JP2004527993A - 負荷用の開閉機器ユニット、特に電動機始動器 - Google Patents

Abstract

本発明の開閉機器ユニット（２）、特に電動機始動器は、電磁接触器（４）および短絡保護手段としての遮断器（６）を備える。開閉機器ユニット（２）に付加的に備えられる過負荷保護機能は遮断器（４）から分離して構成された過負荷リレー（１２，１６）内に組込まれる。その構成部品（１６）は、好ましくは電磁接触器（４）および遮断器（６）を標準構成ユニットとして配置することによって支持体（８）上に形成される自由空間（１８，２０）内に延びる。それにより、低コストで空間節約型の開閉機器ユニット（２）の構成が可能になる。

Description

【技術分野】
【０００１】
本発明は、負荷を運転に応じて開閉するための開閉ユニットと、短絡保護機能および過負荷保護機能とを備えた、負荷用の開閉機器ユニット、特に電動機始動器（モータスタータ）に関する。
【０００２】
開閉機器ユニットは一般に負荷分岐装置とも呼ばれ、通常、配電盤の中の規格化されたＤＩＮレール（取付けレール）上に他の負荷分岐装置と並べて配置される。配電盤内に配置された負荷分岐装置はそれぞれの要求に対応可能とするためにモジュール構造で構成される。この種の負荷分岐装置は特に工業設備技術において大電流および高電圧の制御および開閉のために設けられる。特に開閉機器ユニットを用いて多相交流電動機が駆動される。その場合、開閉機器ユニットは電動機始動器とも呼ばれる。
【０００３】
電動機始動器の開閉機器ユニットは通常、電動機を保護するために３つの機能を備える。第１の機能は運転に応じて電動機を開閉するための機能であり、固有の標準構成ユニット、通常はいわゆる電磁接触器によって実現される。電磁接触器は運転に応じて繰り返される大電流の投入および遮断を行うために構成される。さらに開閉機器ユニット内には遮断器と呼ばれる標準構成ユニット内に短絡保護機能および過負荷保護機能が組込まれる。遮断器は短絡発生時および大電流発生時に負荷を系統から分離する。両標準構成ユニットは共通の支持体上に並置され、開閉機器ユニットを形成する。
【０００４】
国際公開第９９／２３７３７号パンフレットにより、電磁接触器および遮断器をそれぞれ独立構成ユニットとして内蔵した上記の型の開閉機器ユニットが知られている。この構成ユニットは電子部品を有するプリント配線板が組込まれる中間支持体上に配置される。この電子部品およびバスシステムを介して開閉機器ユニットを駆動することができる。特に２つのバスシステム、すなわち信号交換用データバスおよびエネルギー供給用エネルギーバスが設けられている。標準仕様の構成ユニットとして構成された電磁接触器および遮断器の代わりに電子回路が提案されている。しかし、この電子回路は電気機械的な構成ユニットとして構成された電磁接触器および遮断器に比較して、非常に大きな電流を開閉するのにはあまり適しておらず、または非常にコスト高であり、高価なものとなる。
【０００５】
本発明の課題は、できるだけ簡単に構成できかつ安価な開閉機器ユニットを提供することである。
【０００６】
この課題は本発明により請求項１に記載の構成によって解決される。請求項１に記載の構成によれば、開閉機器ユニットに対して、特に電動機始動器に対して、運転に応じた開閉機能、短絡保護機能および過負荷保護機能が設けられ、これらの各機能が独立の機能ユニット内で実現される。その場合、運転に応じた開閉は開閉ユニット、特に電磁接触器によって実現され、短絡保護機能は遮断器によって実現され、また過負荷保護機能は遮断器から分離して構成された過負荷リレーによって実現される。
【０００７】
通常行われているように、過負荷保護機能および短絡保護機能は従来型の遮断器内に組込まれる。短絡保護機能および過負荷保護機能を確実に保証するために、遮断器は各遮断電流に対して特別に設計されなければならない。なお、遮断電流とは開閉機器ユニットが設計されている電流である。これは、例えば０と２５Ａの間の遮断電流領域に対してほぼ２０倍の異なる値に設計された異なる遮断器が必要になることを意味する。これは相当のコスト高につながり、適当な遮断器の選択の際に相当な慎重さを必要とする。
【０００８】
本発明によれば、短絡保護機能と過負荷保護機能とを分離することによって明らかな簡単化を達成することができる。特に過負荷保護機能はもはや遮断器内に組込まれる必要がなくなり、遮断器は第一に短絡保護機能用として設計可能になる。それにより遮断器はその構造が明らかに簡単になり、従って安価に構成でき、さらにより一層広い電流領域に対しても適用可能になる。過負荷リレーで実現される過負荷保護機能も短絡保護機能から分離することによって比較的簡単に設計可能になる。
【０００９】
好ましくは、過負荷リレーは特に変流器を備えた電子過負荷リレーとして構成される。この変流器は監視すべき導体の周りに電流測定コイルの形で配置され、導体に電流が流れることによって発生される磁界を検知する。変流器に接続された電子式評価回路が磁界の検知に基づいて導体を流れる電流を求める。この原理に基づいて電子過負荷リレーは非常に大きな電流領域に対して適用可能になる。いかほどの電流値が過負荷リレーを作動させるかの決定は電子回路を介して行われ、ほぼ任意に設定することができる。
【００１０】
開閉機器ユニットをできるだけ安価にかつできるだけコンパクトに構成できるようにするために、開閉ユニットおよび遮断器が標準構成部品として設計され、支持体上に配置されて自由空間を形成すると好ましい。過負荷リレーの少なくとも１つの構成部品はその自由空間内に延びる。この構成により、開閉機器ユニットに必要な構造空間が僅かに保たれ、これによって配電盤内の所要スペースが減少し、かつ組込みコストが減少する。
