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DE102013111954B4 - Attachable module for a contactor and a contactor with such a module - Google Patents

Attachable module for a contactor and a contactor with such a module Download PDF

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DE102013111954B4
DE102013111954B4 DE102013111954.9A DE102013111954A DE102013111954B4 DE 102013111954 B4 DE102013111954 B4 DE 102013111954B4 DE 102013111954 A DE102013111954 A DE 102013111954A DE 102013111954 B4 DE102013111954 B4 DE 102013111954B4
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DE
Germany
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contactor
module
switch
contacts
control
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Inventor
Wolfgang Meid
Oliver Knörrchen
Stephan Stanke
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Eaton Intelligent Power Ltd
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Eaton Intelligent Power Ltd
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Publication date
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Abstract

Aufsteckbares und zum Nachrüsten eines Schützes (12) ausgebildetes Modul (10) mit- zu Schaltkontakten (14) des Schützes parallel schaltbaren Halbleiterschaltern (16),- einer Ansteuerung (18) für die Halbleiterschalter (16) die ausgebildet ist, abhängig von der Ansteuerung (18) des Schützes (12) die Halbleiterschalter (16) während eines Ein- und/oder Ausschaltvorgangs des Schützes (12) derart anzusteuern, dass die Schaltkontakte (14) nahezu leistungslos schalten, und- einer integrierten Motorschutzschaltung (20, 22), die eine Motorschutz-Auslöseelektronik (20) und mindestens einen Stromwandler (22) zum berührungslosen Messen eines elektrischen Stromes aufweist, wobei die Auslöseelektronik (20) ausgebildet ist, fortlaufend über den mindestens einen Stromwandler (22) berührungslos einen elektrischen Strom zu messen und bei Verlassen eines vorgegebenen Nennstrombereichs durch den gemessenen Strom ein Abschaltsignal an die Ansteuerung (18) zum Einleiten eines Ausschaltvorgangs zu senden.Plug-in module (10) designed for retrofitting a contactor (12) with semiconductor switches (16) which can be connected in parallel with switching contacts (14) of the contactor, - a control (18) for the semiconductor switch (16) which is designed depending on the control (18) of the contactor (12) to control the semiconductor switches (16) during a switching on and / or off process of the contactor (12) in such a way that the switching contacts (14) switch almost without power, and an integrated motor protection circuit (20, 22), which has motor protection tripping electronics (20) and at least one current transformer (22) for contactless measurement of an electrical current, the tripping electronics (20) being designed to continuously measure an electrical current without contact via the at least one current transformer (22) and upon leaving a predetermined nominal current range by the measured current to send a shutdown signal to the control (18) to initiate a shutdown process.

Description

Die Erfindung betrifft ein aufsteckbares Modul für ein Schütz sowie ein Schütz mit einem derartigen Modul.The invention relates to a plug-on module for a contactor and a contactor with such a module.

Die Lebensdauer von Schützen wird unter anderem von den zu schaltenden Strömen und der Anzahl der Schaltvorgänge beeinflusst. Eine besonders hohe Belastung eines Schützes erfolgt in der Regel bei der Ansteuerung von elektrischen Maschinen wie Motoren, da hierbei hohe Ein- und Ausschaltströme auftreten, beispielsweise beim Anfahren von Motoren. Solch hohe Ströme führen häufig zu einem schnelleren Verschleiß der Schaltkontakte und damit zu einer reduzierten Lebensdauer des Schützes.The service life of contactors is influenced, among other things, by the currents to be switched and the number of switching operations. A contactor is usually subjected to a particularly high load when controlling electrical machines such as motors, since high switch-on and switch-off currents occur, for example when motors are started. Such high currents often lead to faster wear of the switch contacts and thus to a reduced service life of the contactor.

Um die Schaltkontakte eines Schützes vor solch hohen Strömen zu schützen, können zu den Schaltkontakten Triacs oder gegeneinander geschaltete Thyristoren parallel geschaltet werden, welche die Ströme während des Ein- oder Abschaltvorgangs aufnehmen, wie es beispielsweise in der US-Patentschrift 4,152,634 beschrieben ist.In order to protect the switching contacts of a contactor from such high currents, triacs or thyristors connected to one another can be connected in parallel to the switching contacts, which pick up the currents during the switching on or off process, as is the case, for example, in U.S. Patent 4,152,634 is described.

