WO2009121695A1 - Stromwandlerbaugruppe und elektromechanische schaltvorrichtung - Google Patents
Stromwandlerbaugruppe und elektromechanische schaltvorrichtung Download PDFInfo
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Definitions
- FIG. 3 shows a known from the prior art reversing circuit 30 with a protective device (circuit breaker 33) and two switching elements (contactors 31, 32).
- the power switch 33 has an integrated
- Short-circuit tripping (non-delayed n-tripping) 35 and an overload tripping (delayed p-tripping) 37.
- the transmitter can be connected in an elegant way via a signal connection with at least one transducer output. Manufacturing tolerance can be better compensated and a simple connectivity can be offered if the signal connection as a cable connection consists of at least one plug and an attached strand, especially if the plug and the strand of elastic, electrically conductive material such as metal.
- the wiring complexity can be reduced with an electromechanical switching device having a number of switching points controllable by at least one associated electromechanical controller, and with a current transformer assembly according to any one of claims 1 to 9, wherein the input terminals are electrically connected to the switching points. It is also possible to make the switching device more compact.
- the switching device can completely take over the function of the reversing circuit.
- the electromechanical switching device can be used more versatile.
- 1 shows a current transformer assembly
- 2 shows a plan view of the one shown in FIG
- Current transformer assembly 10 has input terminals 3, output terminals 1, and placed between the input terminals 3 and output terminals 1 current transformers 2.
- the current transformers 2 are designed to measure the electrical current flowing in an electrical conductor between an input terminal 3 and output terminal 1 and may be toroidal transducers, for example.
- the housing of the current transformer group 10 advantageously consists of a lower part 8, an intermediate part 7 and an upper part 6.
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Abstract
Patentiert wird eine Stromwandlerbaugruppe (10) mit Eingangsanschlüssen (3), Ausgangsanschlüssen (1), zwischen den Eingangsanschlüssen (3) und Ausgangsanschlüssen (1) platzierten Stromwandlern (2) zu denen mindestens ein Wandlerausgang (4) elektrisch verbunden ist, und mit einer integrierten Verdrahtung (5), wobei eine Anzahl Eingangsanschlüsse (3) mit einer Anzahl Ausgangsanschlüsse (1) über die integrierte Verdrahtung (5) derart elektrisch verbunden ist, dass die Verdrahtung (5) als Wendeverdrahtung fungiert. Ein unabhängiger Patentanspruch für eine elektromechanische Schaltvorrichtung vorhanden.
Description
STROMWANDLERBAUGRUPPE UND ELEKTROMECHANISCHE SCHALTVORRICHTUNG
FIG 3 zeigt eine aus dem Stand der Technik bekannte Wendeschaltung 30 mit einem Schutzorgan (Leistungsschalter 33) und zwei Schaltorganen (Schütze 31, 32) . Der Leistungsschalter 33 weist einen integrierten
Kurzschlußausloser (nichtverzogerten n-Ausloser) 35 und einen Uberlastausloser (verzögerten p-Ausloser) 37 auf.
Die Wendeschaltung 30 ist ausgebildet, die Phaseneingange (Ll, L2, L3) mit den Phasenausgangen (Tl, T2, T3) mit einer direkten Phasenreihenfolge (Ll -> Tl, L2 -> T2, L3 -> T3) oder mit einer geänderten Phasenreihenfolge (Ll -> Tl, L2 -> T3, L3 -> T2) elektrisch zu verbinden. Mit der Wendeschaltung 30 können die Phaseneingange (Ll, L2, L3) außerdem von den Phasenausgangen galvanisch getrennt werden. Bei der direkten Phasenreihenfolge lauft ein Elektromotor in eine erste Richtung, bei der geänderten Phasenreihenfolge in die zweite Richtung.
