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DE19817398A1 - Electric points heating control unit with switch control unit for controllable coupling of heating current circuit to power supply e.g. for railway network - Google Patents

Electric points heating control unit with switch control unit for controllable coupling of heating current circuit to power supply e.g. for railway network

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Publication number
DE19817398A1
DE19817398A1 DE1998117398 DE19817398A DE19817398A1 DE 19817398 A1 DE19817398 A1 DE 19817398A1 DE 1998117398 DE1998117398 DE 1998117398 DE 19817398 A DE19817398 A DE 19817398A DE 19817398 A1 DE19817398 A1 DE 19817398A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
circuit
heating
control device
control unit
further characterized
Prior art date
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Application number
DE1998117398
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German (de)
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DE19817398C2 (en
Inventor
Joerg Benninghoff
Volker Wiesner
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Pintsch Aben BV
Original Assignee
Pintsch Aben BV
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Publication date
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Publication of DE19817398A1 publication Critical patent/DE19817398A1/en
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Publication of DE19817398C2 publication Critical patent/DE19817398C2/en
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    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E01CONSTRUCTION OF ROADS, RAILWAYS, OR BRIDGES
    • E01BPERMANENT WAY; PERMANENT-WAY TOOLS; MACHINES FOR MAKING RAILWAYS OF ALL KINDS
    • E01B7/00Switches; Crossings
    • E01B7/24Heating of switches

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  • Structural Engineering (AREA)
  • Control Of Resistance Heating (AREA)

Abstract

The switch control unit (5) contains a power part (5b) with an electronic controlled adjusting element, which is controllable at the load circuit side of the at least one heating current circuit, and is coupled to the power supply (2,3,4) including a switch (2), a transformer (3) and a line (4).

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine elektrische Weichenhei­ zungssteuereinrichtung mit einer Schaltsteuereinheit zur steuerbaren Ankopplung wenigstens eines Weichenheizstromkrei­ ses an eine Leistungsversorgung.The invention relates to an electrical switch tion control device with a switching control unit controllable coupling of at least one point heating circuit ses to a power supply.

Derartige Einrichtungen werden zur Steuerung elektrischer Weichenheizungsanlagen eingesetzt, wie sie z. B. im Eisenbahn­ netz der Deutschen Bundesbahn verwendet und von der Anmelde­ rin hergestellt werden. Üblicherweise wird die Leistungsver­ sorgung für die elektrische Weichenheizung in diesem Fall vom Eisenbahn-Fahrdraht abgezweigt, wobei die Schaltsteuereinheit den oder die Weichenheizstromkreise nach Bedarf an die Ener­ gieversorgung des Fahrdrahtes an- und abkoppelt. Eine her­ kömmliche Schaltsteuereinheit besitzt zu diesem Zweck ein so­ genanntes Heizschütz als koppelndes, die Leitungsverbindung mechanisch öffnendes und schließendes Schaltelement. Ein sol­ ches Heizschütz unterliegt prinzipbedingt mechanischem Ver­ schleiß und besitzt mechanisch bedingt eine begrenzte Schalthäufigkeit und dadurch eine relativ hohe Temperatur-Schalt­ hysterese im Bereich von typischerweise 5 K oder mehr, was einen entsprechenden Mehrverbrauch elektrischer Energie zur Folge hat. Such devices are used to control electrical Switch heating systems used, as z. B. in the railroad network of the Deutsche Bundesbahn and used by the registration be made. Usually the power ver supply for the electric point heating in this case from Railroad contact wire branched off, the switching control unit the switch heating circuit or circuits as required to the energy company Power supply for the contact wire is connected and disconnected. One ago Conventional switching control unit has such a purpose named heating contactor as a coupling, the line connection mechanically opening and closing switching element. A sol The heating contactor is subject to mechanical Ver wear and is mechanically limited Switching frequency and therefore a relatively high temperature switching hysteresis in the range of typically 5 K or more, what a corresponding additional consumption of electrical energy has the consequence.  

Der Erfindung liegt als technisches Problem die Bereitstel­ lung einer elektrischen Weichenheizungssteuereinrichtung der eingangs genannten Art zugrunde, die eine hohe Haltbarkeit aufweist und einen energieverbrauchsgünstigen Betrieb des oder der zugeordneten Heizstromkreise ermöglicht.The invention is the technical problem of providing development of an electrical point heating control device of type mentioned above, which has a high durability has and an energy-efficient operation of the or the assigned heating circuits.

