SCHALTERANORDNUNG

Die Erfindung betrifft eine Schalteranordnung mit einem Schalter und einem Antriebssystem für den Schalter, ein elektrisches Betriebsmittel mit einer Schalteranordnung und ein Verfahren zum sicheren Betrieb einer Schalteranordnung.

In Umspannwerken existiert eine Vielzahl an Schaltern für unterschiedliche Aufgaben und mit unterschiedlichen Anforderungen. Für die Betätigung der jeweiligen Schalter müssen diese über ein Antriebssystem angetrieben werden. Bei diesen Schaltern handelt es sich unter anderem um Laststufenschalter, Lastumschalter, Wähler, Doppelwender, Wender, Vorwähler, Leistungsschalter, Lastschalter oder Trennschalter.

So dienen Laststufenschalter beispielsweise zum unterbrechungsfreien Umschalten zwischen verschiedenen Wicklungsanzapfungen eines elektrischen Betriebsmittels, wie etwa eines Leistungstransformators oder einer regelbaren Drossel. Dadurch können beispielsweise das Übersetzungsverhältnis des Transformators oder die Induktivität der Drossel verändert werden. Doppelwender dienen zum Umpolen von Wicklungen während des Leistungstransformatorbetriebs.

All diese Schalter stellen eine hochgradig sicherheitsrelevante Komponente des elektrischen Betriebsmittels dar, weil die Umschaltung während das Betriebsmittel im Betrieb ist erfolgt und dementsprechend beispielsweise an ein Energienetz angeschlossen ist. Störungen beim Betrieb können in extremen Fällen gravierende technische und wirtschaftliche Folgen haben.

Es ist daher eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ein verbessertes Konzept zum Antreiben eines Schalters, insbesondere Laststufenschalters, Lastumschalters, Wählers, Doppelwenders, Wenders, Vorwählers, anzugeben, durch welches die Sicherheit des Betriebs erhöht wird.

Diese Aufgabe wird durch den jeweiligen Gegenstand der unabhängigen Ansprüche gelöst. Weitere Ausführungsformen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.

Das verbesserte Konzept beruht auf der Idee, Störungen einer Steuereinheit, eines Motors und eines Leistungsteils zum Antreiben eines Schalters mit einem Schutzschaltkreis zu erfassen und gegebenenfalls eine Sicherheitsmaßnahme einzuleiten. Störungen des Motors werden dabei indirekt über das Leistungsteil erfasst. Dabei wird der Schutzschaltkreis vor Einleitung eines Schaltvorgangs des Schalters aktiviert und nach erfolgreicher Durchführung des Schaltvorgangs deaktiviert.

Gemäß dem verbesserten Konzept wird eine Schalteranordnung mit einem Schalter und einem Antriebssystem für den Schalter angegeben. Das Antriebssystem weist einen Motor zum Antreiben des Schalters, einen Schutzschaltkreis und eine Steuervorrichtung mit einem Leistungsteil zur Energieversorgung des Motors auf. Die Steuervorrichtung weist außerdem eine Steuereinheit zum Einleiten eines Schaltvorgangs des Schalters durch Ansteuerung des Leistungsteils auf. Der Schutzschaltkreis ist dazu eingerichtet, im Falle einer Störung der Steuereinheit ein erstes Fehlersignal über einen Zustandskontakt zu erfassen und im Falle einer Störung des Leistungsteils oder des Motors ein zweites Fehlersignal über einen Zustandskontakt des Leistungsteils zu erfassen. Außerdem ist der Schutzschaltkreis dazu eingerichtet, abhängig von dem ersten und dem zweiten Fehlersignal eine Sicherheitsmaßnahme einzuleiten. Die Steuervorrichtung, insbesondere die Steuereinheit und/oder das Leistungsteil, ist dazu eingerichtet, den Schutzschaltkreis vor der Einleitung des Schaltvorgangs des Schalters zu aktivieren und nach erfolgreicher Durchführung des Schaltvorgangs zu deaktivieren.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform der Schalteranordnungen umfasst der Schaltvorgang eine vollständige Umschaltung des Schalters, bei einem Laststufenschalter also eine vollständige Umschaltung zwischen zwei Wicklungsanzapfungen eines der Schalteranordnung zugeordneten elektrischen Betriebsmittels, wie einem Leistungstransformator oder einer Drossel.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform ist der Schalter der Schalteranordnung ein Laststufenschalter oder ein Wähler oder ein Vorwähler oder ein Lastumschalter oder ein Wender oder ein Doppelwender.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform umfasst der Schaltvorgang einen Teil der Umschaltung des Schalters.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform der Schalteranordnungen umfasst der Schaltvorgang eine vollständige Umschaltung eines Laststufenschalters, also eine vollständige Umschaltung zwischen zwei Wicklungsanzapfungen eines Laststufenschalters zugeordneten elektrischen Betriebsmittels, wie einem Leistungstransformator oder einer Drossel.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform umfasst der Schaltvorgang einen Teil der Um- Schaltung des Laststufenschalters, beispielsweise eine Vorwählerschaltung, eine Wählerschaltung oder eine Lastumschaltung oder einen jeweiligen Teil davon.