Bekannterweise wird die Wendeschaltung 30 über die Schütze 31, 32 gesteuert. Jeweils wird nur ein Schutz 31, 32 eingeschaltet oder beide der Schütze 31, 32 bleiben ausgeschaltet. Für eine Wendeschaltung ist die Verdrahtung 34 vor den Schützen 31, 32 und die Wendeverdrahtung nach den Schützen 31, 32 notwendig.
Die Verdrahtung 34 mit der Wendeverdrahtung 36 verursacht mehr Installationsaufwand und ist anfallig für Installationsfehler .
Die Aufgabe der Erfindung ist es, den Installationsaufwand bzw. die Fehleranfalligkeit bei einer Wendeschaltung zu reduzieren.
Diese Aufgabe kann mit einer Stromwandlerbaugruppe gemäß Anspruch 1 oder mit einer elektromechanischen Schaltvorrichtung gemäß Anspruch 9 gelöst werden.
Die abhängigen Ansprüche beschreiben vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung.
Der Verdrahtungsaufwand kann reduziert werden mit einer Stromwandlerbaugruppe mit Eingangsanschlüssen, Ausgangsanschlüssen, zwischen den Eingangsanschlüssen und Ausgangsanschlüssen platzierten Stromwandlern zu denen mindestens ein Wandlerausgang elektrisch verbunden ist, und mit einer integrierten Verdrahtung, wobei eine Anzahl Eingangsanschlüsse mit einer Anzahl Ausgangsanschlüsse über die integrierte Verdrahtung derart elektrisch verbunden ist, dass die Verdrahtung als Wendeverdrahtung fungiert.
Wenn die Wendeverdrahtung ausgebildet ist, drei Eingangsanschlüsse mit einer direkten Phasenfolge und drei Eingangsanschlüsse mit einer geänderten Phasenfolge mit den Ausgangsanschlüssen elektrisch zu kontaktieren, kann die Wendeverdrahtung auf eine einfache Weise mit der Wandlerbaugruppe realisiert werden.
Wenn die Eingangsanschlüsse als Festschaltstücke eines
Schaltorgans ausgebildet sind, kann die Wendeschaltung auf eine kompakte Bauweise realisiert werden.
Wenn die Stromwandlerbaugruppe ferner eine integrierte Auswerteelektronik aufweist, die beispielsweise auf einer Leiterplatte integriert ist, wird eine kompakte, modulare Bauweise ermöglicht.
Die Auswerteelektronik kann auf eine elegante Weise über eine Signalverbindung mit mindestens einem Wandlerausgang verbunden werden. Fertigungstoleranze können besser ausgeglichen werden und eine einfache Verbindungsmöglichkeit
kann angeboten werden, wenn die Signalverbindung als Kabelverbindung aus mindestens einem Stecker und einer daran angebundenen Litze besteht, insbesondere wenn der Stecker und die Litze aus elastischem, elektrisch leitendem Material wie Metall bestehen.
Wenn die Litze mit mindestens einem Lötpunkt auf die Leiterplatte fixiert wird, können Kontaktversager besser vermieden werden.
Der Verdrahtungsaufwand kann reduziert werden mit einer elektromechanischen Schaltvorrichtung mit einer Anzahl von Schaltstellen, die von mindestens einer zugehörigen elektromechanischen Steuerung steuerbar sind, und mit einer Stromwandlerbaugruppe nach einem der Ansprüche 1 bis 9, wobei die Eingangsanschlüsse zu den Schaltstellen elektrisch verbunden sind. Es ist auch möglich, die Schaltvorrichtung kompakter zu machen.
Wenn in der Schaltvorrichtung die mindestens eine elektromechanische Steuerung ausgebildet ist, die Schaltstellen in zwei Gruppen derart zu steuern, dass die elektromechanische Schaltvorrichtung jeweils ihre Phaseneingänge (Ll, L2, L3) in einer direkten Phasenreihenfolge (Ll -> Tl, L2 -> T2, L3 -> T3) oder in einer geänderten (Ll -> Tl, L2 -> T3, L3 -> T2) Phasenreihenfolge mit den Phaseneingängen (Tl, T2, T3) kontaktiert, kann die Schaltvorrichtung die Funktion der Wendeschaltung komplett übernehmen.