Die Erfindung löst dieses Problem durch die Bereitstellung einer elektrischen Weichenheizungssteuereinrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1. Bei dieser Einrichtung beinhaltet die Schaltsteuereinheit einen Leistungsteil mit einem elek­ tronisch gesteuerten Stellglied, das lastkreisseitig den we­ nigstens einen Heizstromkreis steuerbar an die Leistungsver­ sorgung ankoppelt. Die Benutzung eines solchen elektronisch gesteuerten Stellgliedes statt eines mechanisch schaltenden Stellgliedes vermeidet jeglichen mechanischen Verschleiß und ermöglicht bei richtiger Ansteuerung eine fast unbegrenzte Haltbarkeit des Stellgliedes und damit der Einrichtung insge­ samt. Zudem ist die Schalthäufigkeit eines solchen elektro­ nisch gesteuerten Stellgliedes bei korrekter Ansteuerung na­ hezu unbegrenzt, wodurch sich eine vergleichsweise geringe Temperatur-Schalthysterese von z. B. nur 1 K erzielen läßt, was wiederum zu merklichen Energieeinsparungen bei der elektri­ schen Beheizung der zugehörigen Weichen führt.The invention solves this problem by providing it an electrical point heating control device with the Features of claim 1. Included in this facility the switching control unit a power unit with an elek tronically controlled actuator, the load circuit side the we at least one heating circuit controllable to the power ver supply coupled. The use of such an electronic controlled actuator instead of a mechanically switching Actuator avoids any mechanical wear and tear enables an almost unlimited number if controlled correctly Durability of the actuator and thus the facility in total velvet. In addition, the switching frequency of such an electric nisch controlled actuator with correct control na almost unlimited, resulting in a comparatively small Temperature switching hysteresis of e.g. B. only 1 K can achieve what again to noticeable energy savings in the electri heating of the associated switches.

Bei einer nach Anspruch 2 weitergebildeten Einrichtung ist das elektronisch gesteuerte Stellglied von einem Triac-Thyristor-Modul hoher Leistungsfähigkeit gebildet. Ein sol­ ches Halbleiterleistungsschaltermodul ist vorteilhaft für Wechselspannungsversorgungen geeignet, indem es sowohl bei positiver als auch negativer Spannungspolarität des Last­ stromkreises "gezündet", d. h. leitend geschaltet werden kann.In a device further developed according to claim 2 the electronically controlled actuator from one High efficiency triac thyristor module formed. A sol Ches semiconductor power switch module is advantageous for AC power supplies suitable by both positive and negative voltage polarity of the load circuit "ignited", d. H. can be switched on.

Bei einer nach Anspruch 3 weitergebildeten Einrichtung ist der Steuerstromkreis, der zur Ansteuerung des elektronisch gesteuerten Stellgliedes dient, vorteilhafterweise von dem vom Stellglied steuerbar zu öffnenden und schließenden Last­ stromkreis galvanisch entkoppelt. In weiterer Ausgestaltung dieser Maßnahme ist gemäß Anspruch 4 die galvanische Entkopp­ lung dadurch realisiert, daß der Steuerstromkreis einen oder mehrere serielle, elektronische Optokoppler-Leistungsschalter beinhaltet. Vorzugsweise ist der jeweilige Optokoppler-Lei­ stungsschalter gemäß Anspruch 5 ein solcher mit Nullspan­ nungsschaltfähigkeit. Dadurch kann das Stellglied insgesamt als sogenannter Nullspannungsschalter ausgelegt sein, d. h. das Umschalten erfolgt jeweils in Spannungsnulldurchgängen des Laststromkreises. Zusammen mit der galvanischen Entkopp­ lung von Steuer- und Laststromkreis verkleinert oder vermei­ det dies sogenannte EMV-Probleme.In a device further developed according to claim 3 the control circuit used to control the electronically controlled actuator is used, advantageously by the load to be opened and closed controlled by the actuator circuit electrically isolated. In a further embodiment  this measure is the galvanic decoupling according to claim 4 tion realized in that the control circuit one or several serial, electronic optocoupler circuit breakers includes. The respective optocoupler Lei is preferred circuit breaker according to claim 5 such with zero voltage switchability. This allows the actuator as a whole be designed as a so-called zero voltage switch, d. H. the switching takes place in voltage zero crossings of the load circuit. Together with the galvanic decoupling Control circuit and load circuit reduced or avoided this causes so-called EMC problems.

In einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung nach An­ spruch 6 ist der Leistungsteil mit dem elektrisch gesteuerten Stellglied und damit die Einrichtung insgesamt auf eine Lei­ stungsversorgungsspannung bis zu etwa 470 V und/oder eine Lei­ stungsversorgungsstromstärke bis zu 250 A oder mehr ausgelegt, was die Einrichtung insbesondere für den Einsatz in Eisen­ bahn-Weichenheizungsanlagen mit Energieversorgung vom Fahr­ draht geeignet macht.In an advantageous development of the invention according to saying 6 is the power section with the electrically controlled Actuator and thus the facility as a whole on a lei Power supply voltage up to about 470 V and / or a Lei power supply current rating up to 250 A or more, what the facility especially for use in iron Railway point heating systems with energy supply from the driver makes wire suitable.

Bei einer nach Anspruch 7 weitergebildeten Einrichtung ist der jeweilige Heizstromkreis mit einer sogenannten Prosi­ stor-Schmelzsicherung abgesichert. Eine solche Sicherung besitzt ein sehr hohes Abschaltvermögen.In a device further developed according to claim 7 the respective heating circuit with a so-called Prosi fused fuse. Has such a fuse a very high breaking capacity.

Eine Weiterbildung der Erfindung nach Anspruch 8 sieht vor­ teilhafte Kühlmöglichkeiten für die verwendeten elektrischen Bauelemente des Leistungsteils der Schaltsteuereinheit vor, indem die Bauelemente auf einen Kühlkörper montiert sind und/oder im Betrieb aktiv von einem Kühlluftstrom beaufschlagt werden.A further development of the invention according to claim 8 provides partial cooling options for the electrical used Components of the power section of the switching control unit, by mounting the components on a heat sink and / or actively acted upon by a cooling air flow during operation become.

Bei einer nach Anspruch 9 weitergebildeten Einrichtung ist zwecks Schutz vor Überspannungsspitzen ein RC-Glied und/oder ein Varistor parallel zum elektronisch gesteuerten Stellglied in den Laststromkreis geschaltet. In a device developed according to claim 9 an RC element and / or for protection against surge peaks a varistor parallel to the electronically controlled actuator switched into the load circuit.  

Eine vorteilhafte Ausführungsform der Erfindung ist in den Zeichnungen dargestellt und wird nachfolgend beschrieben. Hierbei zeigen:An advantageous embodiment of the invention is in the Drawings shown and will be described below. Here show:

Fig. 1 ein schematisches Blockschaltbild eines Teils einer elektrischen Weichenheizungsanlage mit zugehöriger Weichenheizungssteuereinrichtung und Fig. 1 is a schematic block diagram of part of an electrical point heating system with associated point heating control device and

Fig. 2 einen Übersichtsschaltplan eines erfindungswesentli­ chen Teils der Weichenheizungssteuereinrichtung von Fig. 1. FIG. 2 is an overview circuit diagram of a part of the switch heating control device of FIG. 1 that is essential to the invention.

