Schaltgerät zum Steuern der Energiezufuhr eines nachgeschal ^¬ teten Elektromotors

Die Erfindung betrifft ein Schaltgerät zum Steuern der Energiezufuhr eines nachgeschalteten Elektromotors sowie ein Verfahren des Schaltgeräts. Das erfindungsgemäße Schaltgerät ist insbesondere ein Motorstarter, welcher innerhalb der indus- triellen Automatisierungstechnik eingesetzt wird. Mittels des Schaltgeräts kann ein dem Schaltgerät nachgeschalteter Elekt ^¬ romotor gesteuert werden. Hierfür wird eine Energieversorgung des dem Schaltgerät nachgeschalteten Elektromotors über das Schaltgerät geführt, so dass der Elektromotor mit einem Ver- sorgungsnetz verbunden ist. Das Versorgungsnetz ist insbesondere ein Niederspannungsnetz einer industriellen Anlage (z.B. drei Phasen, 400 Volt, 50 Hertz) .

Zum Steuern der Energieversorgung des nachgeschalteten Elekt- romotors umfasst das Schaltgerät eine Steuereinheit und eine erste Strombahn. Über die erste Strombahn wird eine erste Phase des Versorgungsnetzes zum nachgeschalteten Elektromotor geführt. Die erste Strombahn umfasst einen ersten elektrome- chanischen Schalter und eine in Reihe zum ersten Schalter ge- schaltete Parallelschaltung eines zweiten elektromechanischen Schalters mit einem Halbleiterschalter. Die Steuereinheit kann ein Schaltsignal für den ersten Schalter, den zweiten Schalter und den Halbleiterschalter ausgeben und hierüber den erwünschten Schaltzustand der Schalter steuern. Der erste und zweite Schalter ist insbesondere ein Schließer, welcher bei Vorliegen eines Schaltsignals der Steuereinheit im geschlos ^¬ senen Schaltzustand gehalten wird. Wird das Schaltsignal vom ersten oder zweiten Schalter abgeschaltet, so nimmt der

Schalter automatisch aufgrund einer Rückstellkraft (z.B. eine Federkraft, welche auf einen Kontakt des jeweiligen Schalters wirkt) den geöffneten Zustand ein. Derartige Schalter sind insbesondere Relais. Der Halbleiterschalter nimmt bei Vorlie- gen des Schaltsignals der Steuereinheit vorzugsweise den elektrisch leitenden Zustand ein.

Das Schaltgerät umfasst einen Versorgungsanschluss, über wel- chen die Steuereinheit die Energie für die Schaltsignale be ^¬ ziehen kann. Üblicherweise wird eine dezentrale Versorgungs ^¬ quelle mittels einer Leitung mit dem Versorgungsanschluss des Schaltgeräts verbunden, so dass im aktiven Betrieb des

Schaltgeräts eine Versorgungsspannung über den Versorgungsan- schluss anliegt. Über den Versorgungsanschluss bezieht das

Schaltgerät die für die Schaltsignale erforderliche Energie. Vorzugsweise wird die gesamte geräteinterne Energieversorgung des Schaltgeräts über den Versorgungsanschluss des Schaltge ^¬ räts bezogen.

Das Schaltgerät wird vorzugsweise eingesetzt, um Drehstrommo ^¬ toren und auch Einphasenwechselstrommotoren ein- und auszuschalten. Die dem Schaltgerät nachgeschalteten Motoren werden vorzugsweise durch das Schaltgerät gegen Überlast (Kurz- schlussschutz und/oder thermische Überlast) geschützt.

Sofern das Schaltgerät in sicherheitskritischen Applikationen eingesetzt wird, muss ein sicheres Abschalten des dem Schalt ^¬ gerät nachgeschalteten Elektromotors durch das Schaltgerät sichergestellt werden.

Bei Schaltgeräten mit Notabschaltung des dem Schaltgerät nachgeschalteten Motors ist ein mögliches Abschaltprinzip, die Versorgungsspannung des Schaltgeräts mittels eines in den Versorgungsstrang zwischen der Versorgungsquelle und dem Versorgungsanschluss zwischengeschalteten Schaltgeräts (z.B. ein Not-Aus-Schaltgerät) abzuschalten. Funktionsbedingt fallen durch das Abschalten der Versorgungsspannung die elektrome- chanischen Schalter des Schaltgerätes selbsttätig in den Aus- Zustand (d.h. die Schalter sind geöffnet) . Auf diese Weise wird bei einem Wegschalten der Versorgungsspannung die über das Schaltgerät zum Motor geführte Energiezufuhr abgeschal ^¬ tet, so dass der Motor sicher ausgeschaltet wird. Durch das Wegschalten der Versorgungsquelle und dem automatischen Öffnen der Schalter bildet sich an den Schaltern ein Abschaltlichtbogen, welcher einen starken Verschleiß an den Schaltern verursacht, so dass die Anzahl derartiger Schaltspiele bei den Schaltgeräten üblicherweise begrenzt ist.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde ein verbessertes Schaltgerät bereitzustellen, welches insbesondere die ord ^¬ nungsgemäße Funktion des Schaltgerätes selbst sicherstellt.