Wenn die Eingangsanschlüsse ein Bestandteil der Schaltstellen sind, kann die Schaltvorrichtung noch kompakter gemacht werden .
Es ist möglich, dass die Stromwandlerbaugruppe als
Signalgeber für die mindestens eine elektromechanische Steuerung eingesetzt wird. Dann kann auf eine relativ
einfache Weise eine Schutzfunktion für die Schaltvorrichtung realisiert werden. Zum Beispiel kann ein Schutz gegen Überlast bzw. Kurzschluss erreicht werden, wenn die mindestens eine elektromechanische Steuerung ausgebildet ist, die Phaseneingange (Ll, L2, L3) von den Phasenausgangen (Tl, T2, T3) zu trennen, wenn mindestens ein über den Wandlerausgang übermitteltes Signal zeigt, dass der durch die elektromechanische Schaltvorrichtung fließende Strom einen zulassigen Wert überschreitet. Sodurch kann das Schaltorgan die Funktionen eines Schutzorgans übernehmen, so dass eine kompakte Wendeschaltung mit Schutzfunktion bzw. Schutzfunktionen resultiert.
Wenn der zulassige Wert einstellbar ist, kann die elektromechanische Schaltvorrichtung vielseitiger eingesetzt werden .
Im Folgenden wird die Erfindung mit Hilfe von beispielhaften Ausfuhrungsformen in den beigefugten Zeichnungen naher erläutert.
Es zeigen:
FIG 1 eine Stromwandlerbaugruppe; FIG 2 eine Draufsicht der in FIG 1 dargestellten
Stromwandlerbaugruppe, mit Oberteil des
Gehäuses entfernt;
FIG 3 eine Wendeschaltung;
FIG 4 eine elektromechanische Schaltvorrichtung; FIG 5 eine Schaltdiagramm der in FIG 4 dargestellten eIektromechanisehen Schaltvorrichtung;
FIG 6 und 7 zwei Stromwandlerbaugruppen; FIG 8 eine Leiterplatte mit einer angeloteten Litze für die Signalverbindung; FIG 9 eine Fixierung des Steckers im Gehäuse einer elektromechanischen Schaltvorrichtung; und FIG 10 eine Wandlerbaugruppe.
Korrespondierende strukturelle Elemente sind mit denselben Bezugszeichen in allen Zeichnungen gekennzeichnet.
FIG 1 zeigt eine Stromwandlerbaugruppe 10. Die
Stromwandlerbaugruppe 10 weist Eingangsanschlussen 3, Ausgangsanschlussen 1, und zwischen den Eingangsanschlussen 3 und Ausgangsanschlussen 1 platzierte Stromwandlern 2 auf. Die Stromwandler 2 sind ausgebildet, den in einer elektrischen Leiter zwischen einem Eingangsanschluß 3 und Ausgangsanschluß 1 fließenden elektrischen Strom zu messen und können beispielsweise Ringkernwandler sein.
Mindestens ein Wandlerausgang 4 ist elektrisch verbunden zu jedem Stromwandler 2. Die Ausgangssignale der Stromwandler 2, bis zu drei Stromwandler, können zusammengeführt werden.
Das Gehäuse der Stromwandlergruppe 10 besteht vorteilhaft aus einem Unterteil 8, aus einem Zwischenteil 7 und aus einem Oberteil 6.
FIG 2 zeigt eine Draufsicht der in FIG 1 dargestellten Stromwandlerbaugruppe 10 mit der Oberteil 6 des Gehäuses entfernt .
Erfindungsgemaß weist die Stromwandlerbaugruppe 10 eine integrierte Verdrahtung 5 auf, so dass eine Anzahl Eingangsanschlusse 3 mit einer Anzahl Ausgangsanschlusse 1 über die integrierte Verdrahtung 5 derart elektrisch verbunden wird, dass die integrierte Verdrahtung 5 als Wendeverdrahtung fungiert.