【００１１】
安価な構成のために、開閉ユニット（電磁接触器）および遮断器用の標準構成ユニットを使用することにより特別な利点が得られる。この種の標準構成ユニットは通常その下側にＤＩＮレール（取付けレール）に取付けるための空所を備えており、この空所が自由空間を形成し、この自由空間内に構成部品が好ましくは挿入される。それに対して電磁接触器と遮断器との間には通常中間空間が形成され、この中間空間が同様に好ましくは過負荷リレーの構成部品を配置するための自由空間として用いられる。
【００１２】
特に変流器が自由空間内に延びると好ましい。というのは、変流器はコイルとしての構成に基づいて極めて大きな構造空間を要求するからである。過負荷リレーにおいては、電流系統の各相に対して固有の変流器が設けられる。その変流器は例えば開閉ユニット（電磁接触器）の空所および遮断器の空所に分散配置されるか、開閉ユニット（電磁接触器）と遮断器との間に形成された中間空間内に配置される。
【００１３】
好ましくは、コンパクトな配置のために、自由空間内に延びる構成部品は支持体上に配置され、その支持体上には電磁接触器および遮断器も取付けられる。
【００１４】
特に好ましい構成においては、過負荷リレーの構成部品が支持体によって保持されたプリント配線板上に配置される。特にプリント配線板は同時にバス電子部品を支持し、それにより開閉機器ユニットがバスシステムに接続されるように構成される。電子過負荷リレーをプリント配線板に組込むことにより、特に効率的に所要スペースが最小化され、製造コストが安価に保たれる。なぜなら、最近の開閉機器ユニットにおいて今日すでにバス電子回路用として通常用いられるプリント配線板を電子的機能性に関して僅かに拡張するだけで済むからである。これはプリント配線板製造時の高い自動化率によって僅かな追加費用しか必要としない。それにはかなりの節約を伴う。というのは、一方では遮断器は過負荷保護機能なしに単純化して構成され、もっと大きい電流領域に対して標準的に利用できるからである。同時に他方では、自由空間内に延びる変流器とともにプリント配線板への電子過負荷リレーの組込みによって、非常に小さな構造容積を達成することができ、この非常に小さな構造容積によって開閉機器ユニットの組込みに対する費用が付加的に僅かになる。
【００１５】
次に、図面に示す図１を参照して本発明の一実施例を詳細に説明する。
【００１６】
開閉機器ユニット２は、標準構成ユニットとして構成された、運転に応じた開閉の機能を果たす開閉ユニットとしての電磁接触器４を含んでいる。さらに同様に短絡保護機能のための標準構成ユニットとして遮断器６が設けられている。電磁接触器４および遮断器６はほぼＬ字状に構成された支持体８上に配置できるように設けられている。支持体８は通常配電盤の中のＤＩＮレール（取付けレール）上にスナップ結合またはプッシュオン結合ができるように設けられる。
【００１７】
多数の電子部品１２および接続ピン１４を支持するプリント配線板１０が支持体８の底部に組込まれている。プリント配線板１０には、開閉機器ユニット２がバスシステムに接続され得るように特にバス電子部品が組込まれている。バスシステムは例えば信号を伝送するための信号バスおよび／または開閉機器ユニット２にエネルギーを供給するためのエネルギーバスである。
【００１８】
今や本発明によれば、過負荷保護機能は遮断器６から分離して実現されるように構成される。そのため、過負荷保護機能は特に電流系統の各相導体に変流器１６を備えた電子過負荷リレーによって実現される。さらに電子過負荷リレーには、プリント配線板１０上に配置された電子部品１２のいくつかが属している。変流器１６は電流測定コイルとして構成され、電流を通流させる相導体によって発生される磁界を検出するのに用いられる。変流器１６の信号から電子部品１２によってその都度の電流値が検知される。
【００１９】
標準構成ユニットとして構成された電磁接触器４および遮断器６を用いることにより、電磁接触器４および遮断器６はその下側にＤＩＮレール上へ配置するための空所１８をそれぞれ持っている。電磁接触器４および遮断器６を支持体８上に配置すると、構造に起因してこれらの両構成ユニット（電磁接触器４および遮断器６）間に中間空間２０が形成される。空所１８および中間空間２０は構造に起因する自由空間を形成する。
【００２０】
存在するこの自由空間を有意義に利用するために、変流器１６がこの自由空間内に延びている。本実施例では、遮断器６の空所１８内に挿入された２つの変流器１６が示されている。それとは異なり、変流器は電磁接触器４の空所１８、遮断器６の空所１８および中間空間２０に分割して配置したり、中間空間２０内にのみ又は電磁接触器４の空所１８内にのみ配置することもできる。
【００２１】
構造に起因して生じる自由空間の有効利用により、開閉機器ユニット２のための所要スペースが全体として非常に僅かに保たれる。それにより、僅かな構造容積が達成され、配電盤内の所要スペース、従って組込み費用が僅かに保たれる。さらに、遮断器６から分離されたユニットすなわち電子過負荷リレーの中に過負荷保護機能を組込むことによって遮断器の簡単化が可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】極めて簡略化した開閉機器ユニットの斜視図である。
【符号の説明】
【００２３】
２ 開閉機器ユニット
４ 電磁接触器
６ 遮断器
８ 支持体
１０ プリント配線板
１２ 電子部品
１４ 接続ピン
１６ 変流器
１８ 空所
２０ 中間空間