Diese Aufgabe wird gelöst durch eine Vorrichtung gemäß An ^¬ spruch 1, d.h. durch ein Schaltgerät mit einer Steuereinheit, einem Versorgungsanschluss , einem Netzteil und einer ersten Strombahn, welche einen ersten elektromechanischen Schalter und eine in Reihe zum ersten Schalter geschaltete Parallel ^¬ schaltung eines zweiten elektromechanischen Schalters mit einem Halbleiterschalter umfasst, wobei die Steuereinheit ein Schaltsignal für den ersten Schalter, den zweiten Schalter und den Halbleiterschalter ausgeben kann, wobei der Versor- gungsanschluss mit dem Netzteil verbunden ist und die Steuer ^¬ einheit über das Netzteil die Energie für die Schaltsignale bezieht, wobei das Schaltgerät einen Energiespeicher und zwei mit der Steuereinheit verbundene Messvorrichtungen umfasst, wobei der Energiespeicher zwischen dem Versorgungsanschluss und dem Netzteil zwischengeschaltet ist, so dass mittels des Energiespeichers eine über den Versorgungsanschluss erfolgen ^¬ de Energieversorgung des Schaltgerätes geräteintern gepuffert wird, wobei die Steuereinheit mittels der ersten Messvorrich ^¬ tung ein Unterschreiten der an der Primärseite des Netzteils anliegenden Versorgungsspannung unter einen ersten Spannungsschwellwert ermitteln kann, wobei die Steuereinheit mittels der zweiten Messvorrichtung ein Unterschreiten der an der Sekundärseite des Netzteils anliegenden Versorgungsspannung unter einen zweiten Spannungsschwellwert ermitteln kann, wobei die Steuereinheit derart ausgebildet ist, dass sie die Zeit ^¬ dauer vom Unterschreiten des ersten Spannungsschwellwertes bis zum Unterschreiten des zweiten Spannungsschwellwerts aus ^¬ wertet, und ein Verfahren gemäß Anspruch 10, d.h. durch ein Verfahren eines Schaltgeräts, welches eine Steuereinheit, ei ^¬ nen Versorgungsanschluss , ein Netzteil und eine erste Strom ^¬ bahn umfasst, wobei die erste Strombahn einen ersten elektro- mechanischen Schalter und eine in Reihe zum ersten Schalter geschaltete Parallelschaltung eines zweiten elektromechani- schen Schalters mit einem Halbleiterschalter umfasst, wobei die Steuereinheit ein Schaltsignal für den ersten Schalter, den zweiten Schalter und den Halbleiterschalter ausgeben kann, wobei der Versorgungsanschluss mit dem Netzteil verbun- den ist und die Steuereinheit über das Netzteil die Energie für die Schaltsignale bezieht, wobei das Schaltgerät einen Energiespeicher und zwei mit der Steuereinheit verbundene Messvorrichtungen umfasst, wobei der Energiespeicher zwischen dem Versorgungsanschluss und dem Netzteil zwischengeschaltet ist, so dass mittels des Energiespeichers die über den Ver ^¬ sorgungsanschluss erfolgende Energieversorgung des Schaltge ^¬ rätes geräteintern gepuffert wird, wobei die Steuereinheit mittels der ersten Messvorrichtung ein Unterschreiten der an der Primärseite des Netzteils anliegenden Versorgungsspannung unter einen ersten Spannungsschwellwert ermittelt und mittels der zweiten Messvorrichtung ein Unterschreiten der an der Sekundärseite des Netzteils anliegenden Versorgungsspannung unter einen zweiten Spannungsschwellwert ermittelt, wobei die Steuereinheit die Zeitdauer vom Unterschreiten des ersten Spannungsschwellwertes bis zum Unterschreiten des zweiten Spannungsschwellwerts auswertet.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen 2 bis 9 sowie 11 bis 14 angegeben.

Die Steuereinheit kann durch eine Auswertung der Zeitdauer vom Unterschreiten des ersten Spannungsschwellwertes bis zum Unterschreiten des zweiten Spannungsschwellwerts den Funkti ^¬ onszustand des internen Energiespeichers überwachen. Wird ein hinterlegter kritischer Zeitwert unterschritten, so wird vorzugsweise durch die Steuereinheit ein entsprechendes Signal ausgegeben. Durch die Auswertung der Zeitdauer vom Unterschreiten des ersten Spannungsschwellwertes bis zum Unter- schreiten des zweiten Spannungsschwellwerts mittels der Steu ^¬ ereinheit kann insbesondere der Verschleiß des Energiespei ^¬ chers überwacht werden. Im aktiven Betrieb des dem Schaltgerät nachgeschalteten Elektromotors wird über die erste Strombahn des Schaltgerätes die Energiezufuhr des Elektromotors geleitet.

Bei Vorliegen des Schaltsignals der Steuereinheit nimmt der erste und zweite Schalter den geschlossenen Schaltzustand ein. Wird das Schaltsignal am ersten und/oder zweiten Schalter abgeschaltet; d.h. am Schalter liegt kein Schaltsignal an, so nimmt der entsprechende Schalter automatisch den geöffneten Schaltzustand ein. Bei einem Schaltsignal liegt ins- besondere eine Spannung über dem Steuerstromkreis des Schal ^¬ ters an, insbesondere ca. 12 Volt. Bei keinem Schaltsignal liegt insbesondere keine Spannung über dem Steuerstromkreis des Schalters an. Die erste Messvorrichtung ist insbesondere im Bereich zwischen dem Versorgungsanschluss und dem Netzteil angeordnet. Mittels der ersten Messvorrichtung kann die Steuereinheit die Energieversorgung auf der Primärseite des Netzteils (d.h. der elektrischen Verbindung des Netzteils zum Versorgungsan- schluss) überwachen. Mittels der ersten Messvorrichtung wird insbesondere die vorliegende Spannung auf der Primärseite des Netzteils ermittelt.

Die zweite Messvorrichtung ist insbesondere im Bereich zwi- sehen dem Netzteil und der Steuereinheit angeordnet. Mittels der zweiten Messvorrichtung kann die Steuereinheit die Energieversorgung auf der Sekundärseite des Netzteils (d.h. der elektrischen Verbindung des Netzteils zur Steuereinheit) überwachen. Mittels der zweiten Messvorrichtung wird insbe- sondere die vorliegende Spannung auf der Sekundärseite des Netzteils ermittelt. Über den Versorgungsanschluss erfolgt vorzugsweise lediglich die geräteinterne Energieversorgung des Schaltgeräts.

Vorzugsweise liegen am Versorgungsanschluss im ordnungsgemä- ßen Betrieb des Schaltgeräts ca. 24 Volt an.

Das Netzteil des Schaltgerätes wandelt insbesondere die am Versorgungsanschluss anliegende Spannung in eine andere Span ^¬ nung um.

Der Halbleiterschalter ist vorzugsweise ein Triac oder zwei antiparallel geschaltete Thyristoren.

Wird der Versorgungsanschluss des Schaltgerätes mit einer ex- ternen Versorgungsquelle ordnungsgemäß verbunden, so liegt eine Spannung über dem Versorgungsanschluss an. Auf diese Weise wird das Netzteil und hierüber die Steuereinheit mit Energie versorgt. Der Energiespeicher, welcher insbesondere durch mindestens einen Kondensator ausgebildet ist, ist zwischen dem Versorgungsanschluss und dem Netzteil zwischengeschaltet, so dass er die über den Versorgungsanschluss erfolgende Energiever ^¬ sorgung des Schaltgerätes geräteintern puffert. Der Energie- Speicher wird insbesondere über die am Versorgungsanschluss anliegende Spannung aufgeladen.

Die Steuereinheit kann mittels der ersten Messvorrichtung ein Unterschreiten der primärseitigen Spannung am Netzteil unter einen ersten Spannungsschwellwert detektieren. Dieser erste Spannungsschwellwert charakterisiert insbesondere einen Zu ^¬ stand des Schaltgerätes, in welchem die Energieversorgung des Netzteils über die externe Versorgungsquelle gefährdet ist oder nicht mehr vorliegt. Ein derartiger Zustand wird bei- spielsweise durch ein Unterbrechen der elektrischen Verbindung des Versorgungsanschlusses zur Versorgungsquelle herbei ^¬ geführt . Wird die elektrische Verbindung des Versorgungsanschluss zur Versorgungsquelle unterbrochen, so wird das Netzteil ledig ^¬ lich durch den aufgeladenen Energiespeicher geräteintern mit Energie versorgt. Ein derartiger Zustand wird durch ein Un- terschreiten der Versorgungsspannung im primärseitigen Bereich des Netzteils unter den ersten Spannungsschwellwert durch die Steuereinheit detektiert. Die geräteinterne Ener ^¬ gieversorgung des Netzteils mittels des Energiespeichers kann jedoch lediglich für eine bestimmte Zeitdauer aufrechterhal- ten werden.

Durch eine Überwachung der Spannung auf der Sekundärseite des Netzteils mittels der zweiten Messvorrichtung kann ein Rück- schluss auf den Entladevorgang des Energiespeichers gewonnen werden.

Vorzugsweise wird durch die Steuereinheit überwacht, ob der Energiespeicher eine ausreichende geräteinterne Energiever ^¬ sorgung des Netzteils, insbesondere der Steuereinheit, für eine vorbestimmte Zeitdauer sicherstellt. Die Steuereinheit kann anhand einer Auswertung der Zeitdauer vom Unterschreiten des ersten Spannungsschwellwertes bis zum Unterschreiten des zweiten Spannungsschwellwerts den ordnungsgemäßen Funktions ^¬ zustand des Energiespeichers überwachen.

Die Steuereinheit gibt vorzugsweise ein Signal aus oder ver ^¬ hindert ein Wiedereinschalten des nachgeschalteten Elektromotors, sofern die Zeitdauer vom Unterschreiten des ersten Spannungsschwellwertes bis zum Unterschreiten des zweiten Spannungsschwellwerts unter einem kritischen Zeitwert liegt.

In einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist die Steuereinheit derart ausgebildet, dass sie bei einem Ermit ^¬ teln eines Unterschreitens des ersten Spannungsschwellwerts an der Primärseite des Netzteils mittels der Energie des Energiespeichers : in einem ersten Schritt den Halbleiterschalter elektrisch leitend schaltet und anschließend den zweite Schalter öff ^¬ net,

nach dem ersten Schritt in einem zweiten Schritt den Halb- leiterschalter elektrisch nichtleitend schaltet und anschließend den ersten Schalter öffnet.

Nachdem die Steuereinheit das Unterschreiten des ersten Spannungsschwellwerts mittels der ersten Messvorrichtung ermit- telt hat, erfolgt das Durchführen des ersten und zweiten Schritts automatisch durch die Steuereinheit.

Die Steuereinheit kann mittels der ersten und zweiten Mess ^¬ vorrichtung die über den Versorgungsanschluss erfolgende Energieversorgung für das Schaltsignal der Steuereinheit überwachen. Dadurch, dass mittels der ersten Messvorrichtung der Energiefluss im Bereich der elektrischen Verbindung zwischen dem Versorgungsanschluss und dem Netzteil überwacht wird, kann die über den Versorgungsanschluss direkt am

Schaltgerät eingespeiste Spannung der Versorgungsquelle über ^¬ wacht werden. Auf diese Weise kann seitens der Steuereinheit unmittelbar auf einen Spannungsabfall am Versorgungsanschluss reagiert werden. Durch die Überwachung der über den Versorgungsanschluss erfolgenden Energieversorgung mittels der ersten Messvorrichtung kann bei einem Absinken der Versorgungsspannung in einen, vorzugsweise in der Steuereinheit oder Messvorrichtung hinterlegten, kritischen Bereich ein gesteuertes Abschalten der über die erste Strombahn erfolgenden Energieversorgung des nachgeschalteten Elektromotors erfolgen. Der kritische Bereich der Versorgungsspannung wird mittels des ersten Spannungsschwellwertes vom ordnungsgemäßen Bereich der Versorgungsspannung, in welchem eine ordnungsgemäße Energieversor- gung des Schaltgerätes über den Versorgungsanschluss vor ^¬ liegt, getrennt. Der erste Spannungsschwellwert ist insbeson ^¬ dere derart bemessen, dass sofern der erste Spannungsschwell ^¬ wert überschritten wird eine ausreichende Energieversorgung des Schaltgerätes über den Versorgungsanschluss vorliegt, so dass eine ordnungsgemäße Schaltsignalausgabe durch die Steu ^¬ ereinheit sichergestellt ist, und sofern der erste Spannungs ^¬ schwellwert unterschritten wird eine Energieversorgung über den Versorgungsanschluss erfolgt, welche eine ordnungsgemäße Schaltsignalausgabe durch die Steuereinheit gefährdet, insbe ^¬ sondere nicht ermöglicht.

Der kritische Bereich charakterisiert vorzugsweise einen Spannungsbereich am Versorgungsanschluss, welcher unterhalb von ca. 70%, vorzugsweise ca. 50%, der am Versorgungsan ^¬ schluss anzuschließenden maximal zulässigen Spannung liegt. Der erste Spannungsschwellwert liegt somit vorzugsweise im Bereich zischen ca. 50% - 70% der am Versorgungsanschluss an- zuschließenden maximal zulässigen Spannung.

Wurde durch die Steuereinheit eine kritische Energieversor ^¬ gung mittels der ersten Messvorrichtung detektiert (eine Unterschreitung des ersten Spannungsschwellwertes wurde detek- tiert) , so wird mittels der Steuereinheit automatisch in ei ^¬ nem ersten Schritt der Halbleiterschalter elektrisch leitend geschaltet und der zweite Schalter nach dem Schließen des Halbleiterschalters geöffnet (im ersten Schritt bleibt der erste Schalter geschlossen) . Nach dem ersten Schritt wird au- tomatisch durch die Steuereinheit in einem zweiten Schritt zunächst der Halbleiterschalter elektrisch nichtleitend geschaltet und anschließend der erste Schalter geöffnet. Die erforderliche Energie zur Ausgabe der notwendigen Schaltsig ^¬ nale für den ersten und zweiten Schritt bezieht die Steuer- einheit vom Energiespeicher.

Sinkt die am Versorgungsanschluss anliegende Spannung in den kritischen Bereich, so dass der erste Spannungsschwellwert unterschritten wird, so wird das Ausgeben der erforderlichen Schaltsignale für den ersten und zweiten Schritt durch die

Steuereinheit durch die im Energiespeicher gepufferte Energie sichergestellt. Dadurch, dass der Energiespeicher direkt mit ^¬ tels der am Versorgungsanschluss anliegenden Spannung aufge- laden wird, kann bei einer entsprechenden Dimensionierung des Energiespeichers eine gesteuerte Abschaltung des nachgeschal ^¬ teten Elektromotors (Durchführen des ersten und zweiten

Schritts) vorzugsweise bei einem konstanten Spannungsniveau erfolgen. Der Spannungseinbruch auf der Sekundärseite des

Netzteils tritt vorzugsweise erst nach Durchführung des ers ^¬ ten und zweiten Schrittes ein.

Die automatische gesteuerte Abschaltung des nachgeschalteten Elektromotors mittels des ersten und zweiten Schritts erfolgt insbesondere unmittelbar nachdem festgestellt wurde, dass der erste Spannungsschwellwert unterschritten wurde.

Ein Vorteil besteht darin, dass mit geringem zusätzlichem Hardwareaufwand im Schaltgerät ein verbessertes Schaltverhal ^¬ ten erzielt werden kann. Insbesondere kann bezüglich einer Notabschaltung über den Versorgungsanschluss eine erhöhte An ^¬ zahl an Schaltspielen für das Schaltgerät erzielt werden. Der durch ein Abschalten der Versorgungsspannung an den Schaltern üblicherweise erfolgende Verschleiß kann durch das gesteuerte Abschalten verhindert werden. Die hierzu erforderlich Energie für das Schaltsignal wird durch den Energiespeicher bereitge ^¬ stellt. Dadurch, dass der Energiespeicher auf der Primärseite des Netzteils (zum Versorgungsanschluss gerichtete Seite) an- geordnet ist, kann eine verbesserte geräteinterne Energiepuf- ferung erfolgen.