Die deutsche Offenlegungsschrift DE 103 15982 A1 betrifft ein hybrides elektromagnetisches Gleichstromschütz bzw. -schalter, und insbesondere ein hybrides elektromagnetisches Gleichstromschütz, welches in der Lage ist, ein Auftreten eines Lichtbogens beim Öffnen/Schließen eines Hybrid-strukturierten Schützes zu verhindern und einen Leckstrom durch Verbinden eines Halbleiterschalters parallel mit einem mechanischen Kontaktschalter zu minimieren. Weiterhin geht aus dieser Schrift hervor, dass eine Lichtbogen-Auslöscheinheit eines herkömmlichen elektromagnetischen Schützes entfernt und beispielsweise eine Halbleiterschalteinheit als Modulform installiert werden kann, um das hybride elektromagnetische Gleichstromschütz zu erhalten.The German published application DE 103 15982 A1 relates to a hybrid electromagnetic direct current contactor or switch, and in particular to a hybrid electromagnetic direct current contactor, which is able to prevent an arc from occurring when opening / closing a hybrid-structured contactor and a leakage current by connecting a semiconductor switch in parallel with a mechanical contact switch to minimize. This document also shows that an arc extinguishing unit of a conventional electromagnetic contactor can be removed and, for example, a semiconductor switching unit can be installed as a module in order to obtain the hybrid electromagnetic direct current contactor.

Die deutsche Patentschrift DE 196 19 437 C2 beschreibt ein Schaltgerät, das die zeitliche Abhängigkeit des Spannungssignals über seiner Hauptschaltstelle ausnutzt, um eine besonders rasche und sichere Ansteuerung seines Halbleiterschalters zu erreichen.The German patent specification DE 196 19 437 C2 describes a switching device that uses the temporal dependence of the voltage signal on its main switching point in order to achieve a particularly rapid and safe control of its semiconductor switch.

Die US-Patentschrift US 5 578 980 B1 beschreibt einen Hybridschalter, der folgendes umfasst: ein elektromagnetisches Schütz zum Leiten eines Stromflusses nach dem Einschaltvorgang, eine Halbleiterschaltvorrichtung, die parallel zu einem Hauptkontakt des elektromagnetischen Schützes geschaltet ist, um Ein- und Ausschaltvorgänge eines Stroms durchzuführen; und einen Halbleiter-Einheitenkörper mit einem Gehäuse mit quadratischem Querschnitt zur Aufnahme der Halbleiterschaltvorrichtung und Leiterplatten, die jeweils mit Anschlüssen der Halbleiterschaltvorrichtung verbunden und von den Seiten des Gehäuses herausgezogen sind, wobei Endabschnitte der Leiterplatten gebogen sind, um Hauptschaltungsanschlüsse zu bilden, wobei der Halbleiter-Einheitenkörper auf einem oberen Abschnitt des elektromagnetischen Schützes montiert ist und die Hauptschaltungsanschlüsse der aus dem Halbleiter-Einheitenkörper herausgezogenen Leiterplatten jeweils unter Verwendung von Anschlußschrauben an Hauptschaltungsanschlüssen des elektromagnetischen Schützes befestigt sind.The U.S. patent US 5,578,980 B1 describes a hybrid switch comprising: an electromagnetic contactor for conducting a current flow after the turn-on operation; a semiconductor switching device connected in parallel with a main contact of the electromagnetic contactor to perform turn-on and turn-off operations of a current; and a semiconductor unit body having a square cross-section housing for accommodating the semiconductor switching device and circuit boards each connected to terminals of the semiconductor switching device and pulled out from the sides of the housing, and end portions of the circuit boards are bent to form main circuit terminals, the semiconductor Unit body is mounted on an upper portion of the electromagnetic contactor and the main circuit connections of the circuit boards pulled out of the semiconductor unit body are each fastened to main circuit connections of the electromagnetic contactor using connecting screws.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es nun, eine Möglichkeit zu schaffen, ein herkömmliches Schütz bedarfsweise mit einem Schutz vor hohen Strömen bei Ein- und Ausschaltvorgängen nachrüsten zu können.The object of the present invention is now to provide a possibility of being able to retrofit a conventional contactor, if necessary, with protection against high currents during switch-on and switch-off processes.

