DE3018258C2 - Schutzschalter mit temperaturfühlergesteuerter Auslösevorrichtung - Google Patents

Description

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Die Erfindung betrifft einen Schutzschalter mit temperaturfühlergesteuerter Auslösevorrichtung und einem Arbeitsstromauslöser gemäß Gattungsbegriff des bo Patentanspruches 1. Ausgangspunkt ist somit ein aus dem Katalog AEG: Niederspannung-Schaltgeräte, 1967, Seiten 17 — 21, Seiten 30 und 31, bekannter Leistungsschalter, der ein Schloßschalter mit Hauptschaltereigenschaften ist und mit einem Arbeitsstromauslöser ausgestattet werden kann, der für eine niedrige Betriebsspannung ausgelegt ist. Bei derartigen Schutzschaltern soll die Auslösung nur dann erfolgen, wenn in einem der Temperaturfühler eine erhöhte Temperatur festgestellt wird. Sie darf dagegen dann nicht erfolgen, wenn die an der Einrichtung liegende Spannung vom Nennwert abweicht oder ganz ausfällt. Nach einem derartigen netzbedingten Spannungsausfall muß der zu überwachende elektrische Antrieb auch selbsttätig wieder anlaufen können. Die Temperaturüberwachung muß auch in einem weiten Bereich der anliegenden Spannung gewährleistet sein, beispielsweise auch dann, wenn ein oder zwei Phasen eines überwachten Mehrphasensystems ausfallen.

Man wird zwar all diesen Anforderungen gerecht, wenn man einen solchen Schutzschalter aus einem Motorschütz und einer Schützensteuerung aufbaut Dies führt jedoch zu einem erheblichen Aufwand, da eine Schützsteuerung Hilfsrelais und/oder Thermistoren sowie eine konstante Hilfsspannung benötigt Derartige Schütze sind aucn nicht als Hauptschalter im Sinne der VDE-Vorschrift Nr. 0113 anzusehen und sie müssen bei Einsatz als Hauptschalter zusätzlich und gesondert angebracht werden.

Der vorliegenden Erfindung liegt von daher die Aufgabe zugrunde, für einen Hauptschalter der gattungsgemäßen Art eine möglichst einfache Ansteuerschaltung zu finden, die als Temperaturfühler auch temperaturabhängige Widerstände verwenden kann und bei der die Auslösung auch bei Unterspannung oder bei Ausfall zweier Phasen noch möglich ist

Die erfindungsgemäße Lösung ergibt sich aus dem kennzeichnenden Teil des Patentanspruches 1.

Dank dieser Ausgestaltung ist der Stromkreis des Arbeitsauslösers im Normalfall durch den Thyristor gesperrt, so daß der Arbeitsstromauslöser nicht schaltet und damit das Schaltschloß des Schloßschalters in der Schließstellung verklinkt bleibt Wird dann durch Kontaktöffnung eines der Temperaturwächter, oder dadurch, daß einer der temperaturabhängigen Widerstände hochohmig wird, das Potential des Thyristor-Tores gegenüber der Thyristor-Kathode angehoben, schaltet der Thyristor durch. Der Arbeitsstromauslöser zieht an und entklinkt das Schaltschloß, so daß sich der Schloßschalter durch Federkraft öffnet. Ein Wiederschließen nach Abkühlung des Temperaturwächters ist dabei nicht möglich. Ein Ansprechen bei netzbedingtem Spannungsabstrich oder -ausfall ist ebenfalls nicht möglich. Das überwachte Gerät, z. B. ein Elektromotor, kann dann also wieder anlaufen.

Mit einer derartigen Ausgestaltung kann auch in einem großen Spannungsbereich, wie er für eine spannungsabhängige Drehzahlregelung eines Elektromotors wünschenswert ist, gearbeitet werden. Es ergibt sich hier in jedem Fall nur ein Impulsbetrieb für den Arbeitsstromauslöser. Dieser wird immer nur eine sehr kurze, im Millisekundenbereich liegende Zeit beaufschlagt. Der Arbeitsauslöser kann dabei ohne weiteres für eine niedrige Spannung ausgelegt werden und er kann trotzdem im weiten Bereich mit den üblichen Netzspannungen, einschließlich Gleichspannung, betrieben werden. Dabei hat auch die Polarität des Gleichstromes keinen Einfluß auf die Funktionsfähigkeit dieses Schutzschalters. Durch die vorgesehene Gleichrichtung aller drei Phasen ist gewährleistet daß auch beim Ausfall einer Phase die Funktionssicherheit erhalten bleibt. Da der Arbeitsstromauslöser für eine niedrige Spannung ausgelegt werden kann, würde selbst dann, wenn nur noch eine Phase arbeitet, genug Spannung für die Funktion des Arbeitsstromauslösers verbleiben.

Weitere Ausgestaltungen sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet

Ein Ausführungsbeilspiel eines derartigen Schutzschalters wird nachstehend anhand der Zeichnung näher erläutert

Die Zeichnung zeigt einen Schahplan des Schutzschalters.