Allgemein kann der Schaltvorgang einem kritischen Teil der Umschaltung entsprechen, während dessen ein Fehler des Motors oder des Leistungsteils schwerwiegende Folgen, beispielsweise einen Stufenkurzschluss, haben kann.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform erfasst der Schutzschaltkreis die Fehlersignale nur im aktivierten Zustand und/oder leitet die Sicherheitsmaßnahme nur im aktivierten Zustand ein.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform ist der Schutzschaltkreis separat von dem Leistungsteil, der Steuereinheit und dem Motor ausgebildet.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform sind Teile des Schutzschaltkreises von dem Leistungsteil, der Steuereinheit und/oder dem Motor umfasst.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform umfasst das Einleiten der Sicherheitsmaßnahme die Ausgabe eines Signals an einem Ausgang des Schutzschaltkreises, beispielsweise ein Kurzschließen zweier Ausgangskontakte.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform kann der Schalter einem elektrischen Betriebsmittel zugeordnet werden oder an oder in dem elektrischen Betriebsmittel verbaut werden. Die Sicherheitsmaßnahme umfasst eine Trennung des Betriebsmittels von einem Energienetz, beispielsweise durch Betätigung eines Leistungsschalters. Ist der Leistungsschalter nicht betätigt, verbindet er das Betriebsmittel mit dem Energienetz.

Durch die Überwachung der Zustandskontakte, sowohl der Steuereinheit als auch des Leistungsteils (sowie des Motors, der mit dem Leistungsteil verbunden ist) und die entsprechende Einleitung der Sicherheitsmaßnahme durch den aktivierten Schutzschaltkreis kann die Betriebssicherheit der Schalteranordnung oder des Betriebsmittels erhöht werden. Ein Sicherheitsrisiko durch Fehler von bewegungsrelevanten Komponenten wie Motor und Leistungsteil während kritischer Schaltvorgänge wird reduziert. Dies ist insbesondere vorteilhaft für kritische Schaltvorgänge, die nicht mehr oder nicht mehr sicher gestoppt werden können, wenn sie einmal eingeleitet wurden oder für kritische Schaltvorgänge, die nicht gestoppt werden können, da dies in einem unzulässigen Zustand des Schalters resultieren würde. Ist der Schützschaltkreis nicht aktiviert, beispielsweise wenn sich der Schalter in einer sicheren oder unkritischen Position oder einem sicheren oder unkritischen Zustand befindet, wird die Sicherheitsmaßnahme nicht eingeleitet, insbesondere das Betriebsmittel nicht vom Energienetz getrennt. Daher bleibt die Verfügbarkeit des Betriebsmittels trotz erhöhter Sicherheit gewährleistet.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform ist der Schutzschaltkreis dazu eingerichtet, die Sicherheitsmaßnahme nur dann einzuleiten, wenn das erste Fehlersignal eine Störung des Leistungsteils (bzw. des Motors) anzeigt und das zweite Fehlersignal eine Störung der Steuereinheit anzeigt. Es ist nicht ausgeschlossen, dass weitere Bedingungen erfüllt sein müssen, damit die Sicherheitsmaßnahme eingeleitet wird.

