DE29909903U1 - Elektronische Antriebssteuerung - Google Patents
Elektronische AntriebssteuerungInfo
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Description
&igr; &igr; .· · ···· * * · · Moeller GmbH _&igr;*..&iacgr;:..: ·..*·..' ··'*·' 0 863 GM
07.06.99
Die Erfindung betrifft eine elektronische Antriebsteuerung nach dem Oberbegriff des Anspruches 1.
Aus der EP 0 789 378 A1 ist beispielsweise eine elektronische Antriebsteuerung bekannt.
Schütze werden zunehmend mit leistungsarmen Steuereingängen versehen, wodurch Schütze auch relativ großer Leistung beispielsweise direkt durch eine speicherprogrammierbare Steuerung steuerbar sind.
Durch die Ansteuermöglichkeit von leistungsarmen Eingängen des Schützantriebes besitzt der Antrieb nicht das von konventionellen Antrieben bekannte „fail safe" Verhalten. Als fail safe gilt bei einem Schütz, daß der Antrieb die Hauptkontakte des Schützes auf keinen Fall ungewollt, d.h. ohne eindeutigen „Ein" Befehl, schließt, oder das die Hauptkontakte nach Beendigung des „Ein" Befehls nicht sicher öffnen.
Aufgrund des Aufbaus konventioneller Antriebe ist diese Funktionssicherheit gewährleistet. Bei Antrieben, die über Halbleiter geschaltet bzw. beeinflußt werden, ist diese Funktionssicherheit nur gegeben, wenn das Gerät in der konventionellen Betriebsart betrieben wird, bei der die Antriebsleistung über externe mechanische Kontakte geschaltet wird. Sobald der Antrieb über einen leistungsarmen Eingang angesteuert wird und die Versorgungsspannung auf Dauer anliegt, besteht die Gefahr, daß der Antrieb aufgrund eines Bauteiledefekts ungewollt betätigt wird. Insbesondere das Ausfallverhalten von Halbleitern, das sich im allgemeinen durch ein Durchlegieren der Sperrschichten äußert, ist hier kritisch. So führt ein Schluß der Treibertransistoren, z.B. infolge eines thermischen Durchbruchs durch Überlastung
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oder eines Spannungsdurchbruchs durch eine unzulässige Surgebeanspruchung,
bei anliegender Versorgungsspannung zu einer selbsttätigen Betätigung des Antriebs.
Um dieses sicherheitsrelevante Fehlverhalten der Ansteuerelektronik infolge
eines Bauteiledefekts auszuschließen, ist eine ausfallsichere Sicherheitsschaltung
erforderlich.
bei anliegender Versorgungsspannung zu einer selbsttätigen Betätigung des Antriebs.
Um dieses sicherheitsrelevante Fehlverhalten der Ansteuerelektronik infolge
eines Bauteiledefekts auszuschließen, ist eine ausfallsichere Sicherheitsschaltung
erforderlich.
Aufgabe der Erfindung ist es, eine Elektronische Antriebssteuerung nach dem Oberbegriff des Anspruches 1 zu schaffen, die ein verbessertes „fail safe" Verhalten aufweist.
Die Aufgabe der Erfindung wird durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruches 1 gelöst, während in den Unteransprüchen besonders vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung gekennzeichnet sind.
Anhand der Zeichnung, in der ein Ausführungsbeispiel dargestellt ist, sollen die Erfindung, weitere Ausgestaltungen und Verbesserungen der Erfindung und weitere Vorteile näher beschrieben und erläutert werden.
Es zeigt:
Fig. 1 ein Blockschaltbild der Antriebssteuerung,
Fig. 2 eine Darstellung der Schaltung und
Fig. 3 eine Darstellung der Spannungsdiagramme.
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Die Fig. 1 zeigt in einem Blockschaltbild die elektronische Antriebsteuerung 1 für einen elektrischen Antrieb 2 bzw. für einen Schützantrieb, der durch ein elektronisches Schaltelement 7 angesteuert wird.
Der Antrieb 2 ist mit einer elektronischen Sicherheitsschaltung 3 versehen, die eine Kurzschließeinheit 4, eine Fehlererkennungseinrichtung 5 und ein Sicherungselement 6 aufweist.