Im dargestellten Ausführungsbeispiel ist ein Schutzschalter mit temperaturfühlergesteuerter Auslösevorrichtung 1 im Zusammenhang mit der Überwachung eines Elektromotors 2 gezeigt Dabei sind als Temperaturfühler mit Schaltkontakten 16 versehene Bimetall-Temperaturwächter vorgesehen, oder aber temperaturabhängige (PTC-;Widerstände 19. In dem dreiphasigen Stromkreis 4 des Elektromotors 2 ist ein Schloßschalter 5 vorgesehen, dem zusätzlich auch herkömmliche Magnetspulen 6 zugeordnet sein können, die beim Auftreten eines Kurzschlußstromes durch Entklinken des Schaltschlosses 7 des Schloßschalters tine Schnellauslösung bewirken. Der Schloßschalter 5 ist als Hauptschalter im Sinne der VDE-Vorschrift Nr. 0113 ausgebildet, er ist also von Hand zu betätigen und er ist in Öffnungsrichtung unter Federkraft stehend zwangsgeführt Das Schaltschloß 7 des Schloßschalters 5 ist in der Schließstellung über eine Klinke 8 mit dem entsprechenden Klinkenteil 9 eines Arbeitsstromauslösers 10 durch Verklinken mechanisch gehalten. Der Schutzschalter enthält ferner als Auslösevorrichtung eine elektronische Auswerteeinrichtung 11, die die Form einer mit elektronischen Bauelementen bestückten Leiterplatte hat und die in das Innere des Schalters eingebaut ist. Der Snromkreis 12 der elektronischen Auswerte- und Verstärkereinrichtung 11 besteht aus einer Reihenschaltung einer ersten Diodengruppe 13, der Spule des Arbeitsstromauslösers 10, eines Thyristors 1=, 14 und einer zweiten Diodengruppe 15. Das Tor des Thyristors 14 ist über einen Widerstand 3 mit dem gemeinsamen Pol der ersten Diodezignippe 13 und über den oder die Temperaturfühler 16, 19 mit dem gemeinsamen Pol der zweiten Diodengruppe IS verbinden. Die elektronische Auswerte- und Verstärkereinrichtung 11 enthält ferner eine dem Arbeitsstromauslöser 10 an die paraUdgeschaltete Freilaufdiode 17 sowie einen dem Thyristor 14 parallelgeschalteten Varistor la

Im Normalfall ist der Thyristor 14 gesperrt, da die Spannung zwischen Tor und kathode sehr niedrig ist Der Arbeitsstromauslöser 10 ist nicht erregt Durch Öffnen des Schaltkontaktes einer der Bimetall-Temperaturwächter oder dadurch, daß der Widerstand einer der Thermistoren 19 hochohmig wird, wird die Spannung zwischen Tor und Kathode so hoch, daß der Thyristor 14 durchzündet Der Arbeitsstromauslöser 10 wird dadurch erregt Er entklinkt das unter Federspannung stehende Schaltschloß 7. Der Schloßschalter 5 unterbricht die Stromzufuhr zu dem gefährdeten Elektromotor 2 und gleichzeitig auch zu der elektronischen Auswerteeinrichtung 11 und zum Arbeitsstromauslöser 10.

Die geschilderte elektronische Auswerteeinrichtung 11 ist von einer äußeren Hilfsspannungsquelle unabhängig·

Der Arbeitsstromauslöser 10 ist für eine niedrige Spannung, beispielsweise 24 Volt, ausgelegt. Da die Ausschaltzeit im Millisekundenbereich liegt und es sich hierbei um einen Impulsbetrieb handelt ist die thermische Belastung auch bei hohen Nennspannungen ausreichend gering, so daß man in jedem Fall auch einen weiten Spannungsbereich für eine etwaige spannungsabhängige Drehzahlregelung des Elektromotors 2 zur Verfugung hat.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (8)

Patentansprüche:

1. Schutzschalter mit temperaturfühlergesteuerter Auslösevorrichtung und einem Arbeitsstromauslö-Eer, wobei der Schutzschalter ein Schloßschalter mit Hauptschaltereigenschaften entsprechend VDE Nr. 0113 ist und der Arbeitsstromauslöser für eine niedrige Betriebsspannung ausgelegt ist, dadurch gekennzeichnet, daß als Auslösevorrichtung eine solche, von einer äußeren Hilfsspannungsquelle to unabhängige elektronische Auswerteeinrichtung (11) vorgesehen ist, deren Thyristor (14) über eine die drei Netzphasen zusammenfassende Diodenschaltung (Diodengruppen 13,15) in Serie mit dem Arbeitsstromauslöser (10) an Spannung gelegt ist und der in ungestörtem Betriebsfall gesperrt ist und nur im Störfall von dem Temperaturfühler (16, 19) durchgesteuert ist

2. Schutzschalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Temperaturfühler ein oder mehrere temperaturabhängige Schaltkontakte (16) vorgesehen sind.

3. Schutzschaltet nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Temperaturfühler ein oder mehrere temperaturabhängige Widerstände (19) vorgesehen sind.

4. Schutzschalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine erste Diodengruppe (13) der Diodenschaltung, die Spule des Arbeitsstromaus- losers (1Ό), der den geschlossenen Stromkreis jü gesperrt haltende Thyristor (14) sowie eine weitere Diodengruppe (15) der Diodenschaltung im Stromkreis der elektronischen Auswerteeinrichtung (11) in Reihe geschaltet sind.

5. Schutzschalter nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Tor des Thyristors (14) über einen Widerstand (3) mit dem gemeinsamen Pol der ersten Diodengruppe (13) und über den oder die Temperaturfühler (16,19) mit dem gemeinsamen Pol der zweiten Diodengruppe (15) verbunden ist.

6. Schutzschalter nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die elektronische Auswerteeinrichtung (11) eine dem Arbeitsstromauslöser (10) antiparallel geschaltete Freilaufdiode (17) sowie einen dem Thyristor (14) parallel geschalteten Varistor (18) enthält.

7. Schutzschalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Arbeitsstromauslöser (10) für eine Gleichspannung ausgelegt ist.

8. Schutzschalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ihm zusätzliche Magnetspulen (6) für die Kurzschlußschnellauslösung zugeordnet sind.