WO2006069931A1 - Low-voltage power circuit breaker and method for preventing contact consumption in the same - Google Patents

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WO2006069931A1
WO2006069931A1 PCT/EP2005/056915 EP2005056915W WO2006069931A1 WO 2006069931 A1 WO2006069931 A1 WO 2006069931A1 EP 2005056915 W EP2005056915 W EP 2005056915W WO 2006069931 A1 WO2006069931 A1 WO 2006069931A1
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low
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circuit breaker
semiconductor switching
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PCT/EP2005/056915
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Dirk Hertz
Bernhard Streich
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Siemens Aktiengesellschaft
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    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H9/00—Details of switching devices, not covered by groups H01H1/00 - H01H7/00
    • H01H9/54—Circuit arrangements not adapted to a particular application of the switching device and for which no provision exists elsewhere
    • H01H9/541—Contacts shunted by semiconductor devices
    • H01H9/542—Contacts shunted by static switch means

Definitions

  • the present invention relates to a method for Vermei ⁇ of contact wear in low-voltage circuit breakers according to the preamble of claim 1 and a entspre ⁇ sponding low-voltage circuit breaker according to the preamble of the 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 engine, so as to achieve, for example, a smooth start of the three-phase motor or to avoid the high start-up currents and torques occurring with direct ⁇ turn 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 components 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. After the soft start during nominal operation which then ⁇ be switched semiconductor switching devices are bridged by the then switched-on electro-mechanical switching devices.
  • the power unit and thus the low-voltage switching device can be made smaller overall.
  • Object of the present invention is a voltage circuit breakers pondered by günsti ⁇ geres method for preventing contact burning in low and to provide a corresponding NIE derhards orientalsschalter.
  • FIG. 1 shows schematically the switching devices of a power section of a three-pole low-voltage circuit breaker for operating a motor
  • FIG 3 diagrams with the time course of the individual signals.
  • 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 Ll, L2 and L3 of the power supply switchable.
  • the semiconductor switching devices 10 each consist of two antiparallel-connected thyristors. These are controlled by means of a control device , not shown here, in such a way that a gentle starting of the three-phase motor M is achieved via a phase control. Is completed ⁇ ser soft start, i.e., the AC motor has reached its rated speed for the operation, is connected in parallel to the controllable semiconductor switching devices 10 electromechanical switching means 20 are closed and the semiconductor switching devices 10th Characterized in that the current flow L in the individual phases Ll, L2 and L3 then passes to the electromechanical switching device 20 is achieved that the power loss is reduced in Nennbe ⁇ drive the soft starter.
  • the inventive method now recognizes in a first step whether there is a start and / or end time of an on / off signal for closing and / or opening the electromechanical switching devices 20. If this is the case, an oscillating control signal S2 is generated in a second step for a predetermined period of time.
  • the Steuersig ⁇ nal is designed so that the Halbleiterschaltein ⁇ directions 10 are turned on several times consecutively within this period.
  • the current flow from the arcs is deflected onto the semiconductor switching devices so that the arcs are extinguished.
  • the repeated successive ignition is also avoided that also the resulting as a result of the bouncing successive, again and again emerging arcs are repeatedly erased.
  • the oszillie ⁇ -saving control signal S2 is preferably first after the start (TE) and / or end time point (ta) of the on / off signal Sl and before
  • it may be generated simultaneously with the control signal S 1, that is to say at the switch-on time t 1 and the switch-off time t a.
  • the actual current flow L is delayed by these electro ⁇ mechanical switching devices.
  • the electromechanical switching devices typically first open or close approximately 20 ms after the ON or OFF operation.
  • 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.
  • the signal S2 is generated for about 60 ms.
  • the control signal S2 oscillates after generation with a period T of lOO ⁇ s to 500 ⁇ s and at least approximately rectangular pulses having a pulse width tp from lO ⁇ 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 Bauelemen ⁇ te for controlling the Zündübertragers not overloaded who ⁇ 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 recognized start and / or end times a, lasting for a predetermined period of time, oszil ⁇ lierendes 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 filling exactly the principles of the present invention result, namely as effectively and inexpensively Moegli ⁇ chhold occurring arcs to stop to contact ⁇ burnup to avoid.
  • the oscillating ⁇ de control signal S2 not be as shown in FIG 3, a periodically recurring with a period of T signal.
  • 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.

