DE1231792B

DE1231792B - Gleichstrom-UEberlastungsschutzschaltung

Info

Publication number: DE1231792B
Application number: DEL42872A
Authority: DE
Original assignee: Lucas Industries Ltd
Current assignee: ZF International UK Ltd
Priority date: 1961-09-06
Filing date: 1962-09-05
Publication date: 1967-01-05
Also published as: US3195033A; NL282847A; GB1031472A; NL133176C; JPS429375B1; GB1031452A

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

DEUTSCHES

PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT

Int. Cl.:

HOIh

H 02 h

Deutsche Kl.: 21c-68/50

Nummer:
Aktenzeichen:
Anmeldetag:
Auslegetag:

L42872VIIIb/21c
5. September 1962
5. Januar 1967

Die Erfindung betrifft eine Gleichstrom-Überlastungsschutzschaltung.

Es ist eine Schutzanordnung für Gleichstromkreise bekanntgeworden, in der ein Gleichrichter vorgesehen ist, der die Energiezufuhr für einen Transistor steuert und bei der über einen anderen Gleichrichter ein vorbestimmtes Potential an einen Widerstand liegt. Wenn der Strom in einem weiteren, im Laststromkreis liegenden Widerstand einen vorbestimmten Wert überschreitet, wird der Transistor in den leitenden Zustand versetzt, so daß ein mit diesem Transistor in Serie liegendes Relais anspricht, dessen Kontakte den Stromkreis unterbrechen. Bei der praktischen Ausführung dieser Schutzanordnung treten jedoch einige grundsätzliche Nachteile auf. Vor allen Dingen ist die Ansprechzeit dieser bekannten Schaltung verhältnismäßig hoch. Daher dürfte diese Schaltung für viele Anwendungsgebiete in der Elektronik ungeeignet sein. Darüber hinaus ist diese bekannte Schaltung in ihrem Aufbau außerordentlich kompliziert. Ihr wesentlichster Nachteil liegt darin, daß beim Auftreten eines Fehlers in der Schaltung der Stromkreis unterbrochen wird, da der Transistor dann leitend wird. Bei einem Versagen des Transistors würde ferner die Schaltung unwirksam sein.

Diese Nachteile sind bei der erfindungsgemäßen Schaltung weitgehend beseitigt. Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine außerordentlich einfache Schaltung zu schaffen, die einen »schaltbaren Gleichrichter« verwendet.

Schaltbare Gleichrichter haben die gegenüber den bekannten steuerbaren Gleichrichtern wie Thyratrons usw. abweichende Eigenschaft, durch einen positiven Impuls an der Steuerelektrode in den leitenden Zustand versetzt und durch einen entgegengesetzten Impuls an der Steuerelektrode ebenso momentan abgeschaltet zu werden. Steuerbare Gleichrichter wirken somit als elektronisch betätigbare Schalter.

Gemäß der vorliegenden Erfindung wird eine Gleichstrom-Überlastungsschutzschaltung vorgeschlagen, die dadurch gekennzeichnet ist, daß in den Anodenstromkreis eines bekannten schaltbaren Gleichrichters ein Verbraucher geschaltet ist, ferner in dem Kathodenstromkreis des Gleichrichters ein Widerstand vorgesehen ist und die Steuerelektrode des schaltbaren Gleichrichters über einen zweiten Widerstand mit der einen Klemme der Gleichstromquelle verbunden ist und über einen normalerweise geöffneten Schalter und einen dritten Widerstand in Reihe an der anderen Klemme der Gleichstromquelle anliegt.

Die Zeichnung zeigt in den F i g. 1 bis 3 die Gleichstrom-Überlastungsschutzschaltung

Anmelder:

Joseph Lucas (Industries) Limited,

Birmingham (Großbritannien)

Vertreter:

Dipl.-Ing. W. Cohausz, Dipl.-Ing. W. Florack
und Dipl.-Ing. K. H. Eissei, Patentanwälte,
Düsseldorf, Schumannstr. 97

Beanspruchte Priorität:

Großbritannien vom 6. September 1961 (31976),
vom 29. August 1962

ao Schaltbilder dreier Ausführungsbeispiele der Erfindung.