In solchen Ausführungsformen kommt es also erst beim Ausfall oder der Störung mehrerer, beispielsweise aller, Komponenten der Schalteranordnung zur Einleitung der Sicherheitsmaßnahme.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform ist die Schalteranordnung dazu eingerichtet, auf eine Störung oder einen Ausfall einer bewegungsrelevanten Komponente durch Einleiten einer weiteren Sicherheitsmaßnahme zu reagieren.

In solchen Ausführungsformen kann beispielsweise die Einleitung der weiteren Sicherheitsmaßnahmen von spezifischen Bedingungen abhängen, wie etwa einer Position des Schalters. Der Schutzschaltkreis ist hier zunächst nicht zwingend relevant. Erst wenn mehrere, insbesondere alle, Komponenten Störungen anzeigen, leitet der Schutzschaltkreis, falls aktiviert, die Sicherheitsmaßnahme ein.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform umfasst der Schalter, insbesondere Laststufenschalter eine Speichervorrichtung zur Speicherung mechanischer Energie, beispielsweise einen Federenergiespeicher. Die Speichervorrichtung kann durch das Antriebssystem über eine Antriebswelle geladen werden und bei Erreichen einer bestimmten Position der Antriebswelle die gespeicherte Energie schlagartig abgeben, so dass die Lastumschaltung innerhalb kürzester Zeit erfolgen kann. Dadurch wird sichergestellt, dass eine eingeleitete Lastumschaltung immer zu Ende geführt wird. In solchen Ausführungsformen kann das Antriebssystem als Servoantriebssystem ausgebildet sein, dies ist aber nicht zwingend erforderlich. In solchen Ausführungsformen kann der Schaltvorgang beispielsweise eine Vorwählerschaltung enthalten. Gemäß zumindest einer Ausführungsform ist der Schalter als direkt angetriebener Laststufenschalter ausgestaltet. Das bedeutet, er weist keine Speichervorrichtung zur Speicherung mechanischer Energie auf und das Antriebssystem ist als Servoantriebssystem ausgestaltet. In solchen Ausführungsformen muss über andere geeignete Mittel, beispielsweise das Antriebssystem, sichergestellt werden, dass beispielsweise die Lastumschaltung zu Ende geführt wird, wenn sie einmal eingeleitet wurde. In solchen Ausführungsformen ist es besonders vorteilhaft, wenn der Schaltvorgang die Lastumschaltung enthält.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform ist die Steuereinheit dazu eingerichtet, den Schutzschaltkreis vor der Einleitung des Schaltvorgangs zu aktivieren und/oder nach erfolgreicher Durchführung des Schaltvorgangs zu deaktivieren.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform ist das Leistungsteil dazu eingerichtet, den Schutzschaltkreis vor der Einleitung des Schaltvorgangs zu aktivieren und/oder nach erfolgreicher Durchführung des Schaltvorgangs zu deaktivieren.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform ist die Steuereinheit dazu eingerichtet, den Schutzschaltkreis vor der Einleitung des Schaltvorgangs zu aktivieren und das Leistungsteil nach erfolgreicher Durchführung des Schaltvorgangs zu deaktivieren.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform ist das Leistungsteil dazu eingerichtet, den Schutzschaltkreis vor der Einleitung des Schaltvorgangs zu aktivieren und die Steuereinheit nach erfolgreicher Durchführung des Schaltvorgangs zu deaktivieren.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform weist der Schutzschaltkreis ein bistabiles Schaltelement auf, insbesondere ein bistabiles Relais. Die Steuervorrichtung, insbesondere die Steuereinheit ist dazu eingerichtet, das bistabile Schaltelement zu betätigen, um den Schutzschaltkreis zu aktivieren und/oder zu deaktivieren. Die Steuervorrichtung, insbesondere das Leistungsteil ist dazu eingerichtet, das bistabile Schaltelement zu betätigen, um den Schutzschaltkreis zu aktivieren und/ oder zu deaktivieren.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform weist der Schutzschaltkreis eine Reihenschaltung die mit einer ersten Schaltereinheit, einer zweiten Schaltereinheit und dem bistabilen Schaltelement geschaltet sind. Die erste Schaltereinheit ist mit dem Zustandskontakt des Leistungsteils gekoppelt, die zweite Schaltereinheit ist mit dem Zustandskontakt der Steuereinheit gekoppelt.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform weist die erste Schaltereinheit einen oder mehrere parallel geschaltete Schalter auf, von denen wenigstens einer geschlossen sein muss, damit der Schutzschaltkreis die Sicherheitsmaßnahme einleiten kann.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform weist die zweite Schaltereinheit einen oder mehrere parallel geschaltete Schalter auf, von denen wenigstens einer geschlossen sein muss, damit der Schutzschaltkreis die Sicherheitsmaßnahme einleiten kann.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform weist die erste Schaltereinheit einen oder mehrere parallel geschaltete Schalter auf, die jeweils von einem einzelnen Leistungsteil geschlossen werden können. Gemäß wenigstens einer Ausführungsform ist das Antriebssystem als Servoantriebssystem ausgestaltet. Das Leistungsteil umfasst einen oder mehrere Umrichter, insbesondere Servoumrichter, äquivalente elektronische, insbesondere vollelektronische, Einheiten für Antriebsmaschinen. Insbesondere umfasst das Leistungsteil einen Umrichter pro angetriebener Achse.

Gemäß wenigstens einer Ausführungsform ist der Laststufenschalter mehrphasig ausgestaltet, insbesondere für ein mehrphasig ausgestaltetes Betriebsmittel. Das Leistungsteil weist einen Umrichter pro Phase auf.

Gemäß wenigstens einer Ausführungsform ist das Leistungsteil als elektromechanische Einheit für Antriebsmaschinen ausgestaltet.

Gemäß wenigstens einer Ausführungsform weist die Schalteranordnung eine weitere bewegungsrelevante Komponente auf, insbesondere einen weiteren Motor oder ein weiteres Leistungsteil. Der Schutzschaltkreis weist eine weitere Schaltereinheit auf, die in Reihe zu der ersten und zweiten Schaltereinheit geschaltet ist und mit einem Zustandskontakt der weiteren bewegungsrelevanten Komponente gekoppelt ist. Die weitere Schaltereinheit weist einen oder mehrere parallel geschaltete Schalter auf, von denen wenigstens einer geschlossen sein muss, damit der Schutzschaltkreis die Sicherheitsmaßnahme einleiten kann.

Gemäß dem verbesserten Konzept wird auch ein elektrisches Betriebsmittel angegeben, welches eine Schalteranordnung gemäß dem verbesserten Konzept umfasst, beispielsweise eine Stufenschalteranordnung. Der Laststufenschalter der Stufenschalteranordnung ist dem elektrischen Betriebsmittel zugeordnet oder an oder in dem elektrischen Betriebsmittel verbaut. Die Sicherheitsmaßnahme umfasst eine Trennung des Betriebsmittels von einem Energienetz.

Gemäß dem verbesserten Konzept wird auch eine Betriebsmittelanordnung angegeben. Die Betriebsmittelanordnung umfasst ein elektrisches Betriebsmittel gemäß dem verbesserten Konzept sowie einen Leistungsschalter zur Trennung des Betriebsmittels von dem Energienetz, wobei die Sicherheitsmaßnahme eine Betätigung des Leistungsschalters beinhaltet.

