DE102005002648A1

DE102005002648A1 - Schutzbeschaltung für eigensichere Elektromagnetaktoren sowie Schutzbeschaltung für eigensichere Energieversorgungssysteme

Info

Publication number: DE102005002648A1
Application number: DE102005002648A
Authority: DE
Inventors: Jens Titschert; Markus Lenzing; Jeff Travis; Dan Ferguson
Original assignee: DBT GmbH
Current assignee: Caterpillar Global Mining Europe GmbH
Priority date: 2005-01-19
Filing date: 2005-01-19
Publication date: 2006-07-27
Also published as: US20060187605A1; US7643262B2; CN1808816A; RU2006101434A; AU2006200180A1; PL207712B1; PL378731A1; RU2372700C2; AU2006200180B2

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Schutzbeschaltung für eigensichere, mit der Spannung eines für den untertägigen Bergbau zugelassenen Netzteils betreibbare Elektromagnetaktoren zum Schalten von elektrohydraulischen Ventilen im untertägigen Bergbau, mit wenigstens zwei separat voneinander ausgeführten und parallel zur Spule des Elektromagnetaktors geschalteten Kurzschlussmitteln zum Kurzschließen der Spule 11 bei einer Potentialumkehrung der Spulenspannung. Erfindungsgemäß weist wenigstens eines der Kurzschlussmittel einen Kurzschlusshalbleiterschalter 16 und eine Detektierschaltung 30 für die Potentialumkehr auf, mit welcher der Kurzschlusshalbleiterschalter 16 aktivierbar ist.