Fig. 1 zeigt schematisch nur einen hier interessierenden Teil einer elektrischen Weichenheizungsanlage zur bedarfsgerechten Beheizung einer oder vorzugsweise mehrerer, am betreffenden Schienenort vorgesehener Weichen einer Eisenbahnschienen­ strecke. Die zur Weichenbeheizung benötigte elektrische Ener­ gie wird einem Fahrdraht 1 der Eisenbahnstrecke entnommen, der in üblicher Weise auf einer Hochspannung von z. B. 15 kV liegt und einen Wechselstrom mit einer Frequenz von 162/3 Hz, je nach Anwendungsfall auch 50 Hz, führt. An den Fahrdraht 1 ist über einen herkömmlichen Mastschalter 2 ein Hochspan­ nungstransformator 3 ankoppelbar, wobei in der Zuleitung eine nicht gezeigte Hochspannungssicherung vorgesehen sein kann. Ausgangsseitig stellt der Transformator 3 über eine zweipha­ sige Anschlußleitung 4 einer nachfolgenden Schaltsteuerein­ heit 5 eine zweiphasige Wechselspannung von z. B. 462 V zur Verfügung. Die Schaltsteuereinheit 5 ist Teil einer von der Energie des Transformators 3 gespeisten Weichenheizungs­ lastverteilung, die meist mehrere solche Schaltsteuereinhei­ ten in paralleler Anordnung für eine jeweilige Gruppe einer oder mehrerer Weichenheizelemente in paralleler Anordnung um­ faßt. Fig. 1 shows schematically only a part of an electrical point heating system of interest here for the needs-based heating of one or preferably several points of a railroad track provided at the relevant rail location. The electrical energy required for switch heating is taken from a contact wire 1 of the railway line, which in the usual way on a high voltage of z. B. is 15 kV and an alternating current with a frequency of 16 2/3 Hz, depending on the application, 50 Hz, leads. A high-voltage transformer 3 can be coupled to the contact wire 1 via a conventional mast switch 2, and a high-voltage fuse (not shown) can be provided in the feed line. On the output side, the transformer 3 via a two phase SiGe connecting line 4 to a subsequent Schaltsteuerein unit 5 a two-phase AC voltage of z. B. 462 V. The switching control unit 5 is part of a point heating fed by the energy of the transformer 3 , which usually comprises several such switching control units in a parallel arrangement for a respective group of one or more point heating elements in a parallel arrangement.

Über die jeweilige Schaltsteuereinheit 5 können vorzugsweise mehrere, mit den erforderlichen elektrischen Weichenheizele­ menten bestückte Heizstromkreise 6, z. B. bis zu sechzehn sol­ che Heizstromkreise pro Schaltsteuereinheit, an die vom Transformator 3 gebildete Leistungsversorgung steuerbar an- und abgekoppelt werden, wozu jede Schaltsteuereinheit einen diagnosefähigen Steuerteil 5a und einen Leistungsteil 5b mit einem oder mehreren elektronisch gesteuerten Stellgliedern umfaßt, deren Laststromkreis die zugeordneten Heizstromkreise 6 steuerbar an den Transformator 3 ankoppelt. Die Schaltsteu­ ereinheit 5 ist vorzugsweise in einem Schaltschrank unterge­ bracht, wobei wenigstens die wärmeentwickelnden Bauteile des Leistungsteils 5b kühlfähig montiert sind, indem sie auf ei­ nem herkömmlichen Kühlkörper angebracht sind, der Wärme über Festkörperwärmeleitung und/oder über Kühlleitungen anführt und/oder von einem aktiven Kühlluftstrom gekühlt werden kön­ nen. Im letztgenannten Fall ist für den Schaltschrank ein Filterlüfter mit einem Austrittsfilterelement und einer Reg­ lereinheit zur temperatursteuerbaren Kühlluftregulierung vor­ gesehen.About the respective switching control unit 5 can preferably several, equipped with the necessary electrical Weichenheizele elements heating circuits 6 , z. B. up to sixteen sol che heating circuits per switching control unit to the power supply formed by the transformer 3 are controllably coupled and uncoupled, for which purpose each switching control unit comprises a diagnosis-capable control part 5 a and a power part 5 b with one or more electronically controlled actuators, the load circuit of which assigned heating circuits 6 controllably coupled to the transformer 3 . The Schaltsteu ereinheit 5 is preferably housed in a control cabinet, at least the heat-generating components of the power section 5 b are mounted coolable by being mounted on a conventional heat sink, which conducts heat via solid-state heat conduction and / or cooling lines and / or from one active cooling air flow can be cooled. In the latter case, a filter fan with an outlet filter element and a regulator unit for temperature-controllable cooling air regulation is seen for the control cabinet.