Bei der Ausführungsform gemäß F i g. 1 sind eine erste Klemme 11 und eine zweite Klemme 12 für den Anschluß an den positiven bzw. negativen Pol einer Gleichstromquelle vorgesehen. Die Klemme 11 ist über eine Belastung 13 mit der Anode eines schaltbaren Gleichrichters 14 verbunden, dessen Kathode über einen ersten Widerstand 15 an die Klemme 12 angeschlossen ist. Die Steuerelektrode des schaltbaren Gleichrichters 14 ist über einen zweiten Widerstand 16 an die Klemme 12 und über einen normalerweise geöffneten Schalter 17 und einen dritten Widerstand 18 in Reihe an die Klemme 11 angelegt.
Die Anordnung wirkt derart, daß der schaltbare Gleichrichter 14 durch kurzzeitiges Schließen des Schalters 17 eingeschaltet werden kann. Die Größe des Widerstandes 15 ist so gewählt, daß der schaltbare Gleichrichter 14 so lange leitet, bis der Strom in der Belastung 13 eine gefährliche Größe erreicht.

In diesem Punkt schaltet die Spannung am Widerstand 15 den schaltbaren Gleichrichter ab. Falls erwünscht, kann der Widerstand 15 veränderlich sein, so daß der Strom, bei welchem der Gleichrichter 14 abgeschaltet wird, verändert werden kann.

Die abgeänderte Ausführungsform gemäß Fig. 2 weist die gleichen Bauteile wie die vorbeschriebene Schaltung gemäß Fig. 1 auf. Zusätzlich ist die Steuerelektrode über einen vierten Widerstand 19 an die Klemme 12 und über einen ersten Kondensator 20 und einen fünften Widerstand 21 an die Klemme 11 angeschlossen. Ein Punkt zwischen dem Kondensator 20 und dem Widerstand 21 ist mit der Klemme 12

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über einen zweiten, normalerweise geöffneten Schalter 22 verbunden, während ein Punkt zwischen dem Schalter 17 und dem Widerstand 18 über einen zweiten Kondensator 23 an die Klemme 12 angeschlossen ist.

Von der Speisespannung an den Klemmen 11, 12 werden die Kondensatoren 20 und 23 anfangs aufgeladen. Ein Schließen des Schalters 17 führt zu einer Entladung des Kondensators 23 und damit zu einem Einschalten des schaltbaren Gleichrichters.

Falls der schaltbare Gleichrichter willkürlich abgeschaltet werden soll, wird der Schalter 22 geschlossen, dadurch fällt das Potential an dem Punkt zwischen dem Kondensator 20 und dem Widerstand 21 kurzzeitig unter die negative Speisespannung, so daß der schaltbare Gleichrichter abgeschaltet wird.

Die F i g. 3 zeigt eine Schaltung ähnlich derjenigen der Fig. 1 in Verbindung mit einem Motor. Bei diesem Ausführungsbeispiel sind die Einspeiseklemmen 26 und 27 vorgesehen. Die Klemme 27 ist über einen Widerstand 28 mit der Kathode des schaltbaren Gleichrichters 29 verbunden. Ferner ist ein Paar Kontaktbürsten 30 und 31 vorgesehen, die jeweils synchron über zwei Kontaktbahnen gleiten. Jede Kontaktbahn beginnt mit einem nicht angeschlossenen Aus-Kontakt. Die weiteren Kontaktstücke der ersten Kontaktbahn sind mit Abgriffen eines Widerstandes 32 verbunden, der über einen Motoranker 33 an die Anode des Gleichrichters 29 angeschlossen ist. Das zweite Kontaktstück der zweiten Kontaktbahn ist über einen Widerstand 24 an die Klemme 26 angelegt, während die restlichen Kontaktstücke der zweiten Kontaktbahn mit der Klemme 27 verbunden sind. Die Kontaktbürsten 30 und 31 sind an die Klemmen 26 bzw. die Steuerelektrode des Gleichrichters 29 angeschlossen.