FIG 4 und 5 zeigen wie die Strommessung bei einer elektromechanischen Schaltvorrichtung 40 wird mit einem oder mehr Stromwandlern 2 realisiert wird. Die Übertragung der aus dem Wandlerausgang 4 kommenden Wandlersignale von der Wandlerbaugruppe 10 erfolgt zur Leiterplatte 21, die die
Auswertelektronik 9 beinhaltet. Vorteilhaft wird die Signalverbindung 56 mit einer Kabelverbindung realisiert, wobei der Stecker die elektrische Verbindung zur Wandlerbaugruppe 10 herstellt und die Litze 81 mit einer Lötung auf die Leiterplatte 21 fixiert wird.
Die Wendeverdrahtung 5 ist ausgebildet, drei Eingangsanschlüsse 3 mit einer direkten Phasenfolge (Ll -> Tl, L2 -> T2, L3 -> T3) und drei Eingangsanschlüsse 3 mit einer geänderten Phasenfolge (Ll -> Tl, L2 -> T3, L3 -> T2) mit den Ausgangsanschlüssen 1 elektrisch zu kontaktieren.
Die Stromwandlerbaugruppe 10 ist mit drei Stromwandlern 2 bestückt. Es ist jedoch möglich, die Stromwandlerbaugruppe 10 mit nur einem oder zwei Stromwandlern zu realisieren.
Die Eingangsanschlüsse 3 sind als Festschaltstücke eines Schaltorgans ausgebildet. Dies wird mit Bezug auf FIG 4 und 5 veranschaulicht. Dabei ist die Stromwandlerbaugruppe 10 mit der elektromechanischen Schaltvorrichtung 40 elektrisch leitend verbunden. In dem dargestellten Beispiel ist die Stromwandlerbaugruppe 10 mit der Schaltvorrichtung 40 integriert .
Die elektromechanische Schaltvorrichtung 40 ist mit einer
Anzahl (drei, sechs) von Schaltstellen 51 versehen, die von mindestens einer zugehörigen elektromechanischen Steuerung 41S, 42S steuerbar sind. Die elektromechanische Schaltvorrichtung 40 weist ferner eine Stromwandlerbaugruppe 10 auf. Die Eingangsanschlüsse 3 sind zu den Schaltstellen 51 elektrisch verbunden sind. Um die Bauweise der elektromechanischen Schaltvorrichtung kompakter zu machen, sind die Eingangsanschlüsse 3 jeweils ein Bestandteil der korrespondierenden Schaltstellen 51, wobei die Eingangsanschlüsse dann die Stromübertragung von den beweglichen Schaltstücken der Schaltstelle 51 gewährleisten können .
Die Stromwandlerbaugruppe 10 weist eine integrierte Auswerteelektronik 9 auf, die auf einer Leiterplatte 21 integriert werden kann (siehe FIG 8). Die Auswerteelektronik 9 wird über eine Signalverbindung 56 zu dem Wandlerausgang 4 verbunden, wobei die Signalverbindung 56 aus mindestens einem Stecker und einer daran angebundenen Litze 81 besteht. Die Litze 81 wird mit einem oder mehreren Lötpunkten auf die Leiterplatte 21 fixiert.
Durch die Flexibilität der Litze 81 werde Stöße vom Schalten des Schützantriebs der elektronischen Schutzvorrichtung 40 besser vermieden und Toleranzen der Bauteile nahezu vollständig ausgeglichen.
Die Lötverbindungen auf der Leiterplatte 21 mit der Litze 81 helfen, Kontaktversager zu vermeiden; außerdem entstehen durch Flexibilität der Litze 81 Montagevorteile. Auch eine leichte Kontaktiermöglichkeit der Wandlersignale über den Stecker mit Litze 81 wird geschafft.