Fig. 2 zeigt den Schaltungsaufbau der zu einer Phase der zweiphasigen Weichenheizstromversorgung gehörigen Hälfte der jeweiligen Schaltsteuereinheit 5, deren andere Hälfte für die andere Phase einen hierzu symmetrischen und daher nicht wei­ ter gezeigten Aufbau besitzt. Die Schaltsteuereinheit 5 wird auch als Ventil und ihre beiden Hälften als jeweilige Ven­ tilseite bezeichnet. Wie aus Fig. 2 zu erkennen, besitzt jede Ventilseite als zentralen Baustein ein Triac-Thyristermodul 7, z. B. des herkömmlichen Typs SKKT 162/18E der Fa. SEMIKRON, als elektronisch gesteuertes Stellglied, an das lastkreisein­ gangsseitig über einen entsprechenden Eingangsanschluß 8a und einen Prosistor 9 die Versorgungsspannung vom Transformator 3 angelegt wird. Diese wird vom Stellglied 7 je nach Schaltzu­ stand auf die Lastkreisausgangsseite 8b mit Lastwiderstand EL weitergeleitet, an der sich der oder die angesteuerten Wei­ chenheizstromkreise befinden. Parallel zum Triac 7 ist ein RC-Glied mit einem Widerstand R7 und einem Kondensator C1 ge­ schaltet, um das Triac 7 vor Überspannungsspitzen zu schüt­ zen. Zu diesem Zweck kann des weiteren auch ein nicht gezeig­ ter, parallel geschalteter Varistor vorgesehen sein. Fig. 2 shows the circuit structure of the half of the respective switching control unit 5 belonging to a phase of the two-phase switch heating power supply, the other half of which has a symmetrical structure for the other phase and therefore not shown further. The switching control unit 5 is also referred to as a valve and its two halves as the respective valve side. As can be seen from Fig. 2, each valve side has a triac thyrister module 7 , z. B. the conventional type SKKT 162 / 18E from SEMIKRON, as an electronically controlled actuator to the loadkreisein on the input side via a corresponding input terminal 8 a and a prosistor 9, the supply voltage from the transformer 3 is applied. This is forwarded by the actuator 7 depending on the switching state to the load circuit output side 8 b with load resistor EL, on which the or the controlled Wei Chen heating circuits are. In parallel with the triac 7 , an RC element with a resistor R7 and a capacitor C1 is switched to protect the triac 7 from surge peaks. For this purpose, a varistor, not shown, can also be provided in parallel.

Ein erster Triac-Gateanschluß 7a ist über eine erste Gate­ widerstandsstufe bestehend aus einer Parallelschaltung eines Widerstands R5 und einer Diode D1 mit der Ausgangsseite des Prosistors 9 verbunden, während der andere Triac-Gateanschluß 7b ebenfalls über eine solche Gatewiderstandsstufe aus einem Widerstand E6 und einer Diode D2 sowie über das dem Überspan­ nungsschutz dienende EC-Glied an die Prosistorausgangsseite angeschlossen ist. Des weiteren sind die beiden Triac-Gate­ anschlüsse 7a, 7b miteinander über drei serielle Widerstände E2, E3, E4 verbunden.A first triac gate terminal 7 a is resistance level via a first gate consisting of a parallel circuit of a resistor R5 and a diode D1 to the output side of the Prosistors 9 is connected, while the other triac gate terminal 7 also b have such a gate resistance level of a resistor E6 and a diode D2 and is connected to the overvoltage protection EC element to the prosistor output side. Furthermore, the two triac gate connections 7 a, 7 b are connected to one another via three serial resistors E2, E3, E4.