In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist die Steuereinheit derart ausgebildet, dass sie ein Signal ausgibt, wenn die Zeit vom Unterschreiten des ersten Spannungsschwellwertes bis zum Unterschreiten des zweiten Spannungsschwellwertes einen kritischen Zeitwert unterschreitet.

Die Steuereinheit misst insbesondere die Zeit vom Unter- schreiten des ersten Spannungsschwellwertes bis zum Unter ^¬ schreiten des zweiten Spannungsschwellwerts. Sofern die Zeit vom Unterschreiten des ersten Spannungsschwellwertes bis zum Unterschreiten des zweiten Spannungsschwellwerts einen kriti- sehen Zeitwert, welcher insbesondere in der Steuereinheit hinterlegt ist, unterschreitet, so gibt die Steuereinheit ein Signal aus. Auf diese Weise kann der Verschleiß des Energie ^¬ speichers überwacht werden. Mittels des kritischen Zeitwertes wird insbesondere eine Zeitdauer charakterisiert, ab welcher eine ausreichende geräteinterne Energieversorgung zur Ausgebe der Signale für den ersten und zweiten Schritt durch den Energiespeicher sichergestellt ist bzw. gefährdet ist. Sobald der Energiespeicher nicht mehr die Kapazität für eine ordnungsgemäße reguläre Abschaltung (Durchführen des ersten und zweiten Schritts) besitzen (z.B. Aufgrund von Alterung) wird der kritische Zeitwert unterschritten. Die Steuereinheit gibt daraufhin ein Signal aus. Mittels des Signals wird vor- zugsweise ein Gerätefehler generiert, so dass ein Wiedereinschalten des Schaltgerätes verhindert wird, eine LED oder ein Display des Schaltgerätes angesteuert und/oder eine Diagnose ^¬ meldung an eine dezentrale Vorrichtung (z.B. übergeordnete Steuerung) ausgegeben. Auf diese Weise kann eine Betriebs- mannschaft rechtzeitig auf die Wartungssituation hingewiesen werden und kann folglich entsprechend reagieren.

In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist die Steuereinheit derart ausgebildet, dass sie mittels der ersten Messvorrichtung die Spannung auf der Primärseite des Netzteils ermittelt und in Abhängigkeit der ermittelten Spannung den kritischen Zeitwert bestimmt.

Mit dem Wissen des Energieverbrauches des Schaltgerätes zur Ausgabe der Signale für den ersten und zweiten Schritt und der Kenntnis der Versorgungsspannungshöhe vor dem Spannungs ^¬ ausfall kann eine minimal notwendige Entladezeit für den Energiespeicher (z.B. der/die Pufferkondensator/-en) ermittelt werden. Diese minimal zulässige Entladezeit, welche durch den kritischen Zeitwert charakterisiert wird, wird für die Überwachung der ordnungsgemäßen Funktion des Energiespeichers (z.B. der Kapazität des Pufferkondensators) verwendet. Dadurch, dass die vorliegende Spannungshöhe auf der Primär ^¬ seite des Netzteils vor dem Spannungsausfall ermittelt wird, kann ein Rückschluss auf den Ladezustand des Energiespeichers gewonnen werden, so dass hieraus der kritische Zeitwert be- stimmt werden kann. Der kritische Zeitwert kann beispielswei ^¬ se mittels eines in der Steuereinheit hinterlegten Algorith ^¬ mus berechnet werden, welcher die vorliegende Spannungshöhe auf der Primärseite des Netzteils vor dem Spannungsausfall berücksichtigt. Es ist jedoch ebenso denkbar, dass der kriti- sehe Zeitwert in der Steuereinheit in einer Tabelle hinter ^¬ legt ist, so dass in Abhängigkeit der vor dem Spannungsaus ^¬ fall ermittelten Spannung mittels der ersten Messvorrichtung der kritische Zeitwert bestimmt wird. Liegt die Zeitdauer vom Unterschreiten des ersten Spannungsschwellwertes bis zum Unterschreiten des zweiten Spannungs ^¬ schwellwerts unterhalb des kritischen Zeitwertes, so wird da ^¬ von ausgegangen, dass die Kapazität des Energiespeichers zu gering geworden ist um die gesteuerte Abschaltung ordnungsge- mäß durchführen zu können.

Durch diese Vorgehensweise kann der Energiespeicher überwacht und das Schaltgerät vor den negativen Folgen (Verkleben / Verschweißen der ersten und zweiten elektromechanischen

Schalter) zuverlässig geschützt werden. Wird als Energiespei ^¬ cher ein Kondensator verwendet, so kann z.B. eine Kondensatoralterung erkannt werden.

In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist die Steuereinheit derart ausgebildet, dass sie in Abhän ^¬ gigkeit des nachgeschalteten Motorzustandes (eingeschalteter Elektromotor / ausgeschalteter Elektromotor) den kritischen Zeitwert bestimmt. In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung kann der Energiespeicher über den Versorgungsanschluss aufgeladen werden. Der Energiespeicher umfasst vorzugsweise mindestens einen Kondensator, welcher mit dem Versorgungsan- schluss elektrisch leitend verbunden ist. Es ist ebenso denk ^¬ bar, dass als Energiespeicher mehrere Kondensatoren eingesetzt werden. In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist der Energiespeicher derart ausgebildet, dass er die Aus ^¬ gabe der erforderlichen Schaltsignale mittels der Steuereinheit für die ersten und zweiten Schritte sicherstellt. Die Ausgabe der ersten und zweiten Schaltsignale über die Steuer- einheit ist somit lediglich mittels der im Energiespeicher gepufferten Energie möglich.

