DE19700521C2 - Kommunikationsfähiges Schütz mit elektronisch gesteuertem Antrieb - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Schaltgerät, insbesondere Relais oder Schütz mit einem Magnetsystem, das einen Anker ein Joch, einen Spulenkörper mit einer Spule und eine Ansteuere­ lektronik mit Sensoren zur Istwerterfassung antriebsspezifi­ sche Schaltparameter umfaßt wobei zwischen Anker und Joch ein Zwangsluftspalt vorhanden ist.

Schaltgeräte mit Magnetsystem, z. B. Schütze, werden in der Antriebs- und Automatisierungstechnik eingesetzt und dienen im Verbund mit anderen Komponenten zur Sicherung und Steue­ rung elektrischer Verbraucher.

Um solche Schaltgeräte optimal an ihre Schaltaufgabe unter Berücksichtigung unterschiedlicher Betriebsbedingungen und spezifischer Geräteeigenschaften anzupassen, wurden Prinzi­ pien geregelter Schaltantriebe entwickelt, die die Typenviel­ falt der Spulen, die aufgrund unterschiedlicher Erregerspan­ nung bisher notwendig waren, reduziert. Sie sind sowohl für Wechsel- als auch Gleichstrom einsetzbar und führen durch Verringerung des Kontaktprellens zu einer Reduzierung des Ab­ brandes der Kontaktstellen und damit zu einer Erhöhung der Kontaktlebensdauer. Gleichzeitig wird die Leistungsaufnahme des Erregerkreises während der Haltephase reduziert.

So ist durch die EP 0 376 493 A1 eine Steuerschaltung be­ kannt, die bei elektromagnetischen Ventilen Prellerscheinun­ gen vermindert. In der ersten Bewegungsphase wird für eine hohe Anzugsgeschwindigkeit ein hoher Strom zugelassen, der noch vor dem Schließen des Ventils auf einen relativ kleinen Wert reduziert wird. Die DE 31 20 041 A1 beschreibt eine Mag­ netspule für Schütze und Magnetventile, bestehend aus einem Spulenkörper mit darauf angeordneter Reglerwicklung in der ein im Stromkreis der Magnetspule liegendes Temperatursiche­ rungselement angeordnet ist. Die DE 24 20 034 A1 beschreibt ein elektromagnetisches Schaltgerät mit einem Sockel und ei­ nem nach dem Tauchanker-Magnetprinzip ausgebildeten Magnetan­ triebsteil der ein einteiliges rahmenförmiges Magnetgestell und eine von der Seite her in dieses Magnetgestell einschieb­ barer Spule aufweist. Die DE 40 05 809 A1 beschreibt einen Reglerbaustein für die Ansteuerung von Relais oder derglei­ chen mit einer in einem Gehäuse angeordneten integrierten Schaltungsanordnung deren Anschlußelemente zumindest nach ei­ ner Gehäuseseite in Form von Flachsteckern bzw. Flachsteck­ hülsen herausgeführt sind.

Durch die bekannten Schaltungsanordnungen für Schaltgerätean­ triebe werden zwar die Lösungen der obengenannten Probleme angestrebt, es wird aber dabei nicht auf anwenderspezifische Probleme eingegangen, wie z. B. Wartungsfreundlichkeit, EMV- Sicherheit und Bedienungsfreundlichkeit im Alltagseinsatz der Schaltgeräte.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Schaltungsan­ ordnung für Schaltgeräteantriebe zu schaffen, die die ein­ gangs erwähnten Vorteile als auch eine Wartungs- und Bedie­ nungsfreundlichkeit und gleichzeitige EMV-Sicherheit in der täglichen Praxis beinhaltet.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß in dem Schaltgerät eine mit der Ansteuerelektronik elektrisch ver­ bundene Kommunikationselektronik vorgesehen ist und daß zur Istwerterfassung eines durch die Spule erzeugbaren magneti­ schen Flusses mindestens einer der Sensoren im Zwangsluft­ spalt auf dem Spulenkörper gelagert ist. Durch den kompakten Aufbau des Spulenkörpers, der sämtliche Sensoren, Regel- und/oder Steuereinrichtungen und Anschlüsse enthält, sind herkömmliche Spulenkörper einfach zu ersetzen. Datenbusver­ bindungen zur Leitstelle vereinfachen durch Rückmeldungen des Schaltgerätes die Prozeßüberwachung (Meldung "Ein-Aus", Steu­ erspannung steht an, Meldung des Zustandes eines anderen Gerätes, Restlebens­ dauer der Hauptkontakte). Außerdem ist eine Parametrierung des Schaltgerätes von der Leitstelle aus möglich.