Zur Ansteuerung des Triac 7 ist ein Gleichspannungs-Steuer­ kreis 10, z. B. mit einer 5 V-Gleichspannung, vorgesehen, der seriell einen Widerstand El und drei Optokoppler-Halbleiter­ schalterbauelemente 11, 12, 13 beinhaltet, wobei die Opto­ kopplerfunktionalität dieser Bausteine 11 bis 13 für eine galvanische Entkopplung des Steuerkreises 10 von den davon angesteuerten Stromkreisen sorgt. Über den erstgenannten Optokoppler-Schalterbaustein 11, z. B. einen solchen des her­ kömmlichen Typs SFH 610 A, wird vom Steuerkreis 10 ein weite­ rer Gleichspannungskreis, z. B. mit einer 24 V-Gleichspannung, geschaltet, der als Detektionsschaltkreis fungiert und dabei die Funktionsfähigkeit der Schaltsteuereinheit überwacht. Au­ ßerdem kann dieser weitere Gleichspannungskreis zur Aktivie­ rung eines 230 V-Wechselspannungskreises dienen. Zusätzlich kann der Steuerkreis 10 einen Thermoschalter beinhalten, der bei Auftreten einer überhöhten Temperatur das TTL-Steuer­ signal abkoppelt und dadurch dem System Gelegenheit gibt, sich wieder ausreichend abzukühlen. Bei Einsatz eines Kühl­ körpers ist der Thermoschalter bevorzugt auf diesem montiert. To control the triac 7 is a DC control circuit 10 , z. B. with a 5 V DC voltage, provided in series with a resistor El and three optocoupler semiconductor switch components 11 , 12 , 13 , the opto-coupler functionality of these components 11 to 13 for galvanic decoupling of the control circuit 10 from the circuits controlled thereby worries. About the first-mentioned optocoupler switch module 11 , for. B. such a her conventional type SFH 610 A, the control circuit 10 is a wide rer DC circuit, z. B. with a 24 V DC voltage, which functions as a detection circuit and monitors the functionality of the switching control unit. In addition, this additional DC circuit can be used to activate a 230 V AC circuit. In addition, the control circuit 10 may include a thermal switch, which uncouples the TTL control signal when an excessive temperature occurs and thereby gives the system the opportunity to cool down again sufficiently. When using a heat sink, the thermal switch is preferably mounted on this.

Über die beiden anderen Optokoppler-Schalterbausteine, bei denen es sich z. B. um solche vom Typ SITAC-BRT 23 handeln kann, erfolgt die galvanisch entkoppelte Ansteuerung des Triac 7. Dazu sind die beiden Leistungsschalterbausteine 12, 13 lastkreisseitig parallel zu jeweils einem von zwei benach­ barten der drei Widerstände E2, R3, R4 zwischen den beiden Triac-Gateanschlüssen 7a, 7b geschaltet. Bei den zugehörigen Parallelwiderständen E2, E3 handelt es sich um hochohmige Wi­ derstände mit Symmetrierungsfunktion. Der dritte Widerstand R4 dient hingegen der Steuerstromeinstellung. Durch die Be­ nutzung der beiden Optokoppler-Schalterbausteine 12, 13 in serieller Anordnung für die Triac-Ansteuerung halbiert sich die Spannungsbelastung für jeden von beiden, so daß sie pro­ blemlos für den geschilderten Fall einer 462 V-Versorgungs­ spannung verwendbar sind. Der gewählte Schaltungsaufbau hält zudem Spannungsschwankungen bis 30% ohne Probleme aus. Außer­ dem kann die gezeigte Schaltung ohne Schwierigkeiten so di­ mensioniert sein, daß eine Heizstromstärke von 250 A und dar­ über pro Ventil gesteuert werden kann.About the other two optocoupler switch modules, which are z. B. can be of the type SITAC-BRT 23, the galvanically decoupled activation of the triac 7 . For this purpose, the two circuit breaker modules 12 , 13 on the load circuit side are connected in parallel with one of two neighbors of the three resistors E2, R3, R4 between the two triac gate connections 7 a, 7 b. The associated parallel resistors E2, E3 are high-resistance resistors with a balancing function. The third resistor R4, on the other hand, is used to set the control current. By using the two optocoupler switch modules 12 , 13 in a serial arrangement for the triac control, the voltage load is halved for each of the two, so that they can be used without problems for the described case of a 462 V supply voltage. The selected circuit structure can withstand voltage fluctuations of up to 30% without any problems. In addition, the circuit shown can be dimensioned without difficulty so di that a heating current of 250 A and can be controlled per valve.

