイル
に結合されることができるように、負荷電流端子あるい
は負荷回路の幾何的な配置をそれぞれ取り計らうことだ
けが必要になる。本発明による継電器のもう１つの利点
は、励磁電流回路と負荷電流回路との電気絶縁が維持さ
れることにある。
あるいは短絡から、負荷回路が継電器を保護するための
附加構成要素を必要としないことにある。継電器の構造
的なデザインに関しては、負荷電流の電界が励磁コイル
に結合されることができるように、負荷電流端子あるい
は負荷回路の幾何的な配置をそれぞれ取り計らうことだ
けが必要になる。本発明による継電器のもう１つの利点
は、励磁電流回路と負荷電流回路との電気絶縁が維持さ
れることにある。
【図１】本発明に係る継電器の基本の回路配置を示すブ
ロック図である。
ロック図である。
【図２】負荷電流に誘導された交流成分を加えた励磁電
流のオシログラムを示す図である。
流のオシログラムを示す図である。
【図３】結合ループを有する本発明に係る継電器を示す
図である。
図である。
【図４】過電流保護継電器を示す回路図である。
１ 電磁システム ２ 励磁巻線（励磁コイル） ３ 開閉接点 ４ 負荷回路 ５ 導体セクション ６ 電子ユニット ７ 励磁電流回路 ８ 電圧信号（誘導電圧信号） ９ コンデンサ １０ 増幅器 １１ マイクロプロセッサ １２ 端子 １３ 端子 １４ 端子 １５ 負荷接点 １６ 負荷接点 １７ 結合ループ ＩＥ 励磁電流 ＩＬ 負荷電流 ＩＰ 交流成分 ＲＳ 継電器
Claims (12)
- 【請求項１】 励磁巻線（２）を有する電磁システム
（１）と、 前記電磁システム（１）に操作されるように適合される
負荷回路（４）における開閉接点（３）と、 前記励磁巻線（２）に対して、継電器の応答に基いて負
荷電流が流れることにより、前記励磁巻線（２）におけ
る電圧信号（８）が誘導されるように配置され、且つ前
記負荷回路（４）内に在る少なくとも1つの導体セクシ
ョン（５）と、 前記電圧信号（８）を評価すると共に励磁電流回路
（７）に基いて作動する電子ユニット（６）とを備える
ことを特徴とする電気機械式継電器。 - 【請求項２】 前記導体セクション（５）は前記励磁巻
線（２）に巻かれた補助巻線である請求項１に記載の電
気機械式継電器。 - 【請求項３】 前記導体セクション（５）は結合ループ
（１７）である請求項１に記載の電気機械式継電器。 - 【請求項４】 前記電子ユニット（６）は継電器のハウ
ジングの内部に配置されている請求項１に記載の電気機
械式継電器。 - 【請求項５】 前記電子ユニット（６）は継電器のハウ
ジングに差し込み可能に取り付けられたように適合され
るモジュールに収容されている請求項１に記載の電気機
械式継電器。 - 【請求項６】 前記電子ユニット（６）は継電器のキャ
ップの外側に配置される請求項１に記載の電気機械式継
電器。 - 【請求項７】 前記継電器のキャップはＭＩＤ方法（成
形相互連結技術）を用いて成形することによって作り出
され、また、導電性トラックはこのように作られたキャ
ップの上に配置される請求項６に記載の電気機械式継電
器。 - 【請求項８】 前記継電器のキャップは少なくとも部分
的に電気メッキされ、また、導電性トラックはレーザあ
るいはエッチングによって形成される請求項６に記載の
電気機械式継電器。 - 【請求項９】 前記電子ユニット（６）は、調整可能な
負荷電流閾値を超えた場合に、継電器の前記励磁電流回
路（７）を電子的に遮断する請求項１乃至８のいずれか
に記載の電気機械式継電器。 - 【請求項１０】 前記電子ユニット（６）は、負荷電流
の電流ゼロ交差点に、負荷電流をターンオフする請求項
９に記載の電気機械式継電器。 - 【請求項１１】 前記電子ユニット（６）は、コンデン
サ（９）によって前記励磁電流回路（７）の外部に結合
され、増幅器（１０）によって増幅された誘導電圧信号
（８）を処理するマイクロプロセッサ（１１）である請
求項１乃至１０のいずれかに記載の電気機械式継電器。 - 【請求項１２】 前記電子ユニット（６）は、光学イン
タフェースを介して、前記励磁電流回路（７）に結合さ
れ、また、前記励磁電流回路（７）に基いて作動するよ
うに適合される請求項１１に記載の電気機械式継電器。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE19963504A DE19963504C1 (de) | 1999-12-28 | 1999-12-28 | Relais mit Überstromschutz |
| DE19963504.8 | 1999-12-28 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001190021A true JP2001190021A (ja) | 2001-07-10 |
Family
ID=7934829
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000400352A Pending JP2001190021A (ja) | 1999-12-28 | 2000-12-28 | 過電流保護継電器 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US20010026428A1 (ja) |
| EP (1) | EP1113558A3 (ja) |
| JP (1) | JP2001190021A (ja) |
| DE (1) | DE19963504C1 (ja) |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2939204B1 (fr) * | 2008-12-01 | 2011-03-11 | Actaris Sas | Dispositif de mesure de courant electrique et compteur electrique |
| DE102011052003B4 (de) | 2011-07-20 | 2022-06-15 | Te Connectivity Germany Gmbh | Schaltvorrichtung mit Überlastsicherungsvorrichtung und einem ersten und einem zweiten Betätigungsorgan |