Diese Aufgabe wird durch die Gegenstände der unabhängigen Ansprüche gelöst. Weitere Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.This object is solved by the subject matter of the independent claims. Further embodiments of the invention are the subject of the dependent claims.

Ein der vorliegenden Erfindung zugrunde liegender Gedanke besteht darin, ein aufsteckbares Modul für ein Schütz zu schaffen, das zu den Schaltkontakten des Schützes parallel schaltbare Halbleiterschalter und eine Ansteuerung für die Halbleiterschalter aufweist, welche die Halbleiterschalter während eines Ein- und Ausschaltvorgangs des Schützes derart ansteuert, dass die Schaltkontakte leistungslos schalten.One idea on which the present invention is based is to create a plug-on module for a contactor, which has semiconductor switches which can be connected in parallel to the switching contacts of the contactor and a control for the semiconductor switches which controls the semiconductor switches during a switching on and off process of the contactor, that the switch contacts switch without power.

Eine Ausführungsform der Erfindung betrifft ein aufsteckbares Modul für ein Schütz mit zu Schaltkontakten des Schützes parallel schaltbaren Halbleiterschaltern und einer Ansteuerung für die Halbleiterschalter, die ausgebildet ist, abhängig von der Ansteuerung des Schützes die Halbleiterschalter während eines Ein- und/oder Ausschaltvorgangs des Schützes derart anzusteuern, dass die Schaltkontakte nahezu leistungslos schalten. Durch ein derartiges Modul kann ein Schütz mit geringem Verdrahtungsaufwand nachgerüstet werden.One embodiment of the invention relates to a plug-on module for a contactor with semiconductor switches that can be connected in parallel with the contactor's switching contacts and a control for the semiconductor switches, which is designed to control the semiconductor switches during an on and / or off operation of the contactor depending on the control of the contactor that the switch contacts switch almost without power. With such a module, a contactor can be retrofitted with little wiring.

Die Halbleiterschalter können durch Triacs oder gegeneinander geschaltete Thyristoren implementiert sein. Triacs bzw. gegeneinander geschaltete Thyristoren können bei entsprechender Auslegung relativ hohe Ströme verkraften, wie sie vor allem beim Einschalten von Motoren auftreten.The semiconductor switches can be implemented by triacs or thyristors connected to one another. With appropriate design, triacs or thyristors connected to one another can withstand relatively high currents, such as occur especially when motors are switched on.

Die Ansteuerung kann ausgebildet sein, bei einem Einschaltvorgang zunächst die Halbleiterschalter zu schließen, anschließend die Schaltkontakte zu schließen und danach die Halbleiterschalter zu öffnen, und/oder bei einem Ausschaltvorgang zunächst die Halbleiterschalter zu schließen, anschließend die Schaltkontakte zu öffnen und danach die Halbleiterschalter zu öffnen. Durch eine derartige Ansteuerung kann gewährleistet werden, dass die Schaltkontakte des Schützes nahezu leistungslos schalten, da während des Öffnens oder Schließens der Schaltkontakte die parallel geschalteten Halbleiterschalter geschlossen sind, so dass über diese die beim Ein- bzw. Ausschalten auftretenden hohen Ströme fließen.The control can be designed to first close the semiconductor switches during a switch-on process, then to close the switch contacts and then to open the semiconductor switches, and / or to close the semiconductor switches after a switch-off process, then to open the switch contacts and then to open the semiconductor switches . Such a control can ensure that switch the switching contacts of the contactor almost without power, since the semiconductor switches connected in parallel are closed during opening or closing of the switching contacts, so that the high currents that occur when switching on or off flow through them.

Das Modul weist ferner eine integrierte Motorschutzschaltung auf. Insbesondere kann das Modul hierzu eine Auslöseelektronik sowie pro Phase einen Stromwandler aufweisen, die abhängig von den Ausgangssignalen der Stromwandler eine Abschaltung die Stromzufuhr zum Motor steuert, insbesondere bei zu hohen Strömen eine Abschaltung der Motor-Stromzufuhr bewirkt.The module also has an integrated motor protection circuit. In particular, the module can have trigger electronics for this purpose and a current transformer per phase, which, depending on the output signals of the current transformers, controls a shutdown of the power supply to the motor, in particular if the currents are too high, causes a shutdown of the motor power supply.