Ein weiterer Vorteil des gezeigten Schaltungsaufbaus von Fig. 2 besteht in seiner Nullspannungsschaltfähigkeit. Dazu werden für die Optokoppler-Leistungsschalterbausteine 12, 13, die zur Triac-Ansteuerung dienen, solche mit Nullpunktschaltfä­ higkeit, auch als sogenannte Schwingungspaketsteuerung be­ zeichnet, verwendet, wie der erwähnte Baustein vom Typ BET 23H. Die Funktionalität eines Nullspannungsschalters ist an sich bekannt, so daß hier nicht näher darauf eingangen zu werden braucht. Das Umschalten erfolgt bei dieser Methode dann, wenn lastseitig ein Spannungsnulldurchgang vorliegt. Die Verwendung der Optokoppler-Schalterbausteine 12, 13 ver­ meidet das Auftreten von EMV-Problemen oder reduziert jeden­ falls derartige EMV-Effekte. Über den Steuerkreis 10 wird ei­ ne Ansteuerung mit TTL-Signalen realisiert.Another advantage of the circuit structure shown in FIG. 2 is its zero voltage switching capability. For this purpose, for the optocoupler circuit breaker modules 12 , 13 , which are used for triac control, those with zero-point switching capability, also referred to as so-called vibration package control, are used, such as the aforementioned module of the BET 23H type. The functionality of a zero voltage switch is known per se, so that it need not be discussed in more detail here. With this method, switching takes place when there is a voltage zero crossing on the load side. The use of the optocoupler switch modules 12 , 13 prevents the occurrence of EMC problems or in any case reduces such EMC effects. A control with TTL signals is implemented via the control circuit 10 .

Durch den in Fig. 2 gezeigten Aufbau jeder ihrer beiden Ven­ tilseiten ermöglicht die Schaltsteuereinheit 5 mit dem in ihr für jede der beiden Phasen vorgesehenen Triac-Thyristermodul 7 eine sehr effektive Nutzung des Steuerteils 5a mit ener­ gieoptimierten Regelalgorithmen. Das verwendete elektronisch gesteuerte Stellglied 7 hat bei korrekter Ansteuerung eine praktisch unbegrenzte Schalthäufigkeit und erlaubt damit die Verkleinerung der Temperatur-Schalthysterese auf sehr geringe Werte von 1 K und weniger, was merkliche Einsparungen im Ener­ gieverbrauch der Weichenheizung ermöglicht. Da die Schalt­ steuereinheit keine mechanisch bewegten Teile enthält, unter­ liegt sie keinem mechanischen Verschleiß und besitzt daher bei richtiger Ansteuerung eine fast unbegrenzte Haltbarkeit. Weitere Vorteile der erfindungsgemäßen elektrischen Weichen­ heizungssteuereinrichtung, insbesondere im Vergleich zu her­ kömmlichen Steuereinrichtungen mit Heizschütz, sind darin zu sehen, daß die Lebensdauer der Weichenheizelemente, meist zu diesem Zweck verwendete Heizstäbe, verlängert werden kann, der Einbau mehrerer Stellglieder leichter möglich ist, bei Bedarf eine Redundanz der Steuerschaltung bereitgestellt wer­ den kann und eine hohe Verfügbarkeit der Weichenheizungsanla­ ge erreicht wird.The structure shown in FIG. 2 each of its two valve sides enables the switching control unit 5 with the triac thyrister module 7 provided in it for each of the two phases, a very effective use of the control part 5 a with energy-optimized control algorithms. When used correctly, the electronically controlled actuator 7 has a practically unlimited switching frequency and thus allows the temperature switching hysteresis to be reduced to very low values of 1 K and less, which enables noticeable savings in the energy consumption of the point heater. Since the switching control unit does not contain any mechanically moving parts, it is not subject to mechanical wear and therefore has an almost unlimited durability if properly controlled. Further advantages of the electrical switch heating control device according to the invention, in particular compared to conventional control devices with a heating contactor, can be seen in the fact that the service life of the switch heating elements, mostly heating rods used for this purpose, can be extended, the installation of several actuators is easier possible, if necessary redundancy of the control circuit is provided and the high availability of the point heating system is achieved.

Claims (9)