Die elektromechanischen Steuerungen 41S und 42S sind ausgebildet, die Schaltstellen 51 in zwei Gruppen derart zu steuern, dass die elektromechanische Schaltvorrichtung 40 jeweils ihre Phaseneingänge (Ll, L2, L3) in einer geraden (Ll -> Tl, L2 -> T2, L3 -> T3) oder in einer geänderten (Ll -> Tl, L2 -> T3, L3 -> T2) Phasenreihenfolge mit den Phasenausgängen (Tl, T2, T3) kontaktiert. Die elektromechanischen Steuerungen 41S, 42S sind beispielsweise analog oder digital steuerbare Magnetantriebe.
Die Stromwandlerbaugruppe 10 wird als Signalgeber für die elektromechanischen Steuerungen 41S, 42S eingesetzt.
Die elektromechanischen Steuerungen 41S, 42S sind ausgebildet, die Phaseneingänge (Ll, L2, L3) von den Phasenausgängen (Tl, T2, T3) zu trennen, wenn mindestens ein
über den Wandlerausgang 4 übermitteltes Signal zeigt, dass der durch die elektromechanische Schaltvorrichtung 40 fließende Strom einen zulassigen Wert überschreitet. Vorteilhaft ist der zulassige Wert einstellbar, damit der mit der Wandlerbaugruppe 10 implementierte Uberlastschutzfunktion (vgl. mit dem Uberlastausloser 37) je nach eingesetztem Verbraucher (z.B. Motor-Nennlast) einstellbar ist.
Die Kontaktierung der Wandlerbaugruppe 10 wird mit einem Stecker-Buchsensystem auf der Leiterplatte 21 zu der
Auswertelektronik 9 realisiert. Der Wicklungsdraht der Stromwandler 2 wird im Stecker zusammengefasst und dann in die Buchse gesteckt. Die Buchse ist mit der Leiterplatte 21 der Auswertelektronik 9 verbunden.
Die Signalverbindung 56 der Wandler 2 zur Auswertelektronik 9, die hier auf der Leiterplatte 21 befestigt ist, erfolgt mittels einer Kabelverbindung. Die Kabelverbindung besteht aus einem Stecker und einer daran angebundenen Litze 81. Die Litze wird mit einem Lotpunkt auf die Leiterplatte 21 fixiert. Der Stecker wird auf die Wandlerbaugruppe 10 gesteckt, um die Signale der Messung abzugreifen, dabei wird in einem zwischen dem Gehäuse 93 (Magnetkammer der elektromechanischen Schaltvorrichtung) der Stecker fixiert und dann von der Wandlerbaugruppe 10 kontaktiert.
Mit der Erfindung ist es möglich, die optimale Signalubertragung bei einer Baubreite von 90 mm von Niederspannungsschaltgeraten (Spannungen bis 1000 Volt) mit Wendeverdrahtung zu realisieren.
Die Kurzschlussschutzfunktion 35 kann in die elektromechanische Schutzvorrichtung 40 integriert werden.
Claims
1. Stromwandlerbaugruppe (10) mit i) Eingangsanschlüssen (3) ; ii) Ausgangsanschlüssen (1); iii) zwischen den Eingangsanschlüssen (3) und
Ausgangsanschlüssen (1) platzierten Stromwandlern (2) zu denen mindestens ein Wandlerausgang (4) elektrisch verbunden ist; und iv) mit einer integrierten Verdrahtung (5) , wobei eine Anzahl Eingangsanschlüsse (3) mit einer Anzahl Ausgangsanschlüsse (1) über die integrierte Verdrahtung (5) derart elektrisch verbunden ist, dass die Verdrahtung (5) als Wendeverdrahtung fungiert.