Im Betrieb kann der Motor durch Bewegung der Kontaktbürsten 30 und 31 angelassen werden, wodurch der Gleichrichter 29 eingeschaltet wird. Sobald die Motordrehzahl durch Bewegunng der Kontaktbürsten 30, 31 auf die restlichen Kontaktstücke erhöht wird, arbeitet der Widerstand 28 in derselben Weise wie der Widerstand 15 in Fig. 1. Vorzugsweise ist ein Kondensator 35 parallel zu den Klemmen 26 und 27 angeordnet, um ein Abschalten des Gleichrichters 29 und des Motors infolge einer kurzzeitigen Unterbrechung in der Netzspannung zu verhindern. Wenn indessen die Netzspeisung für längere Zeit vollständig unterbrochen wird, schaltet der Gleichrichter 29 ab und der Motor kann bei Wiederkehr der Netzspannung nicht wieder angelassen werden, bevor nicht die Kontaktbürsten 30, 31 zu ihren jeweils zweiten Kontaktstücken zurückbewegt werden. Auf diese Weise ist sichergestellt, daß der Motor wieder ordnungsgemäß angelassen wird.

Claims

Patentansprüche:

1. Gleichstromüberlastungsschutzschaltung, dadurch gekennzeichnet, daß in den Anodenstromkreis eines, bekannten schaltbaren Gleichrichters (14) ein Verbraucher (13) geschaltet ist, daß in dem Kathodenstromkreis des Gleichrichters (14) ein Widerstand (15) vorgesehen ist und die Steuerelektrode des schaltbaren Gleichrichters über einen zweiten Widerstand (16) mit der einen Klemme (12) der Gleichstromquelle verbunden ist und über einen normalerweise geöffneten Schalter (17) und einen dritten Widerstand (18) in Reihe an der anderen Klemme (11) anliegt.

2. Schaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine Vorrichtung zur Übertragung von Triggerimpulsen auf die Steuerelektrode vorgesehen ist, den normalerweise geöffneten Schalter (17) und den dritten Widerstand (18) aufweist, die in Reihe zwischen der Steuerelektrode und der ersten Klemme (11) liegen.

3. Schaltung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß ein Punkt zwischen dem Schalter (17) und dem dritten Widerstand (18) mit der einen Klemme (12) über einen Kondensator (23) verbunden ist, dessen Entladung beim Schließen des Schalters zum Einschalten des schaltbaren Gleichrichters (14) dient.

4. Schaltung nach einem der Ansprüche 2 oder 3, gekennzeichnet durch einen Schalter (22) zum Abschalten des schaltbaren Gleichrichters (14).

5. Schaltung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der im Kathodenstromkreis liegende Widerstand (15) veränderbar ist.

6. Gleichstromüberlastungsschutzschaltung, dadurch gekennzeichnet, daß in den Anodenstromkreis eines bekannten schaltbaren Gleichrichters (29) ein Verbraucher (33) sowie im Kathodenstromkreis ein Widerstand (28) geschaltet ist, daß zwischen dem Verbraucher und einer Eingangsklemme (26) ein erster Schalter (30) liegt und daß zwischen der Steuerelektrode des Gleichrichters (29) und der Eingangsklemme (26) ein weiterer Widerstand (24) in Reihe mit einem zweiten Schalter (31) geschaltet ist.

7. Schaltung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Verbraucher ein Elektromotor ist.

8. Schaltung nach den Ansprüchen 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Schalter als Stufenschalter ausgebildet ist, dessen erster Kontakt als Aus-Kontakt dient und dessen weitere Kontakte an Anzapfungen eines dritten Widerstandes (32) angeschlossen sind, welcher mit dem Verbraucher (33) verbunden ist.

9. Schaltung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Schalter (31) als synchron mit dem ersten Stufenschalter betätigter weiterer Stufenschalter ausgebildet ist, dessen erster Kontakt als Aus-Kontakt dient, dessen zweiter Kontakt an dem an der Klemme (26) angeschlossenen Widerstand (24) liegt und dessen weitere Kontakte an die zweite Eingangsklemme (27) geschaltet sind.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Auslegeschrift Nr. 1070 280;
Elektro-Technik, 1959, S. 17 und 26.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen