EP0109540A2

EP0109540A2 - Schaltungsanordnung zum Betätigen elektromagnetischer Schaltgeräte

Info

Publication number: EP0109540A2
Application number: EP83110270A
Authority: EP
Inventors: Gerhard Dipl.-Ing. Schröther
Original assignee: Siemens AG; Siemens Corp
Current assignee: Siemens AG; Siemens Corp
Priority date: 1982-10-27
Filing date: 1983-10-14
Publication date: 1984-05-30
Also published as: DE3239840C2; DE3239840A1; US4563721A; EP0109540A3; JPS5994322A

Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf eine Schaltungsanordnung zum Betätigen von Erregerspulen (1) für elektromagnetische Schaltgeräte.

Mit der Erregerspule in Reihe ist ein Transistor (2) als elektronischer Schalter geschaltet. Der Reihenschaltung parallel liegen einerseits ein Kondensator (4) und andererseits ein Taktgenerator (3), der in einer vorgegebenen Frequenz den Transistor (2) öffnet bzw. schließt. Hierdurch läßt sich beim Öffnen eine definierte Ausschaltverzögerung des elektromagnetischen Schaltgerätes erreichen und beim Einschal. ten unter Verwendung eines den Taktgenerator (3) zunächst totlegenden Zeitgliedes (10) eine sogenannte Gleichstromsparschaltung für elektromagnetische Schaltgeräte erreichen.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Scheltungsanordnung zum Betätigen von Erregerspulen elsktronaanetischer Schaltgeräte unter Verwendung eines parallel zur Betätigungaspennung liegenden Kondensators und eines Ein- bzw. Ansschalters für die Anordnung.
Bei einer bekannten Schaltungsanordnung (Siemens-Katalog NS2, Januar 74) ist zur Erzielung eines großen Öftnervrerzuges, beispielsweise zur Überbrückung kurzer Spannugsnuterbrechungen in Steuerstronkreis, parallel zur Schützspule ein Energiespeicher in Form einen Kondensators geschaltet, der sich bei Ausfall der Steuerspannung über die Spule entlädt, so daß der Schützmagnet für längere Zeit geschlessen bleibt. Um reproduzierbare Schaltzeiten zu erhalten, muβ der Kondensator mit Gleichspannung aufgeladen werden. Außerdem muß aus Gründen einer ausreichend großen Zeitkenstante im Entladekreis ein Schützantriebsmagnetsystem verwendet werden, das auch ohne Beschaltung für den Betrieb mit Gleichstrom geeignet ist.
Bei einer derartigen Ansführngsform kann demnach in Weschselstromsteuerungen der Öffnungsverzug bei bereite im Betrieb befindlichen Schützen nicht einfach durch einen Zusatzbaustein vergrößert werden; denn Wechselstromysteme besitzen für Gleichstrombetätigung einen zu kleinen Widerstand und damit auch eine für die Entladung zu geringe Zeitkonstante. Der Erfindung liegt somit die Aufgabe zugrunde, eine Schaltungsanordnung der obengenannten Art dahinthend zu verbessern, daß zur Erreichung eines Öffnungsverzuges unter Verwendung eines mit Gleichstrom aufladbaren Kondonsators die Verwendung eines Wechselstummagnetsyntems moglich ist, ohne hierbei einen erheblichen Aufwand treiben zu müssen. Dies wird auf einfache Weise dadurch erreicht, daß dem Kondensator ein Taktgenerater parallel- und der Erregerspule ein vom Taktgenerater gesteuerter elektronischer Schalter vorgeschaltet ist.
Bei Verwendung der Schaltuntungsordnung als abiallverzögertes Schütz lassen sich die Abfallzeiten auf einfache Weise einstellen, wenn der Taktgenerator einstellbar ist. Um die Schaltungsanordnunt auch bei wechselstrembetätigtem Schützantrieb, der an eine Gleichstremquelle angeschlossen ist, verwenden zu können, ist es weiterhin vorteilhaft, wenn den Taktgenerator ein Zeitglied vorgeschaltet ist. Hierdurch können an sich bekannte Sondermaßnahmen, die sogenannten Gleichstromsparschaltungen mit Vorwiderständen, die für den Einschaltvergang überbrückt werden, oder Doppelwicklungssysteme mit Anzugs-und Haltewicklung, entfallen. Auch hier kann das Einstellen des Zeitgliedes von Vorteil sein. Wird der Erregerspule eine Freilaufdiode parallolgeschaltet, so wird ein verlangsamter Abbau der Spulenenergie während der von Taktgeber über den elektronischen Schalter vorgegebenen-stroalesen Pause erreicht. Um beliebige, üblicherweise wechselstrombetätigte Schützantriebe an eine Gleichstromquelle anschließen zu können ist es weiterhin vorteilhaft, wenn der Schaltungsanordnung eine Diode in Durchlaßrichtung des elektronischen Sahalters vorgeschaltet ist. Diese Diede wird bei Anschluß an eine Wechselstromquelle zum Aufladen des Kondensators mit Bleichepunnung auf jeden Fall benötigt. Um an sich handelsübliche elektromagnetische Sohaltgeräte auf einfache Weise in der erfindungsgemäßen Art umrüsten zu können ist es vorteilhaft, wenn die Bauteile der Schaltungsanordnun zu einer mit den elektromagnetischen Schagerät elektrisch und mechanisch verbindbaren Baueinheit znsammengefaßt sind.
Anhand der Zeichnung wird ein Auaführugsbeispiel gemäß der Erfindung beschrieben und die Wirkungeweise näher erläutert.
Es zeigen:

Fig. 1 eine Schaltungsnerdnung, die zur Auwtcheltverzögerung benutzbar ist,
Fig. 2 die Stromflußdiagramme über der Zeit im Spulen-und im Gesamtstromkreis und
Fig. 3 die Schaltungsanordnung nach Fig. 1 zur Verwendung als Gleichetromsparecheltung mit einen vorgeschalteten Zeitglied.