Gemäß dem verbesserten Konzept wird auch ein Verfahren zum sicheren Betrieb einer Schalteranordnung angegeben. Das Verfahren umfasst ein Aktivieren eines Schutzschaltkreises, ein Einleiten eines Schaltvorgangs des Schalters durch Ansteuerung des Leistungsteils nachdem der Schutzschaltkreis aktiviert wurde, ein Erfassen eines erstes Fehlersignals über einen Zustandskontakt eines Motors des Antriebssystems, ein Erfassen eines zweiten Fehlersignals über einen Zustandskontakt eines Leistungsteils des Antriebssystems, ein Einleiten einer Sicherheitsmaßnahme abhängig von dem ersten und dem zweiten Fehlersignal und ein Deaktivieren des Schutzschaltkreises nach erfolgreicher Durchführung des Schaltvorgangs.

Gemäß dem verbesserten Konzept wird auch ein Verfahren zum sicheren Betrieb einer Stufenschalteranordnung angegeben. Das Verfahren umfasst ein Aktivieren eines Schutzschaltkreises, ein Einleiten eines Schaltvorgangs des Laststufenschalters durch Ansteuerung des Leistungsteils nachdem der Schutzschaltkreis aktiviert wurde, ein Erfassen eines erstes Fehlersignals über einen Zustandskontakt eines Motors des Antriebssystems, ein Erfassen eines zweiten Fehlersignals über einen Zustandskontakt eines Leistungsteils des Antriebssystems, ein Einleiten einer Sicherheitsmaßnahme abhängig von dem ersten und dem zweiten Fehlersignal und ein Deaktivieren des Schutzschaltkreises nach erfolgreicher Durchführung des Schaltvorgangs.

Weitere Ausgestaltungsformen und Implementierungen des Verfahrens, des Betriebsmittels und der Betriebsmittelanordnung ergeben sich unmittelbar aus den verschiedenen Ausgestaltungsformen der Schalteranordnung und umgekehrt.

Im Folgenden wird die Erfindung anhand beispielhafter Ausführungsformen unter Bezug auf die Zeichnungen im Detail erklärt. Komponenten, die identisch oder funktionell identisch sind oder einen identischen Effekt haben, können mit identischen Bezugszeichen versehen sein. Identische Komponenten oder Komponenten mit identischer Funktion sind unter Umständen nur bezüglich der Figur erklärt, in der sie zuerst erscheinen. Die Erklärung wird nicht notwendigerweise in den darauffolgenden Figuren wiederholt. Es zeigen

Figur 1 eine schematische Darstellung einer beispielhaften Ausführungsform einer

Schalteranordnung nach dem verbesserten Konzept;

Figur 2 eine schematische Darstellung eines Schutzschaltkreises einer beispielhaften Ausführungsform einer Schalteranordnung nach dem verbesserten Konzept; und

Figur 3 eine schematische Darstellung eines Schutzschaltkreises einer weiteren beispielhaften Ausführungsform einer Schalteranordnung nach dem verbesserten Konzept.

Figur 1 zeigt eine schematische Darstellung einer beispielhaften Ausführungsform einer Schalteranordnung 2 nach dem verbesserten Konzept mit einem Schalter 17 und einem Antriebssystem, welches über eine Antriebswelle 16 mit dem Schalter 17 verbunden ist. Das Antriebssystem beinhaltet einen Motor 12, welcher über eine Motorwelle 13 und optional über ein Getriebe 15 die Antriebswelle 16 antreiben kann. Eine Steuervorrichtung 1 des Servoantriebssystems umfasst ein Leistungsteil 11 , welches beispielsweise einen oder mehrere Umrichter enthält, zur gesteuerten oder geregelten Energieversorgung des Motors 12 sowie eine Steuereinheit 10 zur Ansteuerung des Leistungsteils 1 1 , beispielsweise über einen Bus 18. Die Schalteranordnung 2 kann einem elektrischen Betriebsmittel 19, etwa einem Leistungstransformator, zugeordnet sein oder in beziehungsweise an dem Betriebsmittel 19 verbaut sein.

Insbesondere kann die Schalteranordnung einphasig oder mehrphasig ausgelegt sein. Das Leistungsteil 1 1 kann einen jeweiligen Umrichter für jede Phase enthalten.