| DE102012106922A1 (de) * | 2012-07-30 | 2014-01-30 | Eaton Electrical Ip Gmbh & Co. Kg | Vorrichtung zum Regeln des elektromagnetischen Antriebs eines Schaltgeräts, insbesondere eines Schützes |
| DE102012111968B4 (de) | 2012-12-07 | 2022-12-15 | Sick Ag | Sensor und ein Verfahren zur Herstellung des Sensors |
| DE102013225732B4 (de) * | 2013-12-12 | 2023-08-17 | Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft | Hochvolt-Sicherung für Fahrzeuge |
| FR3102293B1 (fr) * | 2019-10-16 | 2021-11-12 | Legrand France | Appareil de protection d’une installation électrique en courant alternatif |
| FR3102292B1 (fr) * | 2019-10-16 | 2021-11-05 | Legrand France | Appareil de protection d’une installation électrique en courant alternatif |
| US11693035B2 (en) | 2020-08-10 | 2023-07-04 | Abl Ip Holding Llc | Sensing electrical characteristics via a relay coil |
Family Cites Families (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4803589A (en) * | 1986-01-20 | 1989-02-07 | Siemens Aktiengesellschaft | Electromagnetic relay |
| IT1226237B (it) * | 1988-07-08 | 1990-12-27 | Bassani Spa | Attuatore elettromagnetico del tipo rele' |
| DE4011049A1 (de) * | 1990-04-05 | 1991-10-10 | Tenova Gmbh | Anordnung zum erkennen der schaltstellungen von bistabilen relais |
| DE4244121A1 (de) * | 1992-12-24 | 1994-07-07 | Hella Kg Hueck & Co | Schaltungsanordnung mit einem elektromagnetischen Relais |
| US5659453A (en) * | 1993-10-15 | 1997-08-19 | Texas A&M University | Arc burst pattern analysis fault detection system |
| EP0829939B1 (de) * | 1996-09-11 | 2004-07-28 | Tyco Electronics Logistics AG | Schaltungsanordnung mit Überlastschutz für ein Relais |
| DE19636932C1 (de) * | 1996-09-11 | 1998-01-02 | Siemens Ag | Relais mit Überlastschutz |
| DE29720249U1 (de) * | 1997-11-14 | 1998-01-22 | Siemens Ag | Elektromagnetisches Relais mit Schmelzsicherung |
| DE19753852A1 (de) * | 1997-12-04 | 1999-06-17 | Siemens Ag | Elektromagnetisches Relais |
| US5936817A (en) * | 1998-05-11 | 1999-08-10 | Eaton Corporation | Electrical switching apparatus employing a circuit for selectively enabling and disabling a close actuator mechanism |
| JP3498055B2 (ja) * | 1998-08-28 | 2004-02-16 | ゼネラル・エレクトリック・カンパニイ | 電力変成器機能及び即時引外し機能を果す装置 |
-
1999
- 1999-12-28 DE DE19963504A patent/DE19963504C1/de not_active Expired - Lifetime
-
2000
- 2000-12-22 US US09/747,205 patent/US20010026428A1/en not_active Abandoned
- 2000-12-27 EP EP00128572A patent/EP1113558A3/de not_active Withdrawn
- 2000-12-28 JP JP2000400352A patent/JP2001190021A/ja active Pending
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| DE19963504C1 (de) | 2001-10-18 |
| EP1113558A2 (de) | 2001-07-04 |
| US20010026428A1 (en) | 2001-10-04 |
| EP1113558A3 (de) | 2005-08-24 |
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