Description

Die Erfindung betrifft Schutzbeschaltungen für eigensichere, mit der Spannung eines für den untertägigen Bergbau zugelassenen Netzteils betreibbare Elektromagnetaktoren zum Schalten von elektrohydraulischen Ventilen im untertägigen Bergbau, wobei die Schutzbeschaltung mit wenigstens zwei separat voneinander ausgeführten und parallel zur Spule des Elektromagnetaktors geschalteten Kurzschlussmitteln zum Kurzschließen der Spule bei einer Potentialumkehrung der Spulenspannung versehen ist. Die Erfindung betrifft desweiteren auch eine Schutzbeschaltung für eigensichere, untertägige Energieversorgungssysteme mit mehreren an ein gemeinsames, für den untertägigen Bergbau zugelassenes Netzteil angeschlossenen elektronischen Steuergeräten zum Aktivieren von jeweils an die Steuergeräte angeschlossenen, mit der Spannung des. Netzteils betreibbaren Elektromagnetaktoren zum Schalten von elektrohydraulischen Ventilen im untertätigen Bergbau, wobei jedem Elektromagnetaktor im Energieversorgungssystem wenigstens ein parallel zur Spule des Elektromagneten geschaltetes Kurzschlussmittel zum Kurzschließen der Spule bei einer Potentialumkehrung der Spulenspannung zugeordnet ist.
Im untertägigen Bergbau kommen zur Initiierung der hydraulischen Bewegungsvorgänge, welche meist mit Hydraulikzylindern oder Hydraulikstempeln bewirkt werden, eine Vielzahl von Elektromagnetaktoren zum Einsatz, mit denen dann elektrohydraulische Ventile für die Hydraulikzylinder geschaltet werden. Insbesondere die Vielzahl der zu schaltenden elektrohydraulischen Ventile, wie sie bei spielsweise im schreitenden Schildausbau vorkommen, stellt erhebliche Anforderungen an die Netzteile und das bereitzustellende untertägige Energieversorgungssystem, wobei gleichzeitig sowohl die Netzteile als auch die Energieversorgungssysteme eigensicher ausgeführt sein müssen und sämtlichen Anforderungen an Explosionsschutz und/oder anderen Zündschutzarten genügen müssen. Da dies eine Begrenzung der mit den Netzteilen zur Verfügung stellbaren elektrischen Anschlußwerte bedingt, ist es im untertägigen Bergbau üblich, die Elektromagnetaktoren mit Haltestromabsenkung auszuführen. Gleichzeitig erfordern die großen induktiven Lasten innerhalb der eigensicheren Energieversorgungssysteme besondere Schutzmaßnahmen, um zu gewährleisten, dass die Zündschutzbestimmungen eingehalten werden.
Ein bekanntes Problem bei Elektromagnetaktoren mit bestromten Spulen bildet ein Restenergieimpuls aufgrund der Abschaltenergie der induktiven Last. Als Gegenmaßnahme werden bisher im untertägigen Bergbau sämtliche Elektromagnetaktoren mit wenigstens zwei von Freilaufdioden gebildeten Kurzschlussmitteln versehen, welche bei einer Potentialumkehr der Spannung der Spule diese kurzschließen, um jedenfalls die Spannungsspitzen der Abschaltenergie bzw. des Restenergieimpulses zu vermeiden. Das beim Abschalten der Spule zusammenbrechende Magnetfeld induziert eine Spannung an der Spule, deren Polarität umgekehrt zur Anschlusspannung ist, und dieser Polaritätswechsel, nachfolgend verallgemeinert mit Potentialumkehrung bezeichnet, entsperrt die Freilaufdiode, so dass durch diese ein Strom fließt, mit dem das Magnetfeld der Spule abgebaut wird.
In untertägigen Energieversorgungssystemen mit einer Vielzahl von gleichzeitig zuschaltenden Elektromagnetaktoren kann jedoch, beispielsweise bei einem Kabelabriss o. dgl., selbst der durch Freilaufdioden verminderte Restenergieimpuls der Abschaltenergie zu einem Gesamtimpuls führen, der aufgrund der Zündschutzbestimmungen nicht zugelassen ist.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Schutzbeschaltung für Elektromagnetaktoren bzw. für untertägige, eigensichere Energieversorgungssysteme zu schaffen, bei der selbst bei ungünstigsten Bedingen wie einem Kabelabriss oder Stromausfall od. dgl. kein Gesamtimpuls entstehen kann, der zu einer Gasentzündung oder anderen, aufgrund von Zündschutzartbestimmungen unzulässigen Betriebszuständen führen könnte.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Schutzbeschaltung gelöst, bei der wenigstens ein Kurzschlussmittel einen Kurzschlusshalbleiterschalter und eine Detektierschaltung zur Detektierung der Potentialumkehr der Spulenspannung aufweist, wobei mit der Detektierschaltung der Kurzschlusshalbleiterschalter aktlvlerbar ist. Bei der erfindungsgemäßen Lösung wird mithin die Magnetspule der Elektromagneten mittels eines Kurzschlusshalbleiterschalters niederohmig innerhalb von Zeitspannen kurzgeschlossen, die deutlich kürzer sind als dies mit Freilaufdioden erreichbar ist, wobei durch den Kurzschlusszustand bzw. das Kurzschließen der induktiven Last mittels der schnell schaltenden Kurzschlusshalbleiterschalter ein nennenswerter Energierückfluss in das Energieversorgungssystem bzw. zum Netzteil hin effektiv verhindert wird.

Da die Zündschutzbestimmungen eine redundante Ausführung sämtlicher Schutzschaltmaßnahmen fordern, können bei einer möglichen Ausgestaltung alle Kurzschlussmittel jeweils eine Detektierschaltung mit Kurzschlusshalbleiterschalter aufweisen. Alternativ könnte jedoch weiterhin eines der Kurzschlussmittel von einer Freilaufdiode gebildet werden und wenigstens oder nur eines der weiteren Kurzschlussmittel besteht aus der Detektierschaltung mit dem Kurzschlusshalbleiterschalter.

Die Erfindung lässt sich u.a. dadurch realisieren, dass jedem einzelnen Elektromagnetaktor eine erfindungsgemäße Schutzbeschaltung zugeordnet wird, wobei dies eine Erneuerung bzw. Nachrüstung sämtlicher Elektromagnetaktoren erfordert. Bei untertägigen, eigensicheren Energieversorgungssystemen mit konventionellen, z.B. nicht nachgerüsteten Elektromagneten kann alternativ oder zusätzlich wenigstens ein Kurzschlussmittel mit Kurzschlusshalbleiterschalter und Detektierschaltung Bestandteil einer Zusatzschaltung sein, wobei diese Zusatzschaltung vorzugsweise in einem Vorschaltgerät o. dgl. angeordnet ist. Da in untertägigen Energieversorgungssystemen an ein gemeinsames Netzteil mehrere Steuergeräte angeschlossen sind, ist besonders vorteilhaft, wenn jedem Steuergerät eine Zusatzschaltung, insbesondere ein Vorschaltgerät, zugeordnet ist. Die Zusatzschaltung bzw. das Vorschaltgerät kann insbesondere im Energieversorungszweig unmittelbar vor oder unmittelbar hinter dem Steuergerät angeordnet werden.