Die Schalteranordnung weist außerdem einen Schutzschaltkreis 14 auf, der mit einem Zustandskontakt des Motors 12, mit einem oder mehreren Zustandskontakten des Leistungsteils 1 1 , insbesondere der Umrichter des Leistungsteils 1 1 , und der Steuereinheit 10 gekoppelt ist.

Die Schalteranordnung 2, insbesondere der Schutzkreis 14, kann beispielsweise mit einer Trennvorrichtung 20, insbesondere einem Leistungsschalter oder Circuit Breaker, verbunden sein, welche das Betriebsmittel 19 von einem Energienetz 21 trennen kann.

Die Steuereinheit 10 leitet im Betrieb der Schalteranordnung 2 einen Schaltvorgang des Schalters 17 ein, beispielsweise eine Umschaltung zwischen zwei Wicklungsanzapfungen des Betriebsmittels 19 oder einen Teil der Umschaltung. Die Steuereinheit 10 kann, insbesondere, wenn der Schaltvorgang einen kritischen Vorgang darstellt, etwa eine Lastum- schaltung oder eine Vorwählerbetätigung des Schalters 17, des Schutzschaltkreis 14 vor der Einleitung des Schaltvorgangs aktivieren.

Ist der Schaltvorgang erfolgreich, also ohne Fehler oder Störungen, durchgeführt worden, kann die Steuervorrichtung, beispielsweise das Leistungsteil 1 1 den Schutzschaltkreis 14 deaktivieren.

Tritt während des Schaltvorgangs eine Störung oder ein Fehler auf derart, dass sowohl Steuerung 10 als auch der Motor 12 und/oder das Leistungsteil 1 1 , insbesondere mindestens ein Umrichter des Leistungsteils 1 1 , ausfallen, so erkennt der Schutzschaltkreis 14 dies über jeweilige Fehlersignale an den Zustandskontakten bzw. triggern die jeweiligen Fehlersignale die Zustandskontakte des Schutzkreises und leiten eine Sicherheitsmaßnahme ein. Dazu kann der Schutzschaltkreis 14 beispielsweise ein Ausgangssignal ausgeben, welches zur Betätigung der Trennvorrichtung 20 führen kann, beispielsweise durch Kurzschluss zweier Ausgangskontakte des Schutzschaltkreises 14. Die Sicherheitsmaßnahme wird dabei eingeleitet, ohne dass eine weitere Überprüfung eines Zustands oder einer Position des Schalters 17 erfolgt.

Tritt während des Schaltvorgangs eine Störung des Motors 12 oder des Leistungsteils 1 1 , nicht aber von Motor 12 und Leistungsteil 1 1 , auf, so leitet der Schutzschaltkreis 14 die Sicherheitsmaßnahme nicht ein. In einem solchen Fall kann beispielsweise die Steuereinheit 10 abhängig von einem Zustand oder einer Position des Schalters 17 eine Sicherheitsmaßnahme einleiten, beispielsweise aktiv die Trennvorrichtung 20 auslösen. Außerdem kann das Deaktivieren des Schutzschaltkreises 14 dann beispielsweise unterbleiben.

Figur 2 zeigt eine schematische Darstellung eines Schutzschaltkreises 14 einer beispielhaften Ausführungsform einer Schalteranordnung nach dem verbesserten Konzept, insbesondere wie bezüglich Figur 1 beschrieben.

Der Schutzschaltkreis 14 beinhaltet eine Reihenschaltung aus einem bistabilen Schaltelement 22, beispielsweise einem bistabilen Relais, einer ersten Schaltereinheit 23, einer zweiten Schaltereinheit 24 und einem Ausgangselement 28, welches beispielsweise als Schalter oder Relais ausgeführt sein kann. Die Reihenschaltung ist zwischen einer Versorgungsspannung 29 und einer Referenzspannung angeordnet. Das bistabile Schaltelement 22 kann von der Steuervorrichtung 1 betätigt werden. Vor Einleitung des Schaltvorgangs kann die Steuereinheit 10 das bistabile Schaltelement 22 betätigen, um die Reihenschaltung mit der Versorgungsspannung 29 zu verbinden und so den Schutzschaltkreis 14 zu aktivieren. Vor Beginn des Schaltvorgangs sind sowohl die erste Schaltereinheit 23 als auch die zweite Schaltereinheit 24 geöffnet.

