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EP2031623A1 - Stromwandlerbaugruppe mit einer Phasenwendeverdrahtung sowie Schaltgerät mit einer derartigen Wandlerbaugruppe - Google Patents

Stromwandlerbaugruppe mit einer Phasenwendeverdrahtung sowie Schaltgerät mit einer derartigen Wandlerbaugruppe Download PDF

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Publication number
EP2031623A1
EP2031623A1 EP07017243A EP07017243A EP2031623A1 EP 2031623 A1 EP2031623 A1 EP 2031623A1 EP 07017243 A EP07017243 A EP 07017243A EP 07017243 A EP07017243 A EP 07017243A EP 2031623 A1 EP2031623 A1 EP 2031623A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
phase
switching device
output
contactors
contactor
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
EP07017243A
Other languages
English (en)
French (fr)
Other versions
EP2031623B1 (de
Inventor
Christian Gogeissl
Mathias VÖLZ
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.)
Siemens AG
Original Assignee
Siemens AG
Siemens Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Siemens AG, Siemens Corp filed Critical Siemens AG
Priority to EP20070017243 priority Critical patent/EP2031623B1/de
Priority to ES07017243T priority patent/ES2436530T3/es
Publication of EP2031623A1 publication Critical patent/EP2031623A1/de
Application granted granted Critical
Publication of EP2031623B1 publication Critical patent/EP2031623B1/de
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

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Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H51/00—Electromagnetic relays
    • H01H51/005—Inversing contactors
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H71/00—Details of the protective switches or relays covered by groups H01H73/00 - H01H83/00
    • H01H71/10—Operating or release mechanisms
    • H01H71/12—Automatic release mechanisms with or without manual release
    • H01H71/123—Automatic release mechanisms with or without manual release using a solid-state trip unit
    • H01H71/125—Automatic release mechanisms with or without manual release using a solid-state trip unit characterised by sensing elements, e.g. current transformers
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H89/00—Combinations of two or more different basic types of electric switches, relays, selectors and emergency protective devices, not covered by any single one of the other main groups of this subclass
    • H01H89/06—Combination of a manual reset circuit with a contactor, i.e. the same circuit controlled by both a protective and a remote control device
    • H01H89/08—Combination of a manual reset circuit with a contactor, i.e. the same circuit controlled by both a protective and a remote control device with both devices using the same contact pair

Definitions

  • the invention relates to a converter assembly for a switching device, in particular for a three-phase reversing starter.
  • the invention relates to a switching device, in particular a reversing starter, to reverse the direction of rotation of a connected consumer, in particular an electrical machine.
  • the switching device has a mains input for connection to a power supply network as well as a N-trigger connected in series for the respective phase for safety shutdown of the switching device.
  • the switching device has two contactors each with a contactor input, main contacts and a contactor output and a network-side phase reversal wiring for interconnection of the network input with the respective contactor inputs.
  • the switching device is designed to be three-phase.
  • Known switching devices or reversing starters consist of two parallel and interconnected contactors, which are connected in series with a circuit-side connected circuit breaker.
  • the interconnection between the contactors is preferably carried out with wiring blocks.
  • the circuit breaker has an electronic overcurrent detection, which detects the signals of so-called N-releases.
  • the N-releases are usually integrated in the circuit breaker.
  • the circuit breaker on a biasing switch lock, which releases a circuit breaker plunger for opening the circuit breaker main contacts, especially in a short circuit case.
  • the contactors each have a drive for operational switching. Depending on the desired direction of rotation of a connected consumer, in particular a connected electrical machine, either one contactor or the other contactor is turned on.
  • the Protect current transformer for overcurrent detection to protect the downstream electric machine.
  • the electric machine is preferably a three-phase electric motor.
  • the object is to provide a suitable transducer assembly for a switching device, in particular for a reversing starter.
  • Another object of the invention is to simplify the construction of a reversing starter.
  • transducer assembly having the features of claim 1.
  • Advantageous embodiments of the transducer assembly are specified in claims 2 to 4.
  • a switching device is called with such a transducer assembly.
  • advantageous embodiments of the switching device are given.
  • a converter assembly for a switching device in particular for a reversing starter, which has two inputs with fixed contact pieces and an output for connecting an electrical load, in particular an electric machine.
  • the two inputs are connected to the output via a phase-reversal wiring integrated in the converter module as well as via output-side phase conductors.
  • the output side phase conductors are each passed through a current transformer.
  • An advantage of the invention is that compared to the prior art only half of the current transformers is needed. In the three-phase case, only three instead of six current transformers are required. This reduces the size.
  • a particular advantage is the provision of fixed contact pieces of switching means to be mounted on the input side for operational switching and for safety shutdown.
  • a separate switching point, as in the prior art, can advantageously be omitted.
  • phase reversal wiring integrated in the transducer assembly allows for better cooling of the contacts.
  • the converter module has a pin or socket strip connected to the current transformers. This eliminates the subsequent Verschaltungsaufwand for the current transformer.
  • the pin or socket strip enables a compact and at the same time reliable connection for a higher-level monitoring electronics.
  • the transducer assembly for receiving in a switching device, in particular in a reversing starter is formed. This simplifies the assembly effort considerably.
  • the transducer assembly is multi-phase, in particular three-phase executed.
  • the two inputs are three-phase inputs and the output is a three-phase output.
  • the contactors are formed in three phases.
  • the phase-reversal wiring is designed according to the number of phases so that a change in direction of rotation, that is, a change in direction of the rotating field is accomplished.
  • the object of the invention is further achieved with a switching device, in particular with a reversing starter, which has a transducer assembly according to the invention.
  • the respective contactor outputs correspond to the stationary contact pieces of the converter module.
  • the respective N-trigger act For safety shutdown directly on the main contacts of the two contactors.
  • the particular advantage of the invention is the saving of a switching point.
  • the fixed contact pieces of the converter module which are at the same time the electrical and terminalless inputs of the converter module, are used both for operational switching and for safety shutdown.
  • Such a switching device has a drastically reduced size in comparison to the prior art.
  • By already integrated phase reversal wiring mounting errors are advantageously avoided.
  • the reduced number of contact points advantageously leads to a higher reliability of the switching device.
  • the contactors each have a drive and a contactor tappet connected to the respective drive for actuating the respective main contacts.
  • the N-releases release a preloaded N-trigger plunger to open the main contacts of both contactors.
  • two mutually independent rams act together on the main contacts of the shooter in terms of a compact starter.
  • the switching device is multi-phase, in particular three-phase, executed.
  • the mains input is a three-phase mains input and the power supply network is a three-phase three-phase network, e.g. around a 400V three-phase network of a public utility.
  • the network-side phase-reversal wiring is performed.
  • FIG. 1 shows the circuit principle of a switching device 1 in the form of a turning starter 1 according to the prior art.
  • FIG. 1 In the upper part of the FIG. 1 a circuit breaker 2 is shown, which is connected on the input side to a three-phase power supply network. In the lower part of the FIG. 1 are two parallel-connected contactors 41, 42 can be seen, which are both the input side and the output side, each with a phase reversal wiring 31, 32 are connected. At the bottom of the FIG. 1 is a three-phase output 71-73 for connecting a three-phase load, in particular an electric machine to see.
  • FIG. 2 shows the associated circuit diagram of the reversing starter 1 according to FIG. 1 ,
  • the three-phase mains input 11-13 for connection to the three-phase power supply network can be seen. It is ever a to the respective phase 11, 12, 13 connected in series N-trigger 21 for safety shutdown of the reversing starter 1 shown.
  • the N-trigger 21 operated in the case of triggering, in particular in a Short circuit case, a circuit breaker plunger 22, which in turn acts on three-phase circuit breaker main contacts 23.
  • the circuit breaker 2 thus disconnects the electrical machine from the power grid.
  • three-phase refers to the power supply network used.
  • the respective switching points each have three main contacts in the case of the absence of a neutral conductor.
  • the respective switching points of the circuit breaker and the contactors can also be designed 4-pin. This means that the operational switching as well as the safety shutdown are then 4-pole.
  • the two parallel-connected contactors 41, 42 can be seen, which on the input side 47 and output side 48 are connected to the input and output side phase reversing wiring 31, 32, that when switching a contactor 41 or the other contactor 42, a change in direction of the connected electrical Machine is effected.
  • Both contactors 41, 42 have three current transformers 46 for detecting the respective phase current.
  • a drive 43 of the contactors 41, 42 opens the respective main contacts 45.
  • Reference numeral 44 denotes a contactor tappet.
  • the three-phase output 71-73 can be seen.
  • FIG. 3 shows the circuit principle of a turning starter 1 with a transducer assembly 6 according to the invention.
  • the dashed upper box indicates a compact starter, which is designed for both operational switching and safety shutdown.
  • the lower dashed box 6 shows the transducer assembly according to the invention.
  • two contactors 41, 42 are shown as the output side and in the FIG. 3 Not shown fixed contact pieces of the contactors 41, 42 are also part of the transducer assembly 6.