Ein weiteres, grundsätzliches Problem im untertägigen Bergbau besteht in der begrenzten Versorgungsleistung der verwendeten Netzteile. So ist bei in Deutschland zugelassenen Netzteilen der maximal zur Verfügung stellbare Strom auf etwa 2,2 Ampere begrenzt, während in den USA Netzteile mit immerhin 8 Ampere zugelassen sind. Um gleichwohl an ein Netzteil eine Vielzahl von elektronischen Steuergeräten, mit denen dann die Elektromagnetaktoren angesteuert werden, anschließen zu können, ist besonders vorteilhaft, wenn jedem elektronischen Steuergerät eine Strombegrenzungsschaltung zugeordnet ist. Die Strombegrenzungsschaltung kann in das elektronische Steuergerät integriert werden. Alternativ kann die Strombegrenzungsschaltung Bestandteil eines Vorschaltgeräts, insbesondere des die Zusatzschaltung aufnehmenden Vorschaltgeräts, sein. Die Strombegrenzungsschaltung kann insbesondere einen weiteren Kurzschlusshalbleiterschalter und eine Überwachungsschaltung aufweisen, die den Kurzschlusshalbleiterschalter der Strombegrenzungsschaltung bei Erreichen einer voreingestellten Stromstärke aktiviert, so dass mithin sämtliche an das elektronische Steuergerät angeschlossene Elektromagnetaktoren abgeschaltet werden, wenn die Überwachungsschaltung ein Überstei gen der voreingestellten Gesamtsromaufnahme bzw. Stromstärke aller Elektromagnetaktoren feststellt.

Die Detektierschaltung zum Aktivieren des Kurzschlusshalbleiterschalters zum Kurzschließen der Spule weist vorzugsweise einen Operationsverstärker auf, der insbesondere auch als Komparator ausgeführt sein kann. Bei einem möglichen Ausführungsbeispiel kann der Operationsverstärker mit Inverter ausgeführt sein. Die Detektierschaltung kann insbesondere einen Transistor mit nachgeschaltetem Pull-up-Widerstand umfassen, der an einen der Eingänge des Kurzschlusshalbleiterschalters angeschlossen ist.

Der Kurzschlusshalbleiterschalter kann insbesondere aus einem Transistor bestehen, wobei ein besonders einfacher Schaltungsaufbau mit einem FET (Feldeffekttransistor) möglich wird. Der Kurzschlusshalbleiterschalter kann insbesondere auch aus einem Thyristor bestehen. Weiter vorteilhaft ist, wenn die Schutzbeschaltung einen bei Bestromung der Spule mit der Versorgungsspannung des Netzteils aufladbaren Energiepufferspeicher als separate Energieversorgung für die Detektierschaltung aufweist. Der Energiepufferspeicher, der sich bei Aktivieren der Spule des Elektromagnetaktors auflädt, übernimmt die Energieversorgung der Detektierschaltung auch dann, wenn die Entladung der Spule mittels des Kurzschlusshalbleiterschalters und gegebenenfalls der Freilaufdioden bewirkt wird die Versorgungsspannung des Netzteils nicht zur Verfügung steht. In bevorzugter Ausgestaltung ist dieser separate Energiepufferspeicher ausgelegt, den Kurzschlusszustand des Kurzschlusshalbleiterschalters solange aufrecht zu erhalten, bis die Spule des Elektromagnetaktors vollständig entladen ist. Falls wenigstens ein weiteres Kurzschlussmittel aus einer Freilaufdiode besteht, kann der Energiepufferspeicher entsprechend klein ausgelegt werden. In bevorzugter Ausgestaltung umfaßt der Energiepufferspeicher einen Kondensator.