Weiterhin kann das Modul ein Gehäuse mit einer Bodenplatte besitzen, die Kontakte aufweist, mit denen das Modul in entsprechende Gegenkontakte des Schützes auf dieses aufgesteckt werden kann. Hierbei dienen die Kontakte an der Bodenplatte gleichzeitig als elektrische Verbindung zwischen Modul und Schütz und als Fixierung für das Modul am Schütz.Furthermore, the module can have a housing with a base plate, which has contacts with which the module can be plugged onto corresponding contactors of the contactor. The contacts on the base plate serve both as an electrical connection between the module and the contactor and as a fixation for the module on the contactor.

Eine weitere Ausführungsform der Erfindung betrifft ein Schütz mit einer Kopfplatte und Gegenkontakten zum Aufsetzen bzw. Kontaktieren mit Steckkontakten eines aufsteckbaren Moduls nach der Erfindung und wie hierin beschrieben. Die Gegenkontakte des Schützes sind insbesondere mit den Schaltkontakten des Schützes verbunden und ermöglichen so durch das aufsteckbare Modul die Erweiterung der Schutzfunktionen des Schützes.Another embodiment of the invention relates to a contactor with a head plate and mating contacts for mounting or contacting with plug contacts of a pluggable module according to the invention and as described herein. The mating contacts of the contactor are connected in particular to the switching contacts of the contactor and thus enable the protective functions of the contactor to be expanded through the pluggable module.

Weitere Vorteile und Anwendungsmöglichkeiten der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung in Verbindung mit den in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispielen.Further advantages and possible uses of the present invention result from the following description in connection with the exemplary embodiments shown in the drawings.

In der Beschreibung, in den Ansprüchen, in der Zusammenfassung und in den Zeichnungen werden die in der hinten angeführten Liste der Bezugszeichen verwendeten Begriffe und zugeordneten Bezugszeichen verwendet.In the description, in the claims, in the abstract and in the drawings, the terms and associated reference symbols used in the list of reference symbols given below are used.

Die Zeichnungen zeigen in

  • 1 ein Schaltungsdiagramm eines Ausführungsbeispiels des aufsteckbaren Moduls gemäß der Erfindung;
  • 2 und 3 zwei verschiedene Ansichten eines Schützes mit einem Ausführungsbeispiel eines aufsteckbaren Moduls gemäß der Erfindung in geöffneter Ansicht;
  • 4 und 5 zwei verschiedene Ansichten des in den 2 und 3 gezeigten Schützes mit dem aufsteckbaren Modul gemäß der Erfindung in geschlossener Ansicht; und
  • 6 eine Ansicht des in den 2 und 3 gezeigten Schützes mit dem aufsteckbaren Modul gemäß der Erfindung in aufgestecktem Zustand.
The drawings show in
  • 1 a circuit diagram of an embodiment of the plug-on module according to the invention;
  • 2nd and 3rd two different views of a contactor with an embodiment of a plug-on module according to the invention in an open view;
  • 4th and 5 two different views of the in the 2nd and 3rd shown contactor with the plug-on module according to the invention in a closed view; and
  • 6 a view of the in the 2nd and 3rd shown contactor with the plug-in module according to the invention in the plugged-in state.

In der folgenden Beschreibung können gleiche, funktional gleiche und funktional zusammenhängende Elemente mit den gleichen Bezugszeichen versehen sein. Absolute Werte sind im Folgenden nur beispielhaft angegeben und sind nicht als die Erfindung einschränkend zu verstehen.In the following description, identical, functionally identical and functionally related elements can be provided with the same reference symbols. Absolute values are given below by way of example only and are not to be understood as limiting the invention.