  • FIG. 4 shows the associated circuit diagram of the reversing starter 1 according to FIG. 3 , It has according to the invention, the transducer assembly 6, wherein the respective three-phase contactor outputs correspond to the fixed contact pieces 68 of the transducer assembly 6.
  • the N-releases 21 release a preloaded N-trigger tappet 25 for opening the main contacts 45 of the two contactors 41, 42.
  • the contactors 41, 42 each have a drive 43 and connected to the respective drive 43 contactor plunger 44 for actuating the respective main contacts 45.
  • three current transformers 46 are shown for detecting a respective phase current.
  • Reference symbol 67 denotes the output-side phase conductors of the converter module 6.
  • FIG. 5 shows a perspective view of a transducer assembly 6 according to the invention in the left part of FIG. 5 are the two three-phase inputs 61-63; 64-66 watch with fixed contact pieces 68.
  • the two three-phase inputs 61-63; 64-66 are connected via a built-in converter assembly 6 phase reversal wiring 32 and three output-side phase conductors 67 to the three-phase output 71-73.
  • the phase reversal wiring 32 and the three-phase output 71-73 are in the present FIG. 5 only partially recognizable.
  • the following FIG. 6 shows this in detail.
  • the three output-side phase conductors 67 are each guided by a current transformer 46. They are exemplified as a solid bolt and connected by means of a screw 60 with the input-side phase reversal wiring 32.
  • the current transformers 46 are designed as toroidal transducers or as a through-connection converter educated.
  • the in the FIG. 5 unrecognizable current transformer windings and their electrical connections are connected to a pin header 69. Alternatively, a female connector can be used.
  • the electrical signals of the current transformer 46 can be detected by a connected to the pin or female connector 69 monitoring electronics.
  • the monitoring electronics is preferably integrated in the reversing starter 1 and designed as a printed circuit board.
  • the reference numeral 81 denotes a first housing part. It serves to accommodate the current transformer 46, that is, the toroidal transformer shown. The leads of the toroidal core 46 are moved to the pin strip 69 shown and preferably soldered there. The first housing part 81 is then connected to a second housing part 82, that is inserted into this, snapped, screwed or locked. Subsequently, the output-side terminals 71-73 are pressed in the position shown and welded. In the lower part of the FIG. 5 is a third housing part 83 watch. In it, the prefabricated conductor of the output-side phase reversal wiring 32 are inserted or fitted. Subsequently, these are welded together and with the fixed contact pieces 68 of the electrical inputs 61-66. Thereafter, the second and third housing parts 82, 83 are mounted to each other.
  • FIG. 6 shows a perspective view of the transducer assembly 6 according to FIG. 5 in the elevation.
  • the components of the phase reversal wiring 32 are made of solid copper cables with a preferably quadrangular cross-section to permanently perform operating currents in the two-digit ampere range with low heat.
  • the somewhat "airy,” that is, spaced arrangement of the components of the phase reversal wiring 32 allows effective dissipation of the heat dissipation power from the transducer assembly 6 to the outside.
  • the illustrated converter assembly 6 or the reversing starter 1, in which the converter assembly 6 is accommodated, is designed for a continuous operating current of 32 A.
  • the reversing starter 1 can also be used for larger operating currents, such. 64 A, or for smaller operating currents, e.g. 16 A, be designed.

Landscapes

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Abstract

Eine Wandlerbaugruppe (6) für ein Schaltgerät (1), insbesondere für einen Wendestarter, weist zwei Eingänge (61-63; 64-66) mit feststehenden Schaltstücken (68) sowie einen Ausgang (71-73) zum Anschließen einer elektrischen Last, insbesondere einer elektrischen Maschine, auf. Die zwei Eingänge (61-63; 64-66) sind über eine in der Wandlerbaugruppe (6) integrierte Phasenwendeverdrahtung (32) sowie über ausgangsseitige Phasenleiter (67) mit dem Ausgang (71-73) verschaltet, wobei die ausgangsseitigen Phasenleiter (67) jeweils durch einen Stromwandler (46) geführt sind.

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Wandlerbaugruppe für ein Schaltgerät, insbesondere für einen dreiphasigen Wendestarter.