Weitere Vorteile und Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von in der Zeichnung schematisch dargestellten Ausführungsbeispielen. In der Zeichnung zeigen:
1 schematisch in einem Diagramm ein untertägiges Energieversorgungssystem für elektronische Steuergeräte mit angeschlossenen Elektromagnetventilen;
2 eine Schutzbeschaltung für die Spule eines Elektromagnetaktoren gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel;
3 eine Schutzbeschaltung für die Spule eines Elektromagnetaktoren gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel; und
4 ein Ausführungsbeispiel für eine mit der Erfindung verwendbare Strombegrenzungsschaltung.
In 1 ist insgesamt mit Bezugszeichen 10 schematisch und rein beispielhaft ein untertägiges, eigensicheres Energieversorgungssystem dargestellt. Das Energieversorgungssystem 10 umfaßt ein eigensicheres und für den Betrieb im untertägigen Bergbau freigegebenes Netzteil 1 als Gleichstromquelle mit z.B. 12 Volt-Spannung, an welches über die Netzwerkleitung 2 und die Netzwerkverzweigungen 3 mehrere elektronische Steuergeräte 4 angeschlossen sind und mit der notwendigen Energie versorgt werden. Jedes elektronische Steuergerät 4 kann beispielsweise einem untertägigen Ausbaugestell zugeordnet sein und sämtliche Steuerungsfunktionen an dem untertägigen Ausbaugestell übernehmen. Bei den elektronischen Steuergeräten 4 der Anmelderin ist es beispielsweise üblich, mit jedem elektronischen Steuergerät 4 insgesamt 16 elektrohydraulische Ventile 5 mit Federrückstellung und einem Elektromagneten 6 als Aktor für das Ventil 5 anzusteuern. Hierzu ist jeder Elektromagnetaktor 6 über eine Ansteuerleitung 7 elektrisch mit dem elektronischen Steuergerät 4 verbunden, wobei es im untertägigen Bergbau üblich ist, den Anschluß über eine nicht dargestellte Ventilansteuerleiste vorzunehmen. Bei den derzeit vorhandenen Energieversorgungssystemen werden beispielsweise mit einem Netzteil 1 acht elektronische Steuergeräte 4 mit insgesamt sechzehn nachgeschalteten Elektromagnetventilen 5, 6 angesteuert. Der Aufbau eines Energieversorgungssystems 10 ohne die zusätzlich noch in 1 dargestellten Schutzbeschaltungen 20 und/oder 40 und/oder ohne eine Strombegrenzungsschaltung 50 sind im Stand der Technik bekannt.
Gemäß einem ersten erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiel kann nun jedem Elektromagnetaktoren 6 eines elektrohydraulischen Ventils 5 eine Schutzbeschaltung 20 zugeordnet sein, für welche Schutzbeschaltung in den 2 und 3 zwei mögliche Ausführungsbeispiele dargestellt sind.
Bei dem in 2 dargestellten Ausführungsbeispiel für eine Schutzbeschaltung 20 ist der Elektromagnetaktor symbolisch nur durch seine Spule 11 dargestellt. Je nach Schaltzustand für den Elektromagnetaktor 6 wird die Spule elektrisch über die Potentialleitungen 12 bzw. 13 an die Versorgungsspannung des Netzteils angeschlossen, so daß durch Bestromung der Spule 11 das elektrohydraulische Ventil (5, 1) seinen Schaltzustand ändert. Die Polleitung 12 ist hier als +12-Volt-Leitung dargestellt und die Polleitung 13 ist als Ground symbolisch angedeutet. Im gezeigten Ausführungsbeispiel ist – wie im Stand der Technik üblich – als Zündschutzmaßnahme zur Entkoppelung der Abschaltenergie der induktiven Last der Spule 11 wenigstens eine Freilaufdiode 14 als Kurzschlußmittel parallel zur Spule geschaltet. Da im untertägigen Bergbau sämtliche Schutzmaßnahmen redundant ausgeführt werden müssen, ist parallel zur Spule eine zweite Freilaufdiode 15 geschaltet. Darüber hinaus umfaßt die Schaltung 20 erfindungsgemäß als weiteres Kurzschlußmittel eine parallel zur Spule 11 geschal tete Detektierschaltung 30 sowie einen mit der Detektierschaltung 30 bei Auftreten einer Potentialumkehr aktivierbaren Feldeffekttransistor 16 zum Kurzschließen der Spule 11. Mit dem Feldeffekttransistor 16 kann die Spule 11 schnellstmöglich sehr niederohmig kurzgeschlossen werden und ein Energierückfluß der induktiven Last der Spule 11 in die Polleitungen 12, 13 verhindert werden. Die Detektierschaltung 30 umfaßt im gezeigten Ausführungsbeispiel einen Operationsverstärker 31, der über einen Vorwiderstand 32 parallel zur Spule 11 geschaltet ist. Die Energieversorgung des Operationsverstärkers 31 wird über einen Kondensator 33 sichergestellt, welcher Kondensator 33 immer dann, wenn die Spule 11 bestromt wird, mithin der Elektromagnetaktor aktiv geschaltet ist, geladen wird, wobei die Speicherkapazität des Kondensators 33 ausreichend bemessen ist, den Operationsverstärker 31 wenigstens solange mit Betriebsspannung zu versorgen, wie notwendig ist, die Restenergie der Spule 11 über die Freilaufdioden 14, 15, den Feldeffekttransistor 16 sowie einen weiteren, parallel zur Spule 11 geschalteten Widerstand 34 abzubauen. Der Feldeffekttransistor 16 wird hierbei über die Ansteuerleitung 35 aktiviert, so daß er die Spule 11 kurzschließt. ein Rückfluß aus dem Kondensator 33 in die Potentialleitungen 12 bzw. 13 wird über die Z-Dioden 36, 37 verhindert und die Ladespannung für den Kondensator 33 wird über den Vorwiderstand 38 geregelt. Der Operationsverstärker 31 detektiert hierbei eine Potentialumkehr der an seinen Eingängen anliegenden Spannung, wobei die Potentialumkehr ausschließlich durch die Abschaltenergie der Spule 11 bewirkt werden kann.
3 zeigt ein alternatives Ausführungsbeispiel 20A für eine Schutzbeschaltung für die Spule 11 eines Elektromagnetaktoren. Funktionsgleiche Bauteile wie beim Ausführungsbeispiel gemäß 2 sind mit identischen Bezugszeichen versehen. Abweichend vom ersten Ausführungsbeispiel steuert hier der Operationsverstärker 31 der Detektierschaltung 30 nicht einen Feldeffekttransistor, sondern einen Thyristor 16A an, welcher jedoch, wie der Feldef fekttransistor beim vorherigen Ausführungsbeispiel, schnellstmöglich die Spule 11 niederohmig kurzschließt.
Die zuvor beschriebenen Schutzbeschaltungen 20 bzw. 20A werden, wie in 1 schematisch dargestellt, jedem Elektromagnetaktoren 6 zugeordnet. Durch Verwendung wenigstens einer Freilaufdiode wird sichergestellt, daß die Schutzbeschaltung mit dem von einem Transistor, Feldeffekttransistor oder Thyristor gebildeten Kurzschlußhalbleiterschalter zwei- oder dreifach redundant ausgeführt ist. Allerdings muß eine entsprechende Schutzbeschaltung jedem Elektromagnetaktoren zugeordnet werden, so daß sich entsprechende Schutzbeschaltungen so nicht bei bestehenden untertägigen Strebsystemen oder untertägigen Energieversorgungssystemen nachrüsten lassen.