1 zeigt ein Schaltungsdiagramm mit den Bestandteilen eines aufsteckbaren Moduls zum Nachrüsten eines für einen dreiphasigen elektronischen Motorstarter vorgesehenen Schützes mit einem Schutz vor hohen Strömen bei Ein- und Ausschaltvorgängen. Von der elektrischen Schaltung des Schützes sind drei Schalter 14 (entsprechend drei mechanisch schaltbaren Schaltkontaktpaaren) dargestellt, welche drei Wicklungen T1, T2 und T3 eines Motors jeweils mit einer der drei Phasen L1, L2 und L3 elektrisch verbinden. Diese Schalter sind im Gehäuse des Schützes 12 (siehe die 2-6) angeordnet. Die übrigen in 1 gezeigten Elemente sind Teil der Elektronik des austeckbaren Moduls: drei Triacs 16 als Halbleiterschalter, von denen jeweils einer parallel zu einem der drei Schalter 14 geschaltet ist; drei Stromwandler 22 als Teil eines Motorschutzes, von denen jeweils einer einer der drei Zuleitungen zu den Motorwicklungen T1-T3 zugeordnet ist, so dass die in den Motorwicklungen T1-T3 fließenden elektrischen Ströme berührungslos gemessen werden können; eine Einheit mit der Ansteuerung 18 der Triacs 16 und der Schaltkontakte 14, einer Motorschutz-Auslöseelektronik 20 und einer Spannungsversorgung der beiden Einheiten 18 und 20, die eine eingangsseitig zugeführte Gleichspannung von 24 Volt und eine eingangsseitig zugeführte Wechselspannung von 230 Volt in eine für die Spannungsversorgung der beiden Einheiten 18 und 20 geeignete Betriebsspannung umsetzt. 1 shows a circuit diagram with the components of a plug-on module for retrofitting a contactor provided for a three-phase electronic motor starter with protection against high currents during switch-on and switch-off processes. There are three switches from the electrical circuit of the contactor 14 (corresponding to three mechanically switchable switching contact pairs), which three windings T1 , T2 and T3 a motor with one of the three phases L1 , L2 and L3 connect electrically. These switches are in the contactor housing 12th (see the 2-6 ) arranged. The rest in 1 The elements shown are part of the electronics of the plug-in module: three triacs 16 as a semiconductor switch, one of which is parallel to one of the three switches 14 is switched; three current transformers 22 as part of a motor protection, one of which is one of the three leads to the motor windings T1-T3 is assigned so that in the motor windings T1-T3 flowing electrical currents can be measured without contact; one unit with the control 18th the triacs 16 and the switch contacts 14 , a motor protection release electronics 20 and a power supply for the two units 18th and 20 which have a DC voltage of 24 volts on the input side and an AC voltage of 230 volts on the input side into one for the voltage supply of the two units 18th and 20 implement suitable operating voltage.

Im Folgenden wird die Funktionsweise der Ansteuerung 18 erläutert, die durch einen Mikroprozessor oder Mikrokontroller und einem in einem Speicher abgelegten und vom Mikroprozessor oder Mikrokontroller ausführbaren Betriebsprogramm oder durch ein ASIC (Application Specific Integrated Circuit) oder (F)PGA ((Field) Programable Gate Array) implementiert sein kann:

  1. 1. Einschalten des elektronischen Motorstarters, Anfahren des Motors:
    • Bei einem Einschaltvorgang schaltet die Ansteuerung 18 zunächst die Triacs 16 ein, so dass über diese die beim Anfahren des Motors auftretenden hohen Ströme von den drei Phasen L1-L3 in die Motorwicklungen T1-T3 fließen können.
    • Nach einer vorgegebenen Zeitdauer, die von verschiedenen Parametern wie beispielsweise dem Absinkverhalten der Ströme abhängen kann, schaltet die Ansteuerung 18 die Schaltkontakte bzw. Schalter 14 des Schützes 12 ein.
    • Wiederum nach einer vorgegebenen Zeitdauer schaltet dann die Ansteuerung 18 die Triacs 16 wieder aus, so dass die Ströme von den drei Phasen L1-L3 über die Schaltkontakte bzw. Schalter 14 des Schützes 12 fließen.
  2. 2. Ausschalten des elektronischen Motorstarters, Abschalten des Motors:
    • Bei einem Ausschaltvorgang schaltet die Ansteuerung 18 zunächst wieder die Triacs 16 ein.
    • Nach einer vorgegebenen Zeitdauer, die von verschiedenen Parametern wie beispielsweise dem Absinkverhalten der Spannungen abhängen kann, schaltet die Ansteuerung 18 die Schaltkontakte bzw. Schalter 14 des Schützes 12 aus.
    • Wiederum nach einer vorgegebenen Zeitdauer schaltet dann die Ansteuerung 18 die Triacs 16 wieder aus.
The following is how the control works 18th explained, which can be implemented by a microprocessor or microcontroller and an operating program stored in a memory and executable by the microprocessor or microcontroller or by an ASIC (Application Specific Integrated Circuit) or (F) PGA ((Field) Programmable Gate Array):
  1. 1. Switch on the electronic motor starter, start the motor:
    • When activated, the control switches 18th first the triacs 16 so that the high currents from the three phases that occur when starting the motor L1-L3 into the motor windings T1-T3 can flow.
    • After a predetermined period of time, which can depend on various parameters such as the sinking behavior of the currents, the control switches 18th the switch contacts or switches 14 the shooter 12th a.
    • The control then switches again after a predetermined period of time 18th the triacs 16 back out so the currents from the three phases L1-L3 via the switch contacts or switches 14 the shooter 12th flow.
  2. 2. Switching off the electronic motor starter, switching off the motor:
    • The control switches when the device is switched off 18th first the triacs again 16 a.
    • After a predetermined period of time, which can depend on various parameters such as the drop behavior of the voltages, the control switches 18th the switch contacts or switches 14 the shooter 12th out.
    • The control then switches again after a predetermined period of time 18th the triacs 16 out again.

Die von der Ansteuerung 18 kontrollierten Schaltvorgänge der Triacs 16 und der Schaltkontakte bzw. Schalter 14 des Schützes 12 bewirken, dass die Schaltkontakte bzw. Schalter 14 nahezu leistungslos schalten und demnach besser vor Verschleiß geschützt sind, beispielsweise indem beim Öffnen der Schaltkontakte 14 auftretende Lichtbögen wirksam verhindert werden, wodurch die Schaltkontakte 14 besser vor Lichtbogen-bedingten Verschleiß wie Abbrand etc. geschützt sind und indem beim Verbinden der Motorwicklungen T1-T3 mit den Phasen auftretende hohe und die Schaltkontakte 14 stark belastende Ströme vermieden werden.The one from the control 18th controlled switching operations of the triacs 16 and the switch contacts or switches 14 the shooter 12th cause the switch contacts or switches 14 switch almost without power and are therefore better protected against wear, for example by opening the switch contacts 14 Arcing occurring can be effectively prevented, causing the switch contacts 14 better protected against arc-related wear such as erosion etc. and by connecting the motor windings T1-T3 with the phases occurring high and the switch contacts 14 heavy currents can be avoided.

Nachfolgend wird die Funktion des Motorschutzes erläutert. Die Motorschutz-Auslöseelektronik 20 misst fortlaufend über die Stromwandler 22 die in den Wicklungen T1-T3 fließenden Ströme und sendet sein Abschaltsignal an die Ansteuerung 18, sobald die gemessenen Ströme einen vorgegebenen Nennstrombereich des Motors verlassen. Die Ansteuerung 18 leitet als Antwort auf das Abschaltsignal den oben beschriebenen Ausschaltvorgang ein. Die Motorschutz-Auslöseelektronik 20 kann beispielsweise wie in der internationale Patentanmeldung W02007/104733A2 beschrieben ausgebildet sein.The function of the motor protection is explained below. The motor protection release electronics 20 continuously measures via the current transformers 22 the in the windings T1-T3 flowing currents and sends its switch-off signal to the control 18th as soon as the measured currents leave a specified nominal current range of the motor. The control 18th initiates the shutdown procedure described above in response to the shutdown signal. The motor protection release electronics 20 can, for example, as in the international patent application W02007 / 104733A2 be described.

In 2 ist eine konkrete Implementierung des erfindungsgemäßen aufsteckbaren Moduls 10 in geöffneter Ansicht und des Schützes 12 dargestellt, auf welches das Modul 10 aufgesteckt werden kann.In 2nd is a concrete implementation of the plug-in module according to the invention 10th in the open view and the contactor 12th on which the module 10th can be plugged on.

Das Schütz 12 ist zur Montage auf einer Profilschiene eines Schaltkastens oder Schaltschranks ausgebildet und weist einer seiner Stirnseite Schaltanschlüsse 36 für mehrere Phasen oder Motorwicklungsanschlüsse auf. In seiner Kopfplatte 38 sind Gegenkontakte 28 für die Steckkontakte 26 des Moduls 10 in entsprechenden Aufnahmen vorgesehen.The contactor 12th is designed for mounting on a profile rail of a switch box or control cabinet and has one of its front side switch connections 36 for multiple phases or motor winding connections. In his headstock 38 are counter contacts 28 for the plug contacts 26 of the module 10th provided in corresponding recordings.

Das Modul 10 umfasst eine Modul-Bodenplatte 24 mit Kontakten zur Kontaktierung der Modul-Steckkontakte 26 mit den entsprechenden Kontakten auf der Modul-Elektronik-Platine 32, die von einem Gehäuseoberteil 30 des Moduls vor Umwelteinflüssen geschützt ist. Die Modul-Steckkontakte 26 erstrecken sich in zwei Reihen, wie in 3 deutlich erkennbar ist, nach unten von der Bodenplatte 24 weg und dienen einerseits zum elektrischen Verbinden des Moduls 10 mit dem Schütz 12 und andererseits zum Fixieren des Moduls 10 auf dem Schütz 12. Zum Kombinieren von Modul 10 und Schütz 12 werden einfach die Modul-Steckkontakte 26 in die Gegenkontakte 28 des Schützes 12 eingesteckt, wie es in den 3 bis 5 durch die gestrichelten Linien gezeigt ist. Pro Schalter bzw. Schaltkontaktpaar des Schützes 12 ist ein Steckerkontakt-Paar an der Bodenplatte 24 des Moduls 10 vorgesehen. An der Bodenplatte 24 kann außerdem ein Zapfen 40 vorgesehen sein (siehe 4), der das Modul 10 auf der Kopfplatte 38 des Schützes 12 ausrichtet.The module 10th includes a module base plate 24th with contacts for contacting the module plug contacts 26 with the corresponding contacts on the module electronics board 32 by an upper housing part 30th the module is protected from environmental influences. The module plug contacts 26 extend in two rows, as in 3rd is clearly visible down from the bottom plate 24th away and serve on the one hand for the electrical connection of the module 10th with the contactor 12th and on the other hand to fix the module 10th on the contactor 12th . To combine module 10th and contactor 12th simply become the module plug contacts 26 in the counter contacts 28 the shooter 12th plugged in as in the 3rd to 5 is shown by the dashed lines. Per switch or contact pair of contactors 12th is a plug contact pair on the base plate 24th of the module 10th intended. On the bottom plate 24th can also be a spigot 40 be provided (see 4th ) that the module 10th on the headstock 38 the shooter 12th aligns.

6 zeigt das Schütz 12 mit dem aufgesteckten Modul 10. In diesem Zustand ist nun das Schütz 12 mit einem Schutz vor hohen Strömen bei Ein- und Ausschaltvorgängen sowie einem Motorschutz nachgerüstet, ohne dass ein größerer Verdrahtungsaufwand erforderlich ist, was den Einsatz des Moduls wesentlich erleichtert. 6 shows the contactor 12th with the attached module 10th . The contactor is now in this state 12th Retrofitted with protection against high currents during switch-on and switch-off processes as well as motor protection without the need for extensive wiring, which considerably simplifies the use of the module.

Die vorliegende Erfindung eignet sich vor allem zum Nachrüsten von Schützen zur Verlängerung der Lebensdauer, und um gleichzeitig den Verdrahtungsaufwand zum Verbinden mit dem Schütz möglichst gering zu halten. Insbesondere eignet sich die Erfindung zum Einsatz bei elektronischen Motorstartern. Durch einen integrierten Motorschutz kann die Schutzfunktion des Moduls weiter ausgebaut werden.The present invention is particularly suitable for retrofitting contactors to extend the service life and, at the same time, to keep the wiring effort for connecting to the contactor as low as possible. The invention is particularly suitable for use with electronic motor starters. The protective function of the module can be further expanded by an integrated motor protection.