2. Stromwandlerbaugruppe (10) nach Anspruch 1, wobei die Wendeverdrahtung ausgebildet ist, drei Eingangsanschlüsse
(3) mit einer direkten Phasenfolge (Ll, L2, L3) und drei Eingangsanschlüsse (3) mit einer geänderten Phasenfolge (Ll, L3, L2) mit den Ausgangsanschlüssen (1) elektrisch zu kontaktieren .
3. Stromwandlerbaugruppe (10) nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Stromwandlerbaugruppe (10) mit bis zu drei Stromwandlern (2) bestückt ist.
4. Stromwandlerbaugruppe (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Eingangsanschlüsse (3) als Festschaltstücke eines Schaltorgans (40, 51, 41S, 42S) ausgebildet sind.
5. Stromwandlerbaugruppe (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Stromwandlerbaugruppe (10) ferner eine integrierte Auswerteelektronik (9) aufweist, die beispielsweise auf einer Leiterplatte (21, 21) integriert ist.
6. Stromwandlerbaugruppe (10) nach Anspruch 5, wobei die Auswerteelektronik (9) über eine Signalverbindung (56) mit mindestens einem Wandlerausgang (4) verbunden ist, wobei die Signalverbindung (56) bevorzugt als Kabelverbindung aus mindestens einem Stecker und einer daran angebundenen Litze (21) besteht
7. Stromwandlerbaugruppe (10) nach Anspruch 6, mit einer Leiterplatte (21), wobei die Litze (81) bevorzugt mit einem oder mehreren Lötpunkten auf die Leiterplatte (21) fixiert wird.
8. Stromwandlerbaugruppe (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Stromwandlerbaugruppe (10) mit einer elektromechanischen Schaltvorrichtung (40) elektrisch leitend verbunden ist.
9. Elektromechanische Schaltvorrichtung (40) mit einer Anzahl von Schaltstellen (51, 3), die von mindestens einer zugehörigen elektromechanischen Steuerung (41S, 42S) steuerbar sind, und mit einer Stromwandlerbaugruppe (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Eingangsanschlüsse (3) zu den Schaltstellen (51, 3) elektrisch verbunden sind.
10. Elektromechanische Schaltvorrichtung (40) nach Anspruch 9, wobei die mindestens eine elektromechanische Steuerung (41S, 42S) ausgebildet ist, die Schaltstellen (51, 3) in zwei Gruppen derart zu steuern, dass die elektromechanische Schaltvorrichtung (40) jeweils ihre Phaseneingänge (Ll, L2, L3) in einer direkten Phasenreihenfolge (Ll -> Tl, L2 -> T2, L3 -> T3) oder in einer geänderten Phasenreihenfolge (Ll -> Tl, L2 -> T3, L3 -> T2) kontaktiert.
11. Elektromechanische Schaltvorrichtung nach Anspruch 9 oder 10, wobei die Stromwandlerbaugruppe (10) mit der Schaltvorrichtung (40) integriert ist.
12. Elektromechanische Schaltvorrichtung (40) nach einem der Ansprüche 9 bis 11, wobei die Eingangsanschlüsse (3) ein Bestandteil der Schaltstellen (51, 3) sind.
13. Elektromechanische Schaltvorrichtung (40) nach einem der vorherigen Ansprüche 9 bis 12, wobei die
Stromwandlerbaugruppe (10) als Signalgeber für die mindestens eine elektromechanische Steuerung (41S, 42S) eingesetzt wird.
14. Elektromechanische Schaltvorrichtung (40) nach Anspruch 13, wobei die mindestens eine elektromechanische Steuerung (41S, 42S) ausgebildet ist, die Phaseneingänge (Ll, L2, L3) von den Phasenausgängen (Tl, T2, T3) zu trennen, wenn mindestens ein über den Wandlerausgang (4) übermitteltes Signal zeigt, dass der durch die elektromechanische
Schaltvorrichtung (40) fließende Strom einen zulässigen Wert überschreitet.
15. Elektromechanische Schaltvorrichtung (40) nach Anspruch 14, wobei der zulässige Wert einstellbar ist.
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