Zusätzliche vorteilhafte Ausgestaltungen des Erfindungsge­ genstandes sind den weiteren Unteransprüchen zu entnehmen.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird im folgenden an­ hand einer Zeichnung näher erläutert.

Die Zeichnung zeigt eine prinzipielle Darstellung des Ma­ gnetsystems als U-Kern ausgeführt, mit Joch 1, Anker 2 und Spulenkörper 3 in einer Explosionsdarstellung. Dabei sind Joch 1 und Anker 2 baugleich mit bisherigen Ausführungsfor­ men. Der Spulenkörper 3 setzt sich zusammen aus einer Spule 4, einem Magnetfeldsensor 5, der sich an einem Steg 6 über den mit dem Zwangsluftspalt 7 ausgeführten Schenkel 8 des Jochs 1 vorgesehenen Durchstecköffnung 9 des Spulenkörpers 3 befindet, einer Schützansteuerelektronik 10 und einer darauf gesteckten Kommunikationselektronik 11 mit einem Busanschluß 12, Anschlüssen für die Steuerspannung 13, Hilfsschalter 14 für Schaltstellungsanzeigen des Schützes, Temperatursensoren 15 in der Elektronik 10, 11, der Spule 4 und einen digitalen Eingang 16 für Meldungen von anderen Schaltgeräten.

Über das Bussystem 12 können von einer Leitstelle Zustandsab­ fragen hinsichtlich Restlebensdauer, Temperatur der Elektro­ nik und der Spule, Steuerspannung und Schaltstellung erfol­ gen. Außerdem kann von der Leitstelle das Schütz parametriert werden, z. B. können Totzeitkonstanten des Regelkreises der Schützansteuerelektronik und Schwellwerte geändert werden. Dieser modulare und kompakte Aufbau des Spulenkörpers 3 ver­ einigt die Vorteile des geregelten Schützantriebes mit dem des kompakten Aufbaus, der EMV-Sicherheit und der Bedienungs­ freundlichkeit.

Auch für anders gestaltete Magnetsysteme z. B. E-Kerne läßt sich ein dementsprechend gestalteter Spulenkörper, in diesem Fall dann mit 3 Durchstecköffnungen einsetzen.

Claims (2)

1. Schaltgerät, insbesondere Relais oder Schütz mit einem Magnetsystem, das einen Anker (2), ein Joch (1), einen Spu­ lenkörper (3) mit einer Spule (4) und eine Ansteuerelektronik (10) mit Sensoren (5) zur Ist-Wert-Erfassung antriebsspezifi­ scher Schaltparameter umfaßt, wobei zwischen Anker (2) und Joch (1) ein Zwangsluftspalt (7) vorhanden ist, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Schaltgerät eine mit der Ansteuerelektronik (10) elek­ trisch verbundene Kommunikationselektronik (11) vorgesehen ist, und daß zur Ist-Wert-Erfassung eines durch die Spule (4) erzeugbaren magnetischen Flusses mindestens einer der Senso­ ren (5) im Zwangsluftspalt (7) auf dem Spulenkörper (3) gela­ gert ist.

2. Schaltgerät nach Anspruch 1, dadurch ge­ kennzeichnet, daß zur Lagerung des zur Ist-Wert- Erfassung des magnetischen Flusses vorgesehenen Sensors (5) der Spulenkörper (3) im Bereich des Zwangsluftspaltes (7) mit einem Steg (6) ausgebildet ist.