Bei bestehenden Energieversorgungsystemen läßt sich die Erfindung über die mit Bezugszeichen 40 angedeutete Schutzbeschaltung sowie eine mit Bezugszeichen 50 angedeutete Strombegrenzungsschaltung realisieren. Hierbei ist sowohl die Schutzbeschaltung 40 mit Detektierschaltung und Kurzschlußhalbleiterschalter als auch die Strombegrenzungsschaltung 50 jeweils jedem elektronischen Steuergerät 4 zugeordnet, wobei beide Schaltungen 40, 50 beispielsweise in ein Vorschaltgerät 60 mit Steckanschlüssen für Leitungen 8, 9 eingebaut sein können. Die Strombegrenzungsschaltung 50 könnte jedoch auch unmittelbarer Bestandteil eines elektronischen Steuergerätes od.dgl. sein, so daß dann nur jede Schutzbeschaltung 40 in einem geeigneten Vorschaltgerät angeordnet wird. Der Schaltungsaufbau der Schutzbeschaltung 40 kann im wesentlichen dem Schaltungsaufbau gemäß den Ausführungsbeispielen in den 2 und 3 entsprechen, wobei abweichend dann sowohl die Detektierschaltung als auch der Kurzschlußhalbleiterschalter jeweils wenigstens zweifach ausgeführt sind, um die Schutzbeschaltung insgesamt redundant zu realisieren. Die Parallelschaltung der Detektierschaltung und des Kurzschlußhalbleiterschalters erfolgt dann auch nicht zu einer einzigen Spule, sondern zu sämtlichen Spulen aller Elektromagnetaktoren eines elektronischen Steuergerätes.
Eine Strombegrenzungsschaltung 50 kann beispielsweise den in 4 gezeigten Schaltungsaufbau aufweisen. Zwischen den beiden Polleitungen 12, 13 ist eine Überwachungsschaltung 51 geschaltet, welche einen Operationsverstärker 52 umfaßt, an dessen einem Eingang, wie über die Signalleitung 53 dargestellt, eine Referenzspannung U_ref anliegt, und an dessen anderem Eingang, wie über die Signalleitung 54 dargestellt, über den Widerstand 55 eine Spannung anliegt, welche von der Stromaufnahme sämtlicher an das zugeordnete elektronische Steuergerät angeschlossener elektrohydraulischer Ventile abhängt. Im untertägigen Bergbau ist die Leistungskapazität jedes Netzteils begrenzt, so daß maximal von jedem elektronischen Steuergerät beispielsweise fünf elektrohydraulische Ventile gleichzeitig angesteuert werden können bzw. dürfen. Befinden sich einige der elektrohydraulischen Ventile im Haltestromzustand, ist die Anzahl naturgemäß entsprechend höher. Die am widerstand 55 abgegegriffene Spannung entspricht der Gesamtstromaufnahme aller nachgeschalteten elektrohydraulischen Ventile. Übersteigt nun die am Eingang 54 anliegende Spannung die Referenzspannung U_ref am Eingang 53, wird dies mit der Überwachungsschaltung 51 detektiert und der Operationsverstärker 52 aktiviert den in das Energieversorgungssystem integrierten, hier von einem Transistor 56 gebildeten Kurzschlußhalbleiterschalter. Mit der Strombegrenzungsschaltung 50 wird mithin verhindert, daß sämtliche elektrohydraulischen Ventile (5, 1) bzw. deren Elektromagnetaktoren (6, 1) eine höhere Stromaufnahme bewirken, als dies durch die Referenzspannung U_ref voreingestellt ist. Durch Verändern des Pegels der Referenzspannung U_ref kann die zulässige Gesamtstromaufnahme jeweils eingestellt werden.
Für den Fachmann ergeben sich aus der vorhergehenden Beschreibung zahlreiche Modifikationen, die in den Schutzbereich der anhängen den Ansprüche fallen sollen. Anstelle von Freilaufdioden könnte die Schutzbeschaltung auch mit mehreren Detektierschaltungen und zugeordneten Kurzschlußhalbleiterschaltern ausgeführt werden. Die Strombegrenzungsschaltung kann zusammen mit oder getrennt von der Detektierschaltung und dem Kurzschlußhalbleiterschalter angeordnet werden. Diese Schaltungen könnten auch in eine Ventilansteuerleiste od.dgl. integriert werden. Als Strombegrenzungsschaltung können auch andere bekannte Schaltungssysteme Verwendung finden.