Das Sicherungselement 6 ist in dem Versorgungskreis des Antriebes 2 angeordnet, wobei die Kurzschließereinheit 4 derart mit der Fehlererkennungseinrichtung 5 verbunden ist, daß bei einer Fehlfunktion der Antriebsteuerung 1 die Kurzschließereinheit 4 durch die Fehlererkennungseinrichtung 5 aktivierbar ist, wobei ferner das Sicherungselement 6 derart dimensioniert und angeordnet ist, daß durch den durch die Kurzschließereinheit 4 fließenden Strom das Sicherungselement 6 auslösbar ist.
Das elektronische Schaltelement 7 ist pulsweitenmoduliert, wobei das elektronische Schaltelement 7 aus einem ersten Halbleiterelement 8 mit breiter Pulsansteuerung für den Anzug des Antriebes 2 und einem zweiten Halbleiterelement 9 für das Halten des Antriebes 2 besteht.
Die Fehlererkennungseinrichtung 5 weist ein retriggerbares Zeitglied 10 auf, das mit dem Sperren des Schaltelementes 7 rücksetzbar ist.
Das Zeitglied 10 ist ein RC-Kreis, der einen Spannungsteiler mit einem ersten Widerstand RT, einem zweiten Widerstand RE und einem Ladekondensator C1-aufweist, wobei der RC-Kreis dem Steuereingang 11 der Kurzschließeinheit 4 vorgeschaltet ist. Parallel zum Kondensator C1- ist ein Entladetransistor T1 angeordnet, das durch das Schaltelement 7 ansteuerbar ist.
Die Kurzschließeinheit 4 besteht aus mindestens einem spannungsgesteuerten Halbleiterschalter T2 mit ausreichender Stromtragfähigkeit.
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Das Sicherungselement 6 ist eine Schmelzsicherung oder eine Schwachstelle in einer Leiterbahn.
Die Fig. 3 zeigt die Steuerspannungen der Halbleiterelemente U1, U2.
Wie der Spannungsverlauf U3 zeigt, wird der Kondensator CT über den Entladetransistor T1 entladen, wenn die Halbleiterelemente 8, 9 hochohmig werden.
Im Falle beispielsweise einer Durch legierung einer der Halbleiterelemente 8, 9 oder einer der vorgeordneten, hier nicht gezeigten, Halbleiterelemente, steigt die Spannung U3 über die Triggerschwelle des Halbleiterschalter T2 , wodurch das Sicherungselement 6 ausgelöst wird.
Da sich mit Halbleitern kein mit Sicherheit öffnender Sicherheitskreis realisieren läßt, ist diese Sicherheitsschaltung als Crowbar konzipiert. Die Crowbar erzeugt im Fehlerfall zwangsweise einen Kurzschluß im Versorgungskreis und verhindert somit eine Erregung der Antriebsspule. Ein in die Versorgungsleitung integriertes Überstromschutzorgan, z.B. eine Schmelzsicherung oder eine als solche konzipierte Schwachstelle in einer Leiterbahn, trennt dann die Schaltung von der Versorgungsspannung.
Als Auslösekriterium der Crowbar dient hier eine Überwachung des Taktsignals der Lastseite der Treibertransistoren mittels eines retriggerbaren Zeitglieds. Bleibt einer der Treibertransistoren länger als eine vorgegebene Zeit durchgeschaltet, z.B. durch einen Softwarefehler, einem Fehler im &mgr;-Controller bzw. im Oscillatorkreis des &mgr;-Controllers oder durch einen Defekt des Treibers, so wird die Crowbar zwangsweise über ein unabhängiges Zeitglied angesteuert. Die Zeitkonstante der Crowbar ist dabei so bemessen, daß Sie größer ist als eine maximal zu erwartende TON-Zeit (hier 150ps), jedoch wesentlich kleiner ist als die Erregungszeitkonstante des Antriebs. Das Zeitglied der Crowbar wird mit dem Sperren der Treibertransistoren jeweils zurückgesetzt. Als Schaltelement für die Crowbar kann jeder spannungsgesteuerte
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Halbleiterschalter mit ausreichender Stromtragfähigkeit verwendet werden (z.B. MOSFET's, IGBT's oder MCTs).
Durch den unabhängigen Aufbau der Crowbar arbeitet diese als voll redundantes Sicherheitssystem und verhindert mit hoher Zuverlässigkeit eine unzulässige Ansteuerung des Antriebs.