1. Elektrische Weichenheizungssteuereinrichtung mit
  • - einer Schaltsteuereinheit (5) zur steuerbaren Ankopplung wenigstens eines Weichenheizstromkreises (6) an eine Lei­ stungsversorgung (1 bis 3),
dadurch gekennzeichnet, daß
  • - die Schaltsteuereinheit (5) einen Leistungsteil (5b) mit einem elektronisch gesteuerten Stellglied (7) beinhaltet, das lastkreisseitig den wenigstens einen Heizstromkreis (6) steuerbar an die Leistungsversorgung (2 bis 4) ankop­ pelt.
1. Electric point heating control device with
  • - A switching control unit ( 5 ) for controllably coupling at least one point heating circuit ( 6 ) to a power supply ( 1 to 3 ),
characterized in that
  • - The switching control unit ( 5 ) includes a power section ( 5 b) with an electronically controlled actuator ( 7 ), the load circuit side of the at least one heating circuit ( 6 ) controllably coupled to the power supply ( 2 to 4 ).
2. Elektrische Weichenheizungssteuereinrichtung nach An­ spruch 1, weiter dadurch gekennzeichnet, daß das elektronisch gesteuerte Stellglied von einem Triac-Thyristormodul (7) ge­ bildet ist.2. Electrical switch heating control device according to claim 1, further characterized in that the electronically controlled actuator is formed by a triac thyristor module ( 7 ) ge. 3. Elektrische Weichenheizungssteuereinrichtung nach An­ spruch 1 oder 2, weiter dadurch gekennzeichnet, daß der Steu­ erstromkreis (10) zur Ansteuerung des elektronisch gesteuer­ ten Stellgliedes (7) von dessen Laststromkreis galvanisch entkoppelt ist.3. Electrical switch heater control device according to claim 1 or 2, further characterized in that the control circuit ( 10 ) for controlling the electronically controlled actuator ( 7 ) is galvanically decoupled from the load circuit. 4. Elektronische Weichenheizungssteuereinrichtung nach An­ spruch 3, weiter dadurch gekennzeichnet, daß der Steuerstrom­ kreis (10) über einen oder mehrere serielle, elektronische Optokoppler-Leistungsschalter (12, 13) galvanisch entkoppelt mit dem Laststromkreis (8a, 8b) in Verbindung steht.4. Electronic point heater control device according to claim 3, further characterized in that the control circuit ( 10 ) via one or more serial, electronic optocoupler circuit breakers ( 12 , 13 ) is electrically isolated from the load circuit ( 8 a, 8 b) . 5. Elektrische Weichenheizungssteuereinrichtung nach An­ spruch 4, weiter dadurch gekennzeichnet, daß der jeweilige elektronische Optokoppler-Leistungsschalter (12, 13) ein sol­ cher mit Nullspannungsschaltfähigkeit ist. 5. Electrical switch heating control device according to claim 4, further characterized in that the respective electronic optocoupler circuit breaker ( 12 , 13 ) is a sol cher with zero voltage switching capability. 6. Elektrische Weichenheizungssteuereinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, weiter dadurch gekennzeichnet, daß der Leistungsteil (5b) mit dem elektronisch gesteuerten Stell­ glied (7) auf eine Leistungsversorgungsspannung bis zu etwa 470 V und/oder eine Leistungsversorgungsstromstärke bis zu mindestens 250 A ausgelegt ist.6. Electrical switch heating control device according to one of claims 1 to 5, further characterized in that the power part ( 5 b) with the electronically controlled actuator ( 7 ) to a power supply voltage up to about 470 V and / or a power supply current up to at least 250 A. is designed. 7. Elektrische Weichenheizungssteuereinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, weiter dadurch gekennzeichnet, daß ei­ ne Prosistor-Schmelzsicherung (9) für den wenigstens einen Heizstromkreis vorgesehen ist.7. Electrical switch heater control device according to one of claims 1 to 6, further characterized in that egg ne Prosistor fuse ( 9 ) is provided for the at least one heating circuit. 8. Elektrische Weichenheizungssteuereinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, weiter dadurch gekennzeichnet, daß we­ nigstens ein Teil der Leistungsteil-Bauelemente auf einem Kühlkörper montiert ist und/oder im Betrieb von einem Kühl­ luftstrom beaufschlagt wird.8. Electric switch heater control device after a of claims 1 to 7, further characterized in that we at least part of the power section components on one Heatsink is mounted and / or in operation by a cooler air flow is applied. 9. Elektrische Weichenheizungssteuereinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, weiter dadurch gekennzeichnet, daß parallel zum elektronisch gesteuerten Stellglied (7) ein RC-Glied (R7, C1) und/oder ein Varistor als Überspannungsschutz in den Laststromkreis eingeschleift ist.9. Electrical switch heating control device according to one of claims 1 to 8, further characterized in that an RC element (R7, C1) and / or a varistor is looped in as a surge protection in the load circuit in parallel with the electronically controlled actuator ( 7 ).
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