  • Weiterhin betrifft die Erfindung ein Schaltgerät, insbesondere einen Wendestarter, zur Drehrichtungsumkehr eines angeschlossenen Verbrauchers, insbesondere einer elektrischen Maschine. Das Schaltgerät weist einen Netzeingang zum Anschließen an ein Stromversorgungsnetz sowie je einen zur jeweiligen Phase in Reihe geschalteten N-Auslöser zum Sicherheitsabschalten des Schaltgerätes auf. Zudem weist das Schaltgerät zwei Schütze mit jeweils einem Schützeingang, Hauptkontakten und einem Schützausgang sowie eine netzseitige Phasenwendeverdrahtung zur Verschaltung des Netzeingangs mit den jeweiligen Schützeingängen auf. Vorzugsweise ist das Schaltgerät dreiphasig ausgeführt.
  • Bekannte Schaltgeräte bzw. Wendestarter bestehen aus zwei parallel angeordneten und miteinander verschalteten Schützen, welche in Reihe zu einem netzseitig angeschlossenen Leistungsschalter geschaltet sind. Die Verschaltung zwischen den Schützen erfolgt vorzugsweise mit Verdrahtungsbausteinen. Der Leistungsschalter verfügt über eine elektronische Überstromerfassung, welche die Signale sogenannter N-Auslöser erfasst. Die N-Auslöser sind üblicherweise im Leistungsschalter bereits integriert. Typischerweise weist der Leistungsschalter ein vorspannbares Schaltschloss auf, welches insbesondere in einem Kurzschlussfall einen Leistungsschalter-Stößel zur Öffnung der Leistungsschalter-Hauptkontakte freigibt. Die Schütze weisen jeweils einen Antrieb zum betriebsmäßigen Schalten auf. Entsprechend der gewünschten Drehrichtung eines angeschlossenen Verbrauchers, insbesondere einer angeschlossenen elektrischen Maschine, wird entweder der eine Schütz oder der andere Schütz eingeschaltet. Vorzugsweise weisen die Schütze Stromwandler zur Überstromerfassung zum Schutz der nachgeschalteten elektrischen Maschine auf. Bei der elektrischen Maschine handelt es sich vorzugsweise um einen dreiphasigen Elektromotor.
  • Nachteilig bei der zuvor beschriebenen Anordnung sind das große Bauvolumen sowie die hohe Anzahl von Einzelkomponenten.
  • Ausgehend von dem Stand der Technik ergibt sich die Aufgabe, eine geeignete Wandlerbaugruppe für ein Schaltgerät, insbesondere für einen Wendestarter anzugeben.
  • Eine weitere Aufgabe der Erfindung besteht darin, den Aufbau eines Wendestarters zu vereinfachen.
  • Die Aufgabe der Erfindung wird mit einer Wandlerbaugruppe mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Wandlerbaugruppe sind in den Ansprüchen 2 bis 4 angegeben. Im Anspruch 5 ist ein Schaltgerät mit einer derartigen Wandlerbaugruppe genannt. In den Ansprüchen 6 und 7 sind vorteilhafte Ausgestaltungen des Schaltgerätes angegeben.
  • Erfindungsgemäß ist eine Wandlerbaugruppe für ein Schaltgerät, insbesondere für einen Wendestarter, vorgesehen, welche zwei Eingänge mit feststehenden Schaltstücken sowie einen Ausgang zum Anschließen eines elektrischen Verbrauchers, insbesondere einer elektrischen Maschine, aufweist. Die zwei Eingänge sind über eine in der Wandlerbaugruppe integrierte Phasenwendeverdrahtung sowie über ausgangsseitige Phasenleiter mit dem Ausgang verschaltet. Die ausgangsseitigen Phasenleiter sind jeweils durch einen Stromwandler geführt.
  • Ein Vorteil der Erfindung ist, dass im Vergleich zum Stand der Technik nur noch die Hälfte der Stromwandler benötigt wird. Im dreiphasigen Fall werden nur noch drei anstelle von sechs Stromwandlern benötigt. Dadurch verringert sich die Baugröße.
  • Ein besonderer Vorteil ist die Bereitstellung von feststehenden Schaltstücken von eingangsseitig anzubringenden Schaltmitteln zum betriebsmäßigen Schalten sowie zum Sicherheitsabschalten. Eine separate Schaltstelle, wie beim Stand der Technik, kann vorteilhaft entfallen.
  • Schließlich erlaubt die vorgefertigte und in der Wandlerbaugruppe integrierte Phasenwendeverdrahtung eine bessere Kühlung der Schaltstücke.
  • Nach einer vorteilhaften Ausführungsform weist die Wandlerbaugruppe eine mit den Stromwandlern verschaltete Stift- oder Buchsenleiste auf. Dadurch erübrigt sich der nachträgliche Verschaltungsaufwand für die Stromwandler. Die Stift- oder Buchsenleiste ermöglicht einen kompakten und zugleich zuverlässigen Anschluss für eine übergeordnete Überwachungselektronik.