Bei der Schmitungsanordnung nach Fig. 1 liegt parallel zur Reihenschaltung aus Erregerspule 1 und den elektronischen Schalter bildenden Transistor 2 parallel der Taktgenerator 3 und der Kondensator 4. Die Parallelschaltung ist bereits getrennt von den Netzklemmen 5, 6 durch den geöffneten Schalter 7. Eine Diode 8 sorgt für die Möglichkeit, die Schaltungsanordnung sowohl an Wochselspannung als auch an Gleichspannung anschließen zu können. Direkt parallel zur Erregerspule 1 liegt eine Freilaufdiode 9. Zur Funktion ist folgendes auszufuhren: Wird entweder der Schalter 7 nach seinem Geschlossensein geöffnet oder aber die Spannung an den Netzklemmen 5, 6 kurzzeitig unterbrochen, so wird sich der auf die Spannung Uo aufgeladene Kondensator mit der von den in einem weiten Spannungabereich arbeitenden Taktgenerator 3 vorgegebenen Schaltfrequenz über die Erregsrspule 1 entladen. Die Entladezeit ist über die Taktfrequenz bestiambar. Die Freilaufdiode 9 bewirkt einen verlangsamten Abbau der Spulenenergie während der von Taktgenerator 3 über den Transistor 2 vorgegebenen stroalosen Pause, so daß sich der Stromfluß in der Spule I_s über der Zeit auf Fig. 2 ergibt. I über der Zeit stellt den Stromfluß im Entladekreis beim Takten dar. Der Stromfluß in der Erregerspule geht somit auch in Taktbetrieb, wie die Fig. 2 zeigt, nicht ganz auf Null, so daß das elektromagnetische Schaltgerät, solange der Kondensator 4 die notwendige Spannung abgibt, eingeschaltet bleibt.
Wird nun, wie Fig. 3 zeigt, der Schalter 7 geschlossen, so wird ein Kondensator 4 über die Diode 8 geladen. Ein mit dem Taktgenerator 3 zusammenwirkendes Zeitglied 10 bewirkt, daß der Transistor zunächst für eine den Zeitglied entsprechende vorgegebene Zeit den Transistor 2 durchschaltet. Hierdurch erhält die Erregerspule 1 Einschaltbefehl, und der nur durch den ohmchen Spulenwiderstand begrenzte und erwünachte hohe Strom läßt das elektromagnetische Schaltgerät einschalte. Nach Ablauf der vorgegebenen Zeit, die etwa gleich der Schließzeit des Magnetsystems ist, geht der Taktgenerator 3 in den Taktbetrieb über. Das Impula-Pause-Verhältnis ist so zu wählen, daß die Schützapule thermiach nicht überlastet wird, wie dies bei bekannten Anordnungen durch Vorschalten dea Sparwiderstandes sichergestellt wurde. Durch die erfindungsgemäße Anordnung ist somit eine Anordnung geschaffen, die sowohl die Funktion von abfallverzögerten Schützen als auch die Funktion von Gleichatromsparschaltungen übernehmen kann, ohne hierbei einen gesonderten Afuwand zu benötigen.

Claims

₁. Schaltusgsanordnung zum Betätigen von Erregerapulen elektromagnetischer Schaltgeräte unter Verwendung eines parallel zur Betätigungsspannung liegenden Kondensators und eines Ein- bzw. Ausschalters für die Anordnung, dadurch gekennzeichnet , daß den Kondensator (4) ein Taktgenerater (3) parallel und der Erregerapule (1) ein vom Taktgenerator (3) geateuerter elektronischer Schalter (2) vorgeschaltet ist.

2. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß den Taktgenerator (3) ein Zeitglied (10) vorgeachaltet ist.

3. Shhaltungsanordnung nach Anspruch 1 oder 2, da- durch gekennzeichnet , daß Taktgenerator (3) bzw. Zeitglied (10) einstellbar sind.

4. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, 2 oder 3, da- durch gekennzeichnet , daß der Erregerapule (1) eine Freilaufdiode (9) parallelgeschaltet ist.

5. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, 2, 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet , daß der Schaltungsanordnung eine Diode (8) in Durchlaßrichtung des elektronischen Schaltera (2) vorgeschaltet ist.

.6. Schaltungsanordnung nach einen der verhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet , daß die Bauteile der Schaltungsanordnung zu einer mit dem elektromagnetischen schaltgerät elektrisch und mechanisch verbindbaren Baueinheit zusamengefaßt sind.