Tritt bei aktiviertem Schutzschaltkreis 14 eine Störung der Steuereinheit 10 auf, wird die erste Schaltereinheit 23 geschlossen. Tritt bei aktiviertem Schutzschaltkreis 14 eine Störung des Leistungsteils 1 1 , insbesondere aller Umrichter des Leistungsteils 1 1 , oder des Motors 12 auf, wird die zweite Schaltereinheit 24 geschlossen. Sind beide Schaltereinheiten 23, 24 geschlossen, ist das Ausgangselement 28 mit der Versorgungsspannung 29 verbunden und gibt ein Ausgangssignal zur Einleitung der Sicherheitsmaßnahme aus, beispielsweise an die Trennvorrichtung 20, um diese zu betätigen.

Wird der Schaltvorgang dagegen erfolgreich beendet, insbesondere ohne Störungen oder Fehler des Motors 12 oder des Leistungsteils 1 1 , so kann das Leistungsteil 1 1 das bistabile Schaltelement 22 betätigen, um die Reihenschaltung von der Versorgungsspannung 29 zu trennen und so den Schutzschaltkreis 14 zu deaktivieren.

Figur 3 zeigt eine schematische Darstellung eines Schutzschaltkreises 14 einer weiteren beispielhaften Ausführungsform einer Schalteranordnung nach dem verbesserten Konzept, insbesondere wie bezüglich Figur 1 beschrieben.

Die zweite Schaltereinheit 24 weist hier mehrere parallel geschaltete Schalter 25, 26, 27 auf, von denen jeder einem jeweiligen Umrichter des Leistungsteils 1 1 zugeordnet ist. Beispielhaft und ohne Beschränkung der Allgemeinheit sind in Figur 3 parallele Schalter 25, 26, 27 gezeigt, welche jeweils einem von drei Umrichtern des Leistungsteils 1 1 zugeordnet sind.

Jeder der Schalter 25, 26, 27 wird von dem Leistungsteil 1 1 beziehungsweise dem zugeordneten Umrichter oder Motor geschlossen, wenn während des Schaltvorgangs eine Störung oder ein Fehler des entsprechenden Umrichters auftritt. Durch die Parallelschaltung entspricht ein Schließen eines der Schalter 25, 26, 27 einem Schließen der ersten Schaltereinheit 24.

Darüber hinaus ist der Schutzschaltkreis 14 aufgebaut wie der bezüglich Figur 2 beschriebene. Auf die entsprechenden Ausführungen wird daher verwiesen.

Durch das verbesserte Konzept wird die Betriebssicherheit der Stufenschalteranordnung und des Betriebsmittels erhöht. Durch die Funktionalität des Schutzschaltkreises wird ein immer definierter, sicherer Betrieb der Anlage, auch bei Ausfall aller Komponenten während eines Schaltvorgangs, erreicht. Diese Sicherheitsschaltung zeichnet sich zusätzlich dadurch aus, dass diese zyklisch geprüft werden kann, ohne dass ein Leistungsschalter ausgelöst wird. In einer sicheren Stellung, also bei deaktiviertem Schutzschaltkreis, hat ein Ausfall aller Komponenten keinen Einfluss auf die Leistungsschalterauslösung, womit die Verfügbarkeit gewährleistet ist.

Bezugszeichen

1 Steuervorrichtung

2 Schalteranordnung

10 Steuereinheit

11 Leistungsteil

12 Motor

13 Motorwelle

14 Schutzkreis

15 Getriebe

16 Antriebswelle

17 Schalter

18 Bus

19 Betriebsmittel

20 Trennvorrichtung 21 Energienetz

22 bistabiles Schaltelement

23 Schaltereinheiten

24 Schalteinheit

25, 26, 27 Schalter

28 Ausgangselement

29 Versorgungsspannung