BezugszeichenlisteReference list

1010th
aufsteckbares Modulplug-on module
1212th
SchützContactor
1414
SchaltkontakteSwitch contacts
1616
TriacsTriacs
1818th
Ansteuerung der Triacs 16 und Schaltkontakte 14 Control of the triacs 16 and switch contacts 14
2020
Motorschutz-AuslöseelektronikMotor protection tripping electronics
2222
StromwandlerPower converter
2424th
Modul-BodenplatteModule base plate
2626
Modul-SteckkontakteModule plug contacts
2828
Schütz-GegenkontakteContactor counter contacts
3030th
Modul-GehäuseoberteilModule housing upper part
3232
Modul-Elektronik-PlatineModule electronics board
3434
SpannungsversorgungPower supply
3636
SchaltanschlüsseSwitching connections
3838
Kopfplatte des Schützes 12 Contactor head plate 12th
4040
ZapfenCones

Claims (5)

Aufsteckbares und zum Nachrüsten eines Schützes (12) ausgebildetes Modul (10) mit - zu Schaltkontakten (14) des Schützes parallel schaltbaren Halbleiterschaltern (16), - einer Ansteuerung (18) für die Halbleiterschalter (16) die ausgebildet ist, abhängig von der Ansteuerung (18) des Schützes (12) die Halbleiterschalter (16) während eines Ein- und/oder Ausschaltvorgangs des Schützes (12) derart anzusteuern, dass die Schaltkontakte (14) nahezu leistungslos schalten, und - einer integrierten Motorschutzschaltung (20, 22), die eine Motorschutz-Auslöseelektronik (20) und mindestens einen Stromwandler (22) zum berührungslosen Messen eines elektrischen Stromes aufweist, wobei die Auslöseelektronik (20) ausgebildet ist, fortlaufend über den mindestens einen Stromwandler (22) berührungslos einen elektrischen Strom zu messen und bei Verlassen eines vorgegebenen Nennstrombereichs durch den gemessenen Strom ein Abschaltsignal an die Ansteuerung (18) zum Einleiten eines Ausschaltvorgangs zu senden.Plug-in module (10) designed for retrofitting a contactor (12) - Semiconductor switches (16) which can be connected in parallel with switching contacts (14) of the contactor, - A control (18) for the semiconductor switch (16) which is designed to control the semiconductor switch (16) as a function of the control (18) of the contactor (12) during an on and / or off operation of the contactor (12) in such a way that switch the switching contacts (14) almost without power, and - An integrated motor protection circuit (20, 22) which has motor protection tripping electronics (20) and at least one current transformer (22) for contactless measurement of an electrical current, the tripping electronics (20) being designed continuously via the at least one current transformer (22 ) measure an electrical current without contact and send a switch-off signal to the control (18) to initiate a switch-off process when the measured current leaves a predetermined nominal current range. Modul (10) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Halbleiterschalter (16) durch Triacs (16) oder gegeneinander geschaltete Thyristoren implementiert sind.Module (10) after Claim 1 , characterized in that the semiconductor switches (16) are implemented by triacs (16) or thyristors connected to one another. Modul (10) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Ansteuerung (18) ausgebildet ist, - bei einem Einschaltvorgang zunächst die Halbleiterschalter (16) zu schließen, anschließend die Schaltkontakte (14) zu schließen und danach die Halbleiterschalter (16) zu öffnen, und/oder - bei einem Ausschaltvorgang zunächst die Halbleiterschalter (16) zu schließen, anschließend die Schaltkontakte (14) zu öffnen und danach die Halbleiterschalter (16) zu öffnen.Module (10) after Claim 1 or 2nd , characterized in that the control (18) is designed to - first close the semiconductor switches (16) during a switch-on process, then close the switch contacts (14) and then open the semiconductor switches (16), and / or - for one Switching off first to close the semiconductor switches (16), then to open the switch contacts (14) and then to open the semiconductor switches (16). Modul (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass es ein Gehäuse mit einer Bodenplatte (24) besitzt, die Kontakte (26) aufweist, mit denen das Modul (10) in entsprechende Gegenkontakte (28) des Schützes (12) auf dieses aufgesteckt werden kann.Module (10) according to one of the preceding claims, characterized in that it has a housing with a base plate (24) which has contacts (26) with which the module (10) in corresponding counter contacts (28) of the contactor (12) can be attached to this. Schütz (12) mit einer Kopfplatte (38) und Gegenkontakten (28) zum Aufsetzen bzw. Kontaktieren mit Steckkontakten (26) eines aufsteckbaren Moduls (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche.Contactor (12) with a head plate (38) and mating contacts (28) for mounting or contacting with plug contacts (26) of an attachable module (10) according to one of the preceding claims.
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