In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung umfasst das Schaltgerät eine zweite Strombahn, welche einen ersten elektromechanischen Schalter und eine in Reihe zum ersten Schalter geschaltete Parallelschaltung eines zweiten elektromechanischen Schalters mit einem Halbleiterschalter umfasst, wobei die Steuereinheit ein Schaltsignal für den ersten Schalter, den zweiten Schalter und den Halbleiter- Schalter der zweiten Strombahn ausgeben kann, wobei die Steuereinheit derart ausgebildet ist, dass sie, sofern die mit ^¬ tels der Messvorrichtung überwachte Energieversorgung in einen kritischen Bereich fällt, mittels der Energie des Energiespeichers :

- in einem ersten Schritt den Halbleiterschalter der zweiten Strombahn elektrisch leitend schaltet und anschließend den zweiten Schalter der zweiten Strombahn öffnet,

nach dem ersten Schritt in einem zweiten Schritt den Halbleiterschalter der zweiten Strombahn elektrisch nichtlei- tend schaltet und anschließend den ersten Schalter der zweiten Strombahn öffnet.

Die Ansteuerung der zweiten Strombahn mittels der Steuereinheit erfolgt vorzugsweise analog zur ersten Strombahn. Die zweite Strombahn ist vorzugsweise analog zur ersten Strombahn ausgebildet . Das Schaltgerät kann ferner eine dritte Strombahn umfassen. Die dritte Strombahn kann hierbei analog zur ersten oder zweiten Strombahn ausgebildet sein. Die Ansteuerung der

Schalter der dritten Strombahn kann ebenso in analoger Weise zur ersten Strombahn erfolgen.

In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist die Steuereinheit derart ausgebildet, dass sie im zweiten Schritt den Halbleiterschalter im Stromnulldurchgang, der über ihn erfolgenden Energiezufuhr, in den elektrisch nichtleitenden Zustand schaltet. Hierdurch wird die Energieversorgung zum Elektromotor unterbrochen, so dass anschließend der erste Schalter der jeweiligen Strombahn stromlos geöffnet werden kann. Das Abschalten der Energieversorgung zum nachge- schalteten Elektromotor kann somit ohne Lichtbogenbildung an den jeweiligen elektromechanischen Schaltern erfolgen. Der ansonsten erfolgende Verschleiß der Schalter wird vermieden.

In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung umfasst ein System, zum sicheren Betreiben eines Elektromotors, das beschriebene Schaltgerät, eine Versorgungsquelle und eine Schaltvorrichtung, wobei die Schaltvorrichtung in den Versorgungsstrang der Versorgungsquelle zum Versorgungs- anschluss des Schaltgeräts derart zwischengeschaltet ist, dass durch eine Betätigung der Schaltvorrichtung eine durch die Versorgungsquelle erfolgende Energieversorgung zum

Schaltgerät unterbrochen wird. Die Schaltvorrichtung ist beispielsweise ein Not-Aus-Schaltgerät. Im Folgenden werden die Erfindung und Ausgestaltungen der Erfindung anhand des in der Figur dargestellten Ausführungsbeispiels näher beschrieben und erläutert.

Die Figur zeigt eine schematische Darstellung eines Systems zum sicheren Betreiben eines Elektromotors 5. Das System umfasst ein Versorgungsnetz 9, den Elektromotor 5, ein Schaltgerät 1, eine Versorgungsquelle 50 und ein Not-Aus-Schaltge ^¬ rät 40. Das Schaltgerät 1 ist mit seinen drei eingangsseitigen An ^¬ schlussstellen 3 mit dem Versorgungsnetz 9 und mit seinen drei ausgangsseitigen Anschlussstellen 4 mit dem Elektromotor 5 verbunden. Der Elektromotor 5 ist ein Asynchronmotor. Das Versorgungsnetz 9 ist ein Dreiphasenwechselstromnetz einer industriellen Niederspannungsschaltanlage. Das Schaltgerät 1 ist ein Motorstarter 1, mittels welchem die Energiezufuhr des nachgeschalteten Elektromotors 5 gesteuert werden kann. Eine erste Phase 10 des Versorgungsnetzes 9 ist mittels einer Leitung mit der eingangsseitigen Anschlussstelle 3 verbunden und wird über eine erste Strombahn 15 des Motorstarters 1 ge ^¬ räteintern zur ausgangsseitigen Anschlussstelle 4 geführt und anschließend mittels einer weiteren Leitung zum Elektromotor 5 geführt. Die erste Strombahn 15 des Motorstarters 1 verbin ^¬ det geräteintern die eingangsseitige Anschlussstelle 3 des Motorstarters 1 mit der ausgangsseitigen Anschlussstelle 4 des Motorstarters 1. Die erste Strombahn 15 umfasst einen ersten elektromechanischen Schalter 11, einen Halbleiter- Schalter 12, hier ein Triac, und einen zweiten elektromechanischen Schalter 13. Der erste Schalter 11 ist in Serie zu der Parallelschaltung des Halbleiterschalters 12 mit dem zweiten Schalter 13 geschaltet. Über die erste Strombahn 15 wird folglich die erste Phase 10 des Versorgungsnetzes 9 zum Elektromotor 5 geführt.