Moeller GmbH
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Elektronische Antriebsteuerung Schützantrieb 2 Kurzschließeinheit 4 Fehlererkennungseinrichtung Sicherungselement 6 elektronisches Schaltelement erstes Halbleiterelement zweites Halbleiterelement Zeitglied 10
Steuereingang 11 Entladetransistor T1 Halbleiterschalter T2 Kondensator C1-erster Widerstand RT zweiter Widerstand RE
Steuereingang 11 Entladetransistor T1 Halbleiterschalter T2 Kondensator C1-erster Widerstand RT zweiter Widerstand RE
Claims (8)
1. Elektronische Antriebssteuerung (1) für einen elektrischen Antrieb (2), insbesondere für einen Schützantrieb, der durch mindestens ein elektronisches Schaltelement (7) angesteuert wird, dadurch gekennzeichnet, daß der Antrieb (2) mit einer elektronischen Sicherheitsschaltung (3), die eine Kurzschließeinheit (4), eine Fehlererkennungseinrichtung (5) und ein Sicherungselement (6) aufweist, versehen ist, und daß das Sicherungselement (6) in dem Versorgungskreis des Antriebes (2) angeordnet ist, wobei die Kurzschließereinheit (4) derart mit der Fehlererkennungseinrichtung (5) verbunden ist, daß bei einer Fehlfunktion der Antriebssteuerung (1) die Kurzschließereinheit (4) durch die Fehlererkennungseinrichtung (5) aktivierbar ist, wobei ferner das Sicherungselement (6) derart dimensioniert und angeordnet ist, daß durch den durch die Kurzschließereinheit (4) fließenden Strom das Sicherungselement (6) auslösbar ist.
2. Elektronische Antriebssteuerung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das elektronische Schaltelement (7) pulsweitenmoduliert ist.
3. Elektronische Antriebssteuerung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das elektronische Schaltelement (7) aus einem ersten Halbleiterelement (8) mit breiter Pulsansteuerung für den Anzug des Antriebes (2) und einem zweiten Halbleiterelement (9) für das Halten des Antriebes (2) besteht.
4. Elektronische Antriebssteuerung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Fehlererkennungseinrichtung (5) ein retriggerbares Zeitglied (10) aufweist, das mit dem Sperren des Schaltelementes (7) rücksetzbar ist.
5. Elektronische Antriebssteuerung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Zeitglied (10) ein RC-Kreis ist, der einen Spannungsteiler mit einem ersten Widerstand (RT), einem zweiten Widerstand (RE) und einem Ladekondensator (CT) aufweist, wobei der RC-Kreis dem Steuereingang (11) der Kurzschließeinheit (4) vorgeschaltet ist, und daß parallel zum Kondensator (CT) ein Entladetransistor (T1) angeordnet ist, der durch das Schaltelement (7) ansteuerbar ist.
6. Elektronische Antriebssteuerung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Kurzschließeinheit (4) aus mindestens einem spannungsgesteuerten Halbleiterschalter (T2) mit ausreichender Stromtragfähigkeit besteht.
7. Elektronische Antriebssteuerung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Sicherungselement (6) eine Schmelzsicherung ist.
8. Elektronische Antriebssteuerung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Sicherungselement (6) eine Schwachstelle in einer Leiterbahn ist.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE29909903U DE29909903U1 (de) | 1999-06-08 | 1999-06-08 | Elektronische Antriebssteuerung |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE29909903U DE29909903U1 (de) | 1999-06-08 | 1999-06-08 | Elektronische Antriebssteuerung |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| DE29909903U1 true DE29909903U1 (de) | 1999-09-30 |
Family
ID=8074459
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| DE29909903U Expired - Lifetime DE29909903U1 (de) | 1999-06-08 | 1999-06-08 | Elektronische Antriebssteuerung |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| DE (1) | DE29909903U1 (de) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE102014118982A1 (de) | 2014-12-18 | 2016-06-23 | Turck Holding Gmbh | Schutzschaltung |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE3127460A1 (de) | 1981-07-11 | 1983-02-10 | Industrie Automation Halbleitergerätebau GmbH & Co, 7801 March | Schaltung fuer wechselrichter fuer notstromanlagen |
| DE3517556A1 (de) | 1985-05-15 | 1986-11-20 | Klein Kg Elektro Geraete G | Statischer wechselrichter |
| DE3924653A1 (de) | 1989-07-26 | 1991-01-31 | Telefunken Electronic Gmbh | Ueberwachungsschaltung fuer einen laststromkreis |
| DE3933118A1 (de) | 1989-10-04 | 1991-04-11 | Telefonbau & Normalzeit Gmbh | Schaltungsanordnung zur sicherung von elektronischen baugruppen vor zu hoher stromaufnahme |
-
1999
- 1999-06-08 DE DE29909903U patent/DE29909903U1/de not_active Expired - Lifetime
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