Claims (9)

1. 負荷を運転に応じて開閉するための開閉ユニット（４）と、短絡保護機能および過負荷保護機能とを備えた、負荷用の開閉機器ユニット（２）、特に電動機始動器において、短絡保護機能は遮断器（６）内に組込まれ、過負荷保護機能は遮断器（６）から分離して構成された過負荷リレー（１２，１６）内に組込まれていることを特徴とする開閉機器ユニット。
2. 過負荷リレーは電子過負荷リレー（１２，１６）として構成されていることを特徴とする請求項１記載の開閉機器ユニット。
3. 開閉ユニット（４）および遮断器（６）は標準構成部品として構成され、支持体（８）上に配置されて自由空間（１８，２０）を形成し、過負荷リレー（１２，１６）の少なくとも１つの構成部品（１６）は自由空間（１８，２０）内に延びていることを特徴とする請求項１又は２記載の開閉機器ユニット。
4. 遮断器（６）および開閉ユニット（４）はその下側にそれぞれ取付けレールへの取付けのために設けられた空所（１８）を備え、構成部品（１６）は空所（１８）の少なくとも１つの中に嵌り込んでいることを特徴とする請求項３記載の開閉機器ユニット。
5. 遮断器（６）および開閉ユニット（４）は並置されて中間空間（２０）を形成し、この中間空間（２０）の中に構成部品（１６）または他の構成部品（１６）が延びていることを特徴とする請求項３又は４記載の開閉機器ユニット。
6. 過負荷リレー（１２，１６）は自由空間（１８，２０）内に延びる変流器（１６）を備えていることを特徴とする請求項２乃至５の１つに記載の開閉機器ユニット。
7. 過負荷リレーの構成部品（１２，１６）は支持体（８）上に配置されていることを特徴とする請求項３乃至６の１つに記載の開閉機器ユニット。
8. 過負荷リレーの構成部品（１２，１６）は支持体（８）によって保持されたプリント配線板（１０）上に配置されていることを特徴とする請求項３乃至７の１つに記載の開閉機器ユニット。
9. プリント配線板（１０）はバス電子部品（１２）を支持していることを特徴とする請求項６記載の開閉機器ユニット。