Eine zweite Phase 20 des Versorgungsnetzes 9 ist mittels ei ^¬ ner Leitung mit der eingangsseitigen Anschlussstelle 3 verbunden und wird über eine zweite Strombahn 25 des Motorstar- ters 1 geräteintern zur ausgangsseitigen Anschlussstelle 4 geführt und anschließend mittels einer weiteren Leitung zum Elektromotor 5 geführt. Die zweite Strombahn 25 des Motorstarters 1 verbindet geräteintern die eingangsseitige An ^¬ schlussstelle 3 des Motorstarters 1 mit der ausgangsseitigen Anschlussstelle 4 des Motorstarters 1. Die zweite Strombahn 25 umfasst einen ersten elektromechanischen Schalter 21, einen Halbleiterschalter 22, hier ein Triac, und einen zweiten elektromechanischen Schalter 23. Der erste Schalter 21 ist in Serie zu der Parallelschaltung des Halbleiterschalters 22 mit dem zweiten Schalter 23 geschaltet. Über die zweite Strombahn 25 wird folglich die zweite Phase 20 des Versorgungsnetzes 9 zum Elektromotor 5 geführt.

Eine dritte Phase 30 des Versorgungsnetzes 9 ist mittels ei ^¬ ner Leitung mit der eingangsseitigen Anschlussstelle 3 verbunden und wird über eine dritte Strombahn 35 des Motorstarters 1 geräteintern zur ausgangsseitigen Anschlussstelle 4 geführt und anschließend mittels einer weiteren Leitung zum Elektromotor 5 geführt. Die dritte Strombahn 35 des Motorstarters 1 verbindet geräteintern die eingangsseitige An ^¬ schlussstelle 3 des Motorstarters 1 mit der ausgangsseitigen Anschlussstelle 4 des Motorstarters 1. Der abgebildete Motor- Starter 1 ist ein 2-phasig gesteuerter Motorstarter 1, so dass die dritte Strombahn eine beständige geräteinterne elektrische Kontaktierung zwischen der eingangsseitigen und ausgangsseitigen Anschlussstelle 3,4 bildet. Es ist jedoch ebenso denkbar, dass die dritte Strombahn 35 ebenso mindes- tens einen Schalter umfasst oder analog zur ersten und/oder zweiten Strombahn 15,25 des Motorstarters 1 ausgebildet ist.

Der Motorstarter 1 umfasst eine Steuereinheit 2 mittels wel ^¬ cher die Schaltstellung der elektromechanischen Schalter 11,13,21,23 und der Halbleiterschalter 12,22 gesteuert wird. Hierfür kann die Steuereinheit 2 Schaltsignale an die Schal ^¬ ter 11,12,13,21,22,23 ausgeben. Durch das Schaltsignal wird eine Spannung am Schalter 11,12,13,21,22,23 angelegt. Die elektromechanischen Schalter 11,13,21,23 sind mit einer Fe- derkraft beaufschlagt, so dass sie zum Halten der geschlosse ^¬ nen Stellung mit dem Schaltsignal angesteuert werden müssen, da sie ansonsten selbständig den geöffneten Schaltzustand einnehmen. D.h. sobald das Schaltsignal am elektromechanischen Schalter 11,13,21,23 entfernt wird, nimmt dieser auto- matisch die geöffnete Schaltstellung ein. Mittels der Steuereinheit 2 kann der jeweilige Halbleiterschalter 12,22 in einen elektrisch leitenden Zustand und einen elektrisch nicht leitenden Zustand (gesperrten Zustand) geschaltet werden. Im elektrisch nicht leitenden Zustand des Halbleiterschalters 12,22 wird die Energieübertragung über den Halbleiterschalter 12,22 gesperrt . Die ersten elektromechanischen Schalter 13,23 sind Schließer eines ersten Relais. Die zweiten elektromechanischen Schalter 11,21 sind Schließer eines zweiten Relais. Es ist jedoch ebenso denkbar, dass die einzelnen Schalter oder lediglich die ersten oder zweiten Schalter 11,13,21,23 mittels eines separaten Relais angesteuert werden.

Der Motorstarter 1 bezieht über seinen Versorgungsanschluss 7 die geräteinterne Energieversorgung. Hierfür ist der Versorgungsanschluss 7 mittels zweier Leiter mit einer Versorgungs- quelle 50, welche z.B. ca. 24 Volt bereitstellt, verbunden. Am Versorgungsanschluss 7 liegt somit bei einer bestehenden elektrisch leitenden Verbindung zur Versorgungsquelle 7 eine Versorgungsspannung von ca. 24 Volt an. Mittels der über den Versorgungsanschluss 7 bezogenen elektrischen Energie kann die Steuereinheit 2 die erforderlichen Schaltsignale an die jeweiligen Schalter 11,12,13,21,22,23 ausgegeben.

Innerhalb des Motorstarters 1 ist der Versorgungsanschluss 7 mit einem Netzteil 19 des Schaltgerätes 1 elektrisch leitend verbunden. Das Netzteil 19 passt die über den Versorgungsanschluss 7 bezogene Spannung der Spannungsquelle 50 derart an, dass die Steuereinheit 2 über das Netzteil 19 die passende elektrische Spannung für die Schaltsignale beziehen kann. Der Motorstarter 1 umfasst ferner einen Energiespeicher 6, welcher in der elektrisch leitenden Verbindung des Versorgungsanschlusses 7 zum Netzteil 19 integriert ist. Der Ener ^¬ giespeicher 6 ist ein Kondensator, welcher über den Versorgungsanschluss 7 aufgeladen wird. Der Energiespeicher 6 kann die Energieversorgung des Netzteils 19 puffern. Sofern die

Energieversorgung des Schaltgerätes über die Versorgungsquel ^¬ le 50 entfällt, wird mittels des Energiespeichers 6 die Ener ^¬ gieversorgung des Netzteils 19 entsprechend der Kapazität des Energiespeichers 6 gepuffert; d.h. kurzzeitig aufrechterhal ^¬ ten. Die Kapazität des Energiespeichers 6 ist derart ausge ^¬ legt, dass eine Energieversorgung des Netzteils 19 lediglich mittels der Energie des Energiespeichers 6 solange sicherge- stellt ist, dass die Steuereinheit 2 ein gesteuertes Abschal ^¬ ten des nachgeschalteten Verbrauchers 5 durchführen kann (Durchführen des ersten und zweiten Schrittes) .

Zwischen dem Versorgungsanschluss 7 und dem Netzteil 19 ist eine erste Messvorrichtung 8 des Motorstarters 1 angeordnet. Die Steuereinheit 2 kann mittels der ersten Messvorrichtung 8 die über den Versorgungsanschluss 7 erfolgende Versorgungs ^¬ spannung des Netzteils 19 an dessen Primärseite überwachen. Hierbei wird die mittels der Messvorrichtung 8 ermittelte Spannung mit einem im Schaltgerät 1 hinterlegten ersten Spannungsschwellwert verglichen.

Der erste Spannungsschwellwert liegt bei 50% der am Versor ^¬ gungsanschluss 7 anzuschließenden maximal zulässigen Span- nung. Liegt die ermittelte Spannung oberhalb des ersten Span ^¬ nungsschwellwerts, so erfolgt über den Versorgungsanschluss 7 für das Schaltgerät 1 eine ausreichende Energieversorgung, welche eine ordnungsgemäße Schaltsignalausgabe durch die Steuereinheit 2 sicherstellt. Wird durch die ermittelte Span- nung jedoch der erste Spannungsschwellwert unterschritten, so erfolgt über den Versorgungsanschluss 7 eine Energieversor ^¬ gung, welche eine ordnungsgemäße Schaltsignalausgabe durch die Steuereinheit 2 gefährdet. Die über den Versorgungsan ^¬ schluss 7 erfolgende Energieversorgung befindet sich somit im kritischen Bereich. Ergibt die Überwachung der Versorgungsspannung mittels der ersten Messvorrichtung 8, dass am Versorgungsanschluss 7 eine Spannung unterhalb von 50% der am Versorgungsanschluss 7 anzuschließenden maximal zulässigen Spannung anliegt, so wird durch die Steuereinheit 2 unmittel- bar ein gesteuertes Abschalten mittels der vom Energiespei ^¬ cher 6 gepufferten Energie durchgeführt. Zwischen der Versorgungsquelle 50 und dem Motorstarter 1 ist das Not-Aus-Schaltgerät 40 derart angeordnet, dass es die über die beiden Leiter erfolgende Energieversorgung des Motorstarters 1 unterbrechen kann. Das Not-Aus-Schaltgerät 40 umfasst hierfür jeweils zwei Schaltelemente, welche jeweils eine Leitung unterbrechen können.

Sofern am Versorgungsanschluss 7 eine ordnungsgemäße Versor ^¬ gungsspannung anliegt kann der Motorstarter 1 für den nachge- schalteten Elektromotor 5 eine Energieversorgung herstellen. Die mittels der ersten Messvorrichtung 8 ermittelte Versorgungsspannung liegt oberhalb des ersten Spannungsschwellwertes und somit nicht im kritischen Bereich. Liegt ein laufender Elektromotor 5 im Nennbetrieb vor, so sind innerhalb des Motorstarters 1 die ersten Schalter 11,21 geschlossen, die Halbleiterschalter 12,22 elektrisch nicht leitend geschaltet und die zweiten Schalter 13,23 geschlos ^¬ sen. Ein mögliches Abschaltprinzip des dem Motorstarter 1 nachgeschalteten Elektromotors 5 ist es, die Versorgungsspannung des Motorstarters 1 mittels des in den Versorgungsstrang zwischen der Versorgungsquelle 50 und dem Versorgungsanschluss 7 zwischengeschalteten Not-Aus-Schaltgeräts 40 abzu ^¬ schalten. Hierfür wird das Not-Aus-Schaltgerät 40 betätigt, so dass es mindestens eines seiner Schaltelemente öffnet.

Erfolgt eine derartige Betätigung des Not-Aus-Schaltgeräts 40, so liegt über den Versorgungsanschluss 7 keine Spannung an. Die Versorgungsspannung an der Primärseite des Netzteils 19 sinkt, so dass der erste Spannungsschwellwert unterschrit ^¬ ten wird. Dieser Zustandswechsel wird von der Steuereinheit 2 mittels der ersten Messvorrichtung 8 detektiert, so dass die Steuereinheit 2 daraufhin selbständig ein gesteuertes Ab ^¬ schalten des nachgeschalteten Elektromotors 5 durchführt. Die Energie zur Ausgabe der notwendigen Schaltsignale wird hier ^¬ bei durch den Energiespeicher 6 sichergestellt. Mittels der im Energiespeicher 6 gepufferten Energie wird folglich wei- terhin das Netzteil 19 und hierüber die Steuereinheit 2 mit Energie versorgt.

Bei dem gesteuerten Abschalten des nachgeschalteten Motors 5 werden durch die Steuereinheit 2