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  • Keying Circuit Devices (AREA)
  • Driving Mechanisms And Operating Circuits Of Arc-Extinguishing High-Tension Switches (AREA)

Abstract

The invention relates to a method for preventing contact consumption in low-voltage power circuit breakers with at least one controllable semiconductor switching device and with at least one electromechanical switching device connected in parallel to the semiconductor switching device. In a first step, a starting and/or ending time of a switching on/off signal (S1) for closing and/or opening the at least one electromechanical switching device are/is recognized. In another step, an oscillating control signal (S2) for the repeated successive switching on of the at least one semiconductor switching device is generated for a predetermined period of time. The invention also relates to a low-voltage power circuit breaker with appropriate means for carrying out the method and to a use of the method and of the low-voltage power circuit breaker for soft starters for operating rotary current motors.

Description

Beschreibungdescription
Niederspannungsleistungsschalter und Verfahren zum Vermeiden von Kontaktabbrand in denselbenLow voltage circuit breaker and method for avoiding contact erosion therein
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Vermei¬ den von Kontaktabbrand in Niederspannungsleistungsschaltern gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1, sowie einen entspre¬ chenden Niederspannungsleistungsschalter gemäß dem Oberbeg- riff des Anspruchs 5.The present invention relates to a method for Vermei ¬ of contact wear in low-voltage circuit breakers according to the preamble of claim 1 and a entspre ¬ sponding low-voltage circuit breaker according to the preamble of the 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 direk¬ tem 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 engine, so as to achieve, for example, a smooth start of the three-phase motor or to avoid the high start-up currents and torques occurring with direct ¬ turn 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 Niederspannungsleistungs- schaltern weisen deshalb in den zu schaltenden Phasen ent- sprechende 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 Halbleiterschaltein- richtungen geschaltete elektromechanische Schalteinrichtungen auf. Nach dem Sanftanlauf werden im Nennbetrieb die dann ausge¬ schalteten 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.Power components 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. After the soft start during nominal operation which then ¬ be switched semiconductor switching devices are bridged by the then switched-on electro-mechanical switching devices. 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 Kontaktflä- chen 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 Nieder- spannungsleistungsschaltern.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 Lichtbogenlösch¬ einrichtungen zum Löschen solcher Lichtbögen vorzusehen. Zu- dem 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 ¬ facilities 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 kostengünsti¬ geres Verfahren zum Vermeiden von Kontaktabbrand in Nieder- spannungsleistungsschaltern sowie einen entsprechenden Nie- derspannungsleistungsschalter anzugeben.Object of the present invention is a voltage circuit breakers kostengünsti ¬ geres method for preventing contact burning in low and to provide a corresponding NIE derspannungsleistungsschalter.
Diese Aufgabe wird gelöst durch das Verfahren mit den Merkma¬ len des Anspruchs 1, sowie durch den Niederspannungsleis- tungsschalter mit den Merkmalen des Anspruchs 5. Dadurch, dass erfindungsgemäß in einem Niederspannungsleis- tungsschalter mit zumindest einer steuerbaren Halbleiterschalteinrichtung und zumindest einer, zur Halbleiterschalt¬ einrichtung 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 End¬ zeitpunkt eines Ein-/Ausschaltsignals zum Schließen und/oder Öffnen der zumindest einen elektromechanischen Schalteinrichtung erkannt wird, kann ein in der elektromechanischen Schalteinrichtung entstehender Schaltlichtbogen nahezu unver- zögert 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.This object is achieved by the method with the Merkma ¬ len of claim 1, as well as by the low-voltage power switch with the features of claim 5. Because according to the invention in a Niederspannungsleis- tung switch with at least one controllable semiconductor switch means and at least one, to the semiconductor switching ¬ device connected in parallel, electro-mechanical switching device a, a predetermined time period lasting, oscillating control signal for the repeated successive switching on of the at least generates a semiconductor switching device 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 on 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 erfin¬ dungsgemäße Verfahren insgesamt die Lebensdauer von Nieder- spannungsleistungsschaltern 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, by the inventive apparatus and the process according OF INVENTION ¬ dung total voltage circuit breakers are increased the life span of low. 