Claims

Schutzbeschaltung für eigensichere, mit der Spannung eines für den untertägigen Bergbau zugelassenen Netzteils betreibbare Elektromagnetaktoren zum Schalten von elektrohydraulischen Ventilen im untertägigen Bergbau, mit wenigstens zwei separat voneinander ausgeführten und parallel zur Spule des Elektromagnetaktors geschalteten Kurzschlussmitteln zum Kurzschließen der Spule bei einer Potentialumkehrung der Spulenspannung, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eines der Kurzschlussmittel einen Kurzschlusshalbleiterschalter (16; 16A) und eine Detektierschaltung (30) für die Potentialumkehr aufweist, mit welcher der Kurzschlusshalbleiterschalter (16; 16A) aktivierbar ist.
Schutzbeschaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sämtliche Kurzschlussmittel jeweils eine Detektierschaltung mit Kurzschlusshalbleiterschalter aufweisen.
Schutzbeschaltung für eigensichere, untertägige Energieversorgungssysteme mit mehreren an ein gemeinsames, für den untertägigen Bergbau zugelassenes Netzteil angeschlossenen elektronischen Steuergeräten zum Aktivieren von jeweils an die Steuergeräte angeschlossenen, mit der Spannung des Netzteils betreibbaren Elektromagnetaktoren zum Schalten von elektrohydraulischen Ventilen im untertägigen Bergbau, wobei jedem Elektromagnetaktor wenigstens ein parallel zur Spule des Elektromagneten geschaltetes Kurzschlussmittel zum Kurzschließen der Spule bei einer Potentialumkehrung der Spulenspannung zugeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Schutzbeschaltung (20; 40) wenigstens ein Kurzschlussmittel mit Kurzschlusshalbleiterschalter (16; 16A) und einer Detektierschal tung (30) für die Potentialumkehrung aufweist, mit welcher der Kurzschlusshalbleiterschalter (16; 16A) aktivierbar ist.
Schutzbeschaltung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens ein Kurzschlussmittel mit Kurzschlusshalbleiterschalter und Detektierschaltung Bestandteil einer Zusatzschaltung (40, 50) ist, wobei die Zusatzschaltung vorzugsweise in einem Vorschaltgerät (60) angeordnet ist.
Schutzbeschaltung nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass jedem an das Netzteil (1) angeschlossenen Steuergerät eine Zusatzschaltung (40, 50), insbesondere ein Vorschaltgerät, zugeordnet ist.
Schutzbeschaltung nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass jedem elektronischen Steuergerät (4) eine Strombegrenzungsschaltung (50) zugeordnet ist.
Schutzbeschaltung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Strombegrenzungsschaltung (50) einen Kurzschlusshalbleiterschalter (56) und eine Überwachungsschaltung (51) aufweist, die den Kurzschlusshalbleiterschalter (56) bei Erreichen einer voreingestellten Stromstärke aktiviert.
Schutzbeschaltung nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Strombegrenzungsschaltung (50) Bestandteil des Vorschaltgerätes (60) ist.
Schutzbeschaltung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Detektierschaltung (30) einen Operationsverstärker (31) aufweist.
Schutzbeschaltung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Detektierschaltung, insbesondere der Operationsverstärker, als Komperator ausgeführt ist.
Schutzbeschaltung nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Operationsverstäker mit Inverter ausgeführt ist.
Schutzbeschaltung nach einem der Ansprüche 10 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Detektierschaltung einen Transistor mit nachgeschaltetem Pull-up-Widerstand umfasst, der an einen Eingang des Kurzschlusshalbleiterschalters angeschlossen ist.
Schutzbeschaltung nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass der Kurzschlusshalbleiterschalter aus einem Transistor besteht.
Schutzbeschaltung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass der Kurzschlusshalbleiterschalter aus einem Feldeffekttransistor (16) besteht.
Schutzbeschaltung nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass der Kurzschlusshalbleiterschalter aus einem Thyristor (16A) besteht.
Schutzbeschaltung nach einem der Ansprüche 1 bis 15, gekennzeichnet durch einen bei Bestromung der Spule mit der Versorgungsspannung des Netzteils (1) aufladbaren Energiepufferspeicher (33) als separate Energieversorgung für die Detektierschaltung (30).
Schutzbeschaltung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass der Energiepufferspeicher (33) den Kurzschlusszustand des Kurzschlusshalbleiterschalters bis zur vollständigen Entladung der Spule (11) gewährleistet.
Schutzbeschaltung nach Anspruch 16 oder 17, dadurch gekennzeichnet, dass der Energiepufferspeicher einen Kondensator (33) umfasst.