  • Einer weiteren Ausführungsform zufolge ist die Wandlerbaugruppe zur Aufnahme in ein Schaltgerät, insbesondere in einen Wendestarter, ausgebildet. Dadurch vereinfacht sich der Montageaufwand erheblich.
  • Vorzugsweise ist die Wandlerbaugruppe mehrphasig, insbesondere dreiphasig, ausgeführt. Im dreiphasigen Fall handelt es sich bei den beiden Eingängen um dreiphasige Eingänge und bei dem Ausgang um einen dreiphasigen Ausgang. In entsprechender Weise sind die Schütze dreiphasig ausgebildet. Die Phasenwendeverdrahtung ist entsprechend der Phasenzahl derart ausgeführt, dass eine Drehrichtungsänderung, das heißt eine Richtungsänderung des Drehfeldes, bewerkstelligt wird.
  • Die Aufgabe der Erfindung wird weiterhin mit einem Schaltgerät, insbesondere mit einem Wendestarter, gelöst, welcher eine erfindungsgemäße Wandlerbaugruppe aufweist. Die jeweiligen Schützausgänge entsprechen dabei den feststehenden Schaltstücken der Wandlerbaugruppe. Weiterhin wirken die jeweiligen N-Auslöser zum Sicherheitsabschalten direkt auf die Hauptkontakte der beiden Schütze ein.
  • Der besondere Vorteil der Erfindung ist die Einsparung einer Schaltstelle. Es werden die feststehenden Schaltstücke der Wandlerbaugruppe, welche zugleich die elektrischen und klemmenlosen Eingänge der Wandlerbaugruppe sind, sowohl zum betriebsmäßigen Schalten als auch zum Sicherheitsabschalten verwendet. Ein derartiges Schaltgerät weist im Vergleich zum Stand der Technik eine drastisch reduzierte Baugröße auf. Durch die bereits integrierte Phasenwendeverdrahtung werden vorteilhaft Montagefehler vermieden. Die reduzierte Anzahl von Kontaktstellen führt vorteilhaft zu einer höheren Zuverlässigkeit des Schaltgerätes.
  • Im Besonderen weisen die Schütze nach einer Ausführungsform des Schaltgerätes jeweils einen Antrieb und einen mit dem jeweiligen Antrieb verbundenen Schütz-Stößel zum Betätigen der jeweiligen Hauptkontakte auf. Zudem geben die N-Auslöser im Falle einer Sicherheitsabschaltung einen vorgespannten N-Auslöser-Stößel zum Öffnen der Hauptkontakte beider Schütze frei. Mit anderen Worten wirken zwei voneinander unabhängige Stößel gemeinsam auf die Hauptkontakte der Schütze im Sinne eines Kompaktstarters.
  • Nach einer Ausführungsform ist das Schaltgerät mehrphasig, insbesondere dreiphasig, ausgeführt. Im dreiphasigen Fall handelt es sich bei dem Netzeingang um einen dreiphasigen Netzeingang und bei dem Stromversorgungsnetz um ein dreiphasiges Drehstromnetz, wie z.B. um ein 400V-Drehstromnetz eines öffentlichen Versorgungsunternehmens. In entsprechender Weise ist die netzseitige Phasenwendeverdrahtung ausgeführt.
  • Die Erfindung sowie vorteilhafte Ausführungen der Erfindung werden im Weiteren anhand der nachfolgenden Figuren näher beschrieben. In den nachfolgenden Figuren sind funktionsgleiche Bauteile mit übereinstimmenden Bezugszeichen versehen. Es zeigen.
    • FIG 1
    das Schaltungsprinzip eines Schaltgerätes in Form eines Wendestarters nach dem Stand der Technik,
    FIG 2
    den zugehörigen Stromlaufplan des Wendestarters gemäß FIG 1,
    FIG 3
    das Schaltungsprinzip eines Wendestarters mit einer Wandlerbaugruppe gemäß der Erfindung,
    FIG 4
    den zugehörigen Stromlaufplan des Wendestarters gemäß FIG 3,
    FIG 5
    eine perspektivische Ansicht einer erfindungsgemäßen Wandlerbaugruppe und
    FIG 6
    eine perspektivische Ansicht der Wandlerbaugruppe gemäß FIG 5 im Aufriss.
  • FIG 1 zeigt das Schaltungsprinzip eines Schaltgerätes 1 in Form eines Wendestarters 1 nach dem Stand der Technik.
  • Für dieses und die nachfolgenden Ausführungsbeispiele wird der dreiphasige Fall betrachtet.
  • Im oberen Teil der FIG 1 ist ein Leistungsschalter 2 dargestellt, welcher eingangsseitig an ein dreiphasiges Stromversorgungsnetz angeschlossen ist. Im unteren Teil der FIG 1 sind zwei parallel geschaltete Schütze 41, 42 zu sehen, welches sowohl eingangsseitig als auch ausgangsseitig mit jeweils einer Phasenwendeverdrahtung 31, 32 verbunden sind. Ganz unten in der FIG 1 ist ein dreiphasiger Ausgang 71-73 zum Anschließen einer dreiphasigen Last, insbesondere einer elektrischen Maschine, zu sehen.
  • FIG 2 zeigt den zugehörigen Stromlaufplan des Wendestarters 1 gemäß FIG 1. Im oberen Teil der FIG 2 ist der dreiphasige Netzeingang 11-13 zum Anschließen an das dreiphasige Stromversorgungsnetz zu sehen. Es ist je ein zur jeweiligen Phase 11, 12, 13 in Reihe geschalteter N-Auslöser 21 zum Sicherheitsabschalten des Wendestarters 1 dargestellt. Die N-Auslöser 21 betätigten im Auslösefall, insbesondere in einem Kurzschlussfall, einen Leistungsschalter-Stößel 22, welcher seinerseits auf dreiphasige Leistungsschalter-Hauptkontakte 23 einwirkt. Der Leistungsschalter 2 trennt somit die elektrische Maschine vom Stromversorgungsnetz.
  • Die Bezeichnung "dreiphasig" bezieht sich auf das verwendete Stromversorgungsnetz. Die jeweiligen Schaltstellen weisen im Falle des Fehlens eines Nullleiters jeweils drei Hauptkontakte auf. Für den Fall, dass ein Nullleiter zur Speisung der nachgeschalteten elektrischen Last erforderlich ist, können die jeweiligen Schaltstellen des Leistungsschalters sowie der Schütze auch 4-polig ausgeführt sein. Das heißt, dass das betriebsmäßige Schalten sowie das Sicherheitsabschalten dann 4-polig erfolgen.
  • Im unteren Teil der FIG 2 sind die beiden parallel geschalteten Schütze 41, 42 zu sehen, welche eingangsseitig 47 und ausgangsseitig 48 derart mit der eingangs- und ausgangsseitigen Phasenwendeverdrahtung 31, 32 verbunden sind, dass bei einem Einschalten des einen Schützes 41 oder des anderen Schützes 42 eine Drehrichtungsänderung der angeschlossenen elektrischen Maschine bewirkt wird. Beide Schütze 41, 42 weisen drei Stromwandler 46 zur Erfassung des jeweiligen Phasenstroms auf. Im Überstromfall öffnet ein Antrieb 43 der Schütze 41, 42 die jeweiligen Hauptkontakte 45. Mit dem Bezugszeichen 44 ist ein Schütz-Stößel bezeichnet. Ganz unten im Beispiel der FIG 2 ist wiederum der dreiphasige Ausgang 71-73 zu sehen.
  • FIG 3 zeigt das Schaltungsprinzip eines Wendestarters 1 mit einer Wandlerbaugruppe 6 gemäß der Erfindung. Der gestrichelt dargestellte obere Kasten kennzeichnet einen Kompaktstarter, welcher sowohl zum betriebsmäßigen Schalten als auch zum Sicherheitsabschalten ausgebildet ist. Der untere gestrichelt dargestellte Kasten 6 zeigt die erfindungsgemäße Wandlerbaugruppe. Zwischen den beiden Kästen sind zwei Schütze 41, 42 dargestellt, da die ausgangsseitigen und in der FIG 3 nicht dargestellten feststehenden Schaltstücke der Schütze 41, 42 zugleich Bestandteil der Wandlerbaugruppe 6 sind.
  • FIG 4 zeigt den zugehörigen Stromlaufplan des Wendestarters 1 gemäß FIG 3. Er weist gemäß der Erfindung die Wandlerbaugruppe 6 auf, wobei die jeweiligen dreiphasigen Schützausgänge den feststehenden Schaltstücken 68 der Wandlerbaugruppe 6 entsprechen. Wie die FIG 4 weiter zeigt, wirken die drei im oberen Teil der FIG 4 dargestellten N-Auslöser 21 zum Sicherheitsabschalten direkt auf die Hauptkontakte 45 der beiden Schütze 41, 42 ein. Die N-Auslöser 21 geben im Falle einer Sicherheitsabschaltung, insbesondere in einem Kurzschlussfall, einen vorgespannten N-Auslöser-Stößel 25 zum Öffnen der Hauptkontakte 45 der beiden Schütze 41, 42 frei. Die Schütze 41, 42 weisen jeweils einen Antrieb 43 und einen mit dem jeweiligen Antrieb 43 verbundenen Schütz-Stößel 44 zum Betätigen der jeweiligen Hauptkontakte 45 auf. Im unteren Teil der Wandlerbaugruppe 6 sind drei Stromwandler 46 zur Erfassung eines jeweiligen Phasenstroms dargestellt. Mit dem Bezugszeichen 67 sind die ausgangsseitigen Phasenleiter der Wandlerbaugruppe 6 bezeichnet.
  • FIG 5 zeigt eine perspektivische Ansicht einer erfindungsgemäßen Wandlerbaugruppe 6. Im linken Teil der FIG 5 sind die zwei dreiphasigen Eingänge 61-63; 64-66 mit feststehenden Schaltstücken 68 zusehen. Die zwei dreiphasigen Eingänge 61-63; 64-66 sind über eine in der Wandlerbaugruppe 6 integrierte Phasenwendeverdrahtung 32 sowie über drei ausgangsseitige Phasenleiter 67 mit dem dreiphasigen Ausgang 71-73 verschaltet. Die Phasenwendeverdrahtung 32 sowie der dreiphasige Ausgang 71-73 sind in der vorliegenden FIG 5 nur zum Teil erkennbar. Die nachfolgende FIG 6 zeigt diese im Detail.
  • Die drei ausgangsseitigen Phasenleiter 67 sind jeweils durch einen Stromwandler 46 geführt. Sie sind beispielhaft als massive Bolzen ausgeführt und mittels einer Schraubverbindung 60 mit der eingangsseitigen Phasenwendeverdrahtung 32 verbunden. Die Stromwandler 46 sind als Ringkernwandler bzw. als Durchsteckwandler ausgebildet. Die in der FIG 5 nicht erkennbaren Stromwandlerwicklungen sowie deren elektrische Anschlüsse sind mit einer Stiftleiste 69 verbunden. Alternativ kann auch eine Buchsenleiste verwendet werden. Die elektrischen Signale der Stromwandler 46 können durch eine an der Stift- oder Buchsenleiste 69 angeschlossenen Überwachungselektronik erfasst werden. Die Überwachungselektronik ist vorzugsweise im Wendestarter 1 integriert und als Flachbaugruppe ausgebildet.
  • Mit dem Bezugszeichen 81 ist ein erstes Gehäuseteil bezeichnet. Es dient der Aufnahme der Stromwandler 46, das heißt der gezeigten Ringkernwandler. Die Anschlussleitungen der Ringkernwandler 46 sind zur gezeigten Stiftleiste 69 verlegt und dort vorzugsweise angelötet. Das erste Gehäuseteil 81 wird im Anschluss daran mit einem zweiten Gehäuseteil 82 verbunden, das heißt in dieses eingelegt, eingeschnappt, verschraubt oder verrastet. Anschließend werden die ausgangsseitigen Anschlüsse 71-73 in der gezeigten Position eingedrückt und verschweißt. Im unteren Teil der FIG 5 ist ein drittes Gehäuseteil 83 zusehen. In ihm sind die vorgefertigten Leiter der ausgangsseitigen Phasenwendeverdrahtung 32 eingelegt bzw. eingepasst. Im Anschluss werden diese miteinander und mit den feststehenden Schaltstücken 68 der elektrischen Eingänge 61-66 verschweißt. Danach werden das zweite und dritte Gehäuseteil 82, 83 aneinander montiert.
  • FIG 6 zeigt eine perspektivische Ansicht der Wandlerbaugruppe 6 gemäß FIG 5 im Aufriss. In dieser Darstellung ist besonders die geometrische Ausgestaltung und Anordnung der ausgangsseitigen Phasenwendeverdrahtung 32 zu sehen. Die Bauteile der Phasenwendeverdrahtung 32 bestehen aus massiven Kupferleitungen mit einem vorzugsweise viereckigen Querschnitt, um Betriebsströme im zweistelligen Amperebereich bei geringer Wärmeentwicklung dauerhaft führen zu können. Die etwas "luftige", das heißt beabstandete Anordnung der Komponenten der Phasenwendeverdrahtung 32 ermöglicht eine effektive Abfuhr der Wärmeverlustleistung aus der Wandlerbaugruppe 6 nach außen.
  • Die gezeigte Wandlerbaugruppe 6 bzw. der Wendestarter 1, in welchem die Wandlerbaugruppe 6 aufgenommen ist, ist für einen dauerhaften Betriebsstrom von 32 A ausgelegt. Je nach technischer Auslegung kann der Wendestarter 1 auch für größere Betriebsströme, wie z.B. 64 A, oder für kleinere Betriebsströme, wie z.B. 16 A, ausgelegt sein.
  • Im linken Teil sind die eingeschweißten und gleichfalls robust ausgelegten feststehenden Schaltstücke 68 der zwei dreiphasigen Eingänge 61-63; 64-66 der Wandlerbaugruppe 6 zu sehen. Die gezeigte Ausführung ermöglicht ein verschleißarmes betriebliches Schalten der Betriebsströme mittels der in der FIG 6 nicht dargestellten Hauptkontakte 45 der beiden Schütze 41, 42. Die Ausführung ermöglicht zudem eine schnelle und zuverlässige Sicherheitsabschaltung sowie eine ausreichende Kühlung der feststehenden Schaltkontakte 68 durch die angeschweißte und gut wärmeleitende Phasenwendeverdrahtung 32.

Claims (7)

  1. Wandlerbaugruppe für einen Schaltgerät (1), insbesondere für einen Wendestarter, wobei die Wandlerbaugruppe zwei Eingänge (61-63; 64-66) mit feststehenden Schaltstücken (68) sowie einen Ausgang (71-73) zum Anschließen einer elektrischen Last, insbesondere einer elektrischen Maschine, aufweist, wobei die zwei Eingänge (61-63; 64-66) über eine in der Wandlerbaugruppe integrierte Phasenwendeverdrahtung (32) sowie über ausgangsseitige Phasenleiter (67) mit dem Ausgang (71-73) verschaltet sind und wobei die ausgangsseitigen Phasenleiter (67) jeweils durch einen Stromwandler (46) geführt sind.
  2. Wandlerbaugruppe nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass die Wandlerbaugruppe eine mit den Stromwandlern (46) verschaltete Stift- oder Buchsenleiste (69) aufweist.
  3. Wandlerbaugruppe nach Anspruch 1 oder 2,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass die Wandlerbaugruppe zur Aufnahme in ein Schaltgerät (1), insbesondere in einen Wendestarter, ausgebildet ist.
  4. Wandlerbaugruppe nach einem der vorangegangenen Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass die Wandlerbaugruppe mehrphasig, insbesondere dreiphasig, ausgeführt ist.
  5. Schaltgerät, insbesondere Wendestarter, zur Drehrichtungsumkehr eines angeschlossenen elektrischen Verbrauchers, insbesondere einer elektrischen Maschine, wobei das Schaltgerät aufweist
    - einen Netzeingang (11-13) zum Anschließen an ein Stromversorgungsnetz,
    - je einen zur jeweiligen Phase in Reihe geschalteten N-Auslöser (21) zum Sicherheitsabschalten des Schaltgerätes,
    - zwei Schütze (41, 42) mit jeweils einem Schützeingang (51), Hauptkontakten (45) und einem Schützausgang, und
    - eine netzseitige Phasenwendeverdrahtung (31) zur Verschaltung des Netzeingangs (11-13) mit den jeweiligen Schützeingängen (51),
    dadurch gekennzeichnet,
    - dass das Schaltgerät eine Wandlerbaugruppe (6) nach einem der Ansprüche 1 bis 4 aufweist, wobei die jeweiligen Schützausgänge den feststehenden Schaltstücken (68) der Wandlerbaugruppe (6) entsprechen, und
    - dass die jeweiligen N-Auslöser (21) zum Sicherheitsabschalten direkt auf die Hauptkontakte (45) der beiden Schütze (41, 42) einwirken.
  6. Schaltgerät nach Anspruch 5,
    dadurch gekennzeichnet,
    - dass die Schütze (41, 42) jeweils einen Antrieb (43) und einen mit dem jeweiligen Antrieb (43) verbundenen Schütz-Stößel (44) zum Betätigen der jeweiligen Hauptkontakte (45) aufweisen und
    - dass die N-Auslöser (21) im Falle einer Sicherheitsabschaltung einen vorgespannten N-Auslöser-Stößel (25) zum Öffnen der Hauptkontakte (45) beider Schütze (41, 42) freigeben.
  7. Schaltgerät nach Anspruch 5 oder 6,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass das Schaltgerät mehrphasig, insbesondere dreiphasig, ausgeführt ist.
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