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 Weiterbil¬ dungen der Erfindung sind den Unteransprüchen zu entnehmen. Die Erfindung sowie vorteilhafte Ausführungsbeispiele dersel¬ ben werden im Weiteren anhand der nachfolgenden Figuren näher beschrieben. Es zeigen:Further advantageous embodiments and preferred Weitererbil ¬ tions of the invention can be found in the dependent claims. The invention and advantageous embodiments dersel ¬ ben will be described in more detail below with reference to the following figures. Show it:
FIG 1 schematisch die Schalteinrichtungen eines Leistungsteils eines dreipoligen Niederspannungsleis- tungsschalters zum Betreiben eines Motors,1 shows schematically the switching devices of a power section of a three-pole low-voltage circuit breaker for operating a motor,
FIG 2 Blockschaltbild der erfindungsgemäßen Vorrichtung, FIG 3 Diagramme mit dem zeitlichen Verlauf der einzelnen Signale.2 block diagram of the device according to the invention, FIG 3 diagrams with 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 Schalt¬ einrichtungen 10 und 20 ist der Motor M mit den drei Phasen Ll, 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 Ll, L2 and L3 of the power supply switchable.
Die Halbleiterschalteinrichtungen 10 bestehen dabei aus je- weils zwei antiparallel geschalteten Thyristoren. Diese wer¬ den über eine, hier nicht näher dargestellte Steuereinrichtung so angesteuert, dass über einen Phasenanschnitt ein sanfter Anlauf des Drehstrommotors M erreicht wird. Ist die¬ ser 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 Ll, L2 und L3 dann auf die elektromechanische Schalteinrichtung 20 übergeht wird erreicht, dass die Verlustleistung im Nennbe¬ trieb des Sanftstarters verringert wird.The semiconductor switching devices 10 each consist of two antiparallel-connected thyristors. These are controlled by means of a control device , not shown here, in such a way that a gentle starting of the three-phase motor M is achieved via a phase control. Is completed ¬ ser soft start, i.e., the AC motor has reached its rated speed for the operation, is connected in parallel to the controllable semiconductor switching devices 10 electromechanical switching means 20 are closed and the semiconductor switching devices 10th Characterized in that the current flow L in the individual phases Ll, L2 and L3 then passes to the electromechanical switching device 20 is achieved that the power loss is reduced in Nennbe ¬ drive the soft starter.
Wie eingangs erwähnt entstehen bei diesem Einschalten, aber auch beim späteren Ausschalten der elektromechanischenAs mentioned above arise at this switching, but also when later off the electromechanical
Schalteinrichtungen 20 an diesen Lichtbögen, die zu einer Re- duzierung der Lebensdauer des Niederspannungsleistungsschal- ters führen.Switching devices 20 on these arcs, which lead to a Re- reduce the life of the low-voltage circuit breaker.
Zur Vermeidung eines solchen Kontaktabbrands wird bei dem er- findungsgemäßen Verfahren nun in einem ersten Schritt erkannt, ob ein Start- und/oder ein Endzeitpunkt eines Ein-/ Ausschaltsignals zum Schließen und/oder Öffnen der elektrome- chanischen Schalteinrichtungen 20 vorliegt. Ist dies der Fall wird in einem zweiten Schritt für eine vorbestimmte Zeitdauer ein oszillierendes Steuersignal S2 generiert. Das Steuersig¬ nal ist dabei so ausgebildet, dass die Halbleiterschaltein¬ richtungen 10 innerhalb dieser Zeitdauer mehrmalig aufeinander folgend eingeschaltet werden. Durch dieses Zünden und da¬ mit 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 Lichtbö- gen immer wieder gelöscht werden.In order to avoid such contact erosion, the inventive method now recognizes in a first step whether there is a start and / or end time of an on / off signal for closing and / or opening the electromechanical switching devices 20. If this is the case, an oscillating control signal S2 is generated in a second step for a predetermined period of time. The Steuersig ¬ nal is designed so that the Halbleiterschaltein ¬ directions 10 are turned on several times consecutively within this period. As a result of this ignition and because of the semiconductor switching devices being driven through, the current flow from the arcs is deflected onto the semiconductor switching devices so that the arcs are extinguished. By the repeated successive ignition is also avoided that also the resulting as a result of the bouncing successive, again and again emerging arcs are repeatedly erased.
Der zeitliche Ablauf der einzelnen Signale ist beispielhaft in FIG 3 dargestellt. Vorzugsweise wird dabei das oszillie¬ rende Steuersignal S2 nach dem Start- (te) und/oder Endzeit- punkt (ta) des Ein-/Ausschaltsignals Sl und vor dem erstenThe timing of the individual signals is shown by way of example in FIG. Here, the oszillie ¬-saving control signal S2 is preferably first after the start (TE) and / or end time point (ta) of the on / off signal Sl and before
Schließen und/oder Öffnen der zumindest einen elektromechani- schen Schalteinrichtung 20 generiert. Insbesondere kann es so wie in FIG 3 angedeutet gleichzeitig mit dem Steuersignal Sl, das heißt zu dem Einschaltzeitpunkten te und dem Ausschalt- Zeitpunkt ta erzeugt werden.Closing and / or opening of the at least one electromechanical switching device 20 generated. In particular, as indicated in FIG. 3, it may be generated simultaneously with the control signal S 1, that is to say at the switch-on time t 1 and the switch-off time t a.
Aufgrund der Trägheit der elektromechanischen Schalteinrichtungen ist der eigentliche Stromfluss L durch diese elektro¬ mechanischen Schalteinrichtungen verzögert. Das heißt, dass typischerweise erst ca. 20 ms nach dem Ein oder Ausschaltbe¬ fehl 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 electro ¬ mechanical switching devices. This means that the electromechanical switching devices typically first open or close approximately 20 ms after the ON or OFF operation. 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 lOOμs bis 500μs oszilliert und zumindest näherungsweise rechteckförmige Pulse mit einer Pulsbreite tp von lOμs 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 Bauelemen¬ te zur Ansteuerung der Zündübertragers nicht überlastet wer¬ den und damit die Verlustleistung zu hoch wird.Preferably, it is provided that the control signal S2 oscillates after generation with a period T of lOOμs to 500μs and at least approximately rectangular pulses having a pulse width tp from lOμs 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 Bauelemen ¬ te for controlling the Zündübertragers not overloaded who ¬ 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 Nieder- spannungsleistungsschalters in der für den sicheren Betrieb des Motors notwendigen Reihenfolge. Dabei werden die Schalt¬ einrichtungen 10 und 20 so gesteuert, so dass der Motor sanft anläuft. Erfindungsgemäß wird nun mit dem vom Mikroprozessor oder MikroController ausgehenden Ein-/Ausschaltsignal Sl zum Schließen und/oder Öffnen der elektromechanischen Schaltein- richtungen ein Oszillator 40 angesteuert. Dieser Oszillator generiert daraufhin zu den erkannten Start- und/oder Endzeitpunkten ein, eine vorbestimmte Zeitdauer andauerndes, oszil¬ lierendes Steuersignal S2. Dieses Steuersignal wird an einen Zündübertrager 50 weitergegeben, um über entsprechende Steu- ereingänge der Halbleiterschalteinrichtungen diese mit dem Signal S2 zu steuert. 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 er- füllen, nämlich möglichst effektiv und kostengünstig mögli¬ cherweise auftretende Lichtbögen zu unterbinden, um Kontakt¬ abbrand zu vermeiden. So muss beispielsweise das oszillieren¬ de 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. 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. 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 recognized start and / or end times a, lasting for a predetermined period of time, oszil ¬ lierendes 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 the foregoing, only one possible embodiment of the present invention has been described in detail. By the invention comprises also developing embodiments, the filling exactly the principles of the present invention result, namely as effectively and inexpensively Moegli ¬ cherweise occurring arcs to stop to contact ¬ burnup to avoid. Thus, for example, must the oscillating ¬ de control signal S2 not be as shown in FIG 3, a periodically recurring with a period of T signal. 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

Patentansprüche claims
1. Verfahren zum Vermeiden von Kontaktabbrand in Nieder- spannungsleistungsschaltern mit zumindest einer steuerbaren Halbleiterschalteinrichtung (10) und zumindest einer, zur Halbleiterschalteinrichtung (10) parallel geschalteten, elektromechanischen Schalteinrichtung (20) m i t d e n S c h r i t t e n :1. A method for avoiding contact erosion in low-voltage circuit breakers with 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).
- Erkennen eines Start- (te) und/oder Endzeitpunktes (ta) ei- nes Ein-/Ausschaltsignals (Sl) zum Schließen und/oder Öff¬ nen der zumindest einen elektromechanischen Schalteinrichtung (20) , und- NEN detecting a start (TE) and / or end time point (ta) of an on / off signal (Sl) for closing and / or Publ ¬ the at least one electromechanical switching device (20), and
- Generieren eines, eine vorbestimmte Zeitdauer (Ate, Δta) andauerndes, oszillierenden Steuersignals (S2) zum mehrma- ligen aufeinander folgenden Einschalten der zumindest einen Halbleiterschalteinrichtung (10), sobald der Start- (te) und/oder Endzeitpunkt (ta) des Ein-/Ausschaltsignals (Sl) erkannt wird.- Generating a, a predetermined period of time (Ate, Δta) lasting, oscillating control signal (S2) for several consecutive turn on the at least one semiconductor switching device (10) as soon as the start (te) and / or end time (ta) of On - / off signal (Sl) is detected.
2. Verfahren 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 oszillierende Steuersig¬ nal (S2) nach dem Start- (te) und/oder Endzeitpunkt (ta) des Ein-/Ausschaltsignals (Sl) und vor dem ersten Schließen und/oder Öffnen der zumindest einen elektromechanischen Schalteinrichtung (20) generiert wird.2. The method according to claim 1, characterized in that the oscillating Steuersig ¬ signal (S2) after the start (te) and / or end time (ta) of the on / off signal (Sl) and before the first closing and / or opening the at least one electromechanical switching device (20) is generated.
3. Verfahren 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 das oszillierende Steuersig¬ nal (S2) periodisch sich wiederholend oszilliert.3. The method according to claim 1 or 2, characterized in that the oscillating Steuersig ¬ signal (S2) periodically oscillates repetitively.
4. Verfahren nach Anspruch 3, d a d u r c h g e k e n nz e i c h n e t , dass das oszillierende Steuersignal (S2) mit einer Periodendauer (T) von lOOμm bis 500μm oszilliert und zumindest näherungsweise rechteckförmige Pulse mit einer Pulsbreite (tp) von lOμm bis 50μm zum Einschalten der zumindest einen Halbleiterschalteinrichtung (10) aufweist. 4. Method according to claim 3, characterized in that the oscillating control signal (S2) oscillates with 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 at least one semiconductor switching device (10).
5. 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 Endzeit¬ punktes (ta) eines Ein-/Ausschaltsignals (Sl) zum Schließen und/oder Öffnen der zumindest einen elektromechanischen Schalteinrichtung (20), und mit weiteren Mitteln (40) zum Generieren eines, eine vorbestimmte Zeitdauer (Ate, Δta) an- dauernden, oszillierenden Steuersignals (S2) zum mehrmaligen aufeinander folgenden Einschalten der zumindest einen Halbleiterschalteinrichtung (10), sobald der Start- (te) und/oder Endzeitpunkt (ta) des Ein-/Ausschaltsignals (Sl) von den ers¬ ten Mitteln (30) erkannt ist.5. 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 Endzeit ¬ point ( ta) an on / off signal (Sl) 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 (Ate, Δta) lasting, oscillating control signal (S2) for repeated successive switching on the at least one semiconductor switching device (10) as soon as the start (te) and / or end time (ta) of the on / off signal (Sl) from the ers ¬ th means (30) is detected.
6. Niederspannungsleistungsschalter nach Anspruch 5, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass die weiteren Mittel (40) das oszillierende Steuersignal (S2) nach dem Start- (te) und/oder Endzeitpunkt (ta) des Ein-/Ausschalt- Signals (Sl) und vor dem ersten Schließen und/oder Öffnen der zumindest einen elektromechanischen Schalteinrichtung (20) generieren.6. 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 (Sl) and before the first Close and / or open the at least one electromechanical switching device (20) generate.
7. Niederspannungsleistungsschalter nach Anspruch 5 oder 6, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , d a s s das oszillierende Steuersignal (S2) ein periodisch sich wie¬ derholendes oszillierendes Steuersignal ist.7. Low-voltage circuit breaker according to claim 5 or 6, characterized in that the oscillating control signal (S2) is a periodically like ¬ repeating oscillating control signal.
8. Niederspannungsleistungsschalter nach einem der Ansprü- che 5 bis 7, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass das oszillierende Steuersignal (S2) eine Periodendauer (T) von lOOμm bis 500μm und zumindest näherungsweise recht- eckförmige Pulse mit einer Pulsbreite (tp) von lOμm bis 50μm zum Einschalten der Halbleiterschalteinrichtung (10) auf- weist . 8. 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) has up.
9. Verwendung des Niederspannungsleistungsschalters nach Anspruch 5 bis 8 als elektronischer Sanftstarter zum Betreiben eines Drehstrommotors.9. Use of the low-voltage circuit breaker according to claim 5 to 8 as an electronic soft starter for operating a three-phase motor.
10. Verwendung des Verfahrens nach Anspruch 1 bis 4 in einem Sanftstarter zum Betreiben eines Drehstrommotors. 10. Use of the method according to claim 1 to 4 in a soft starter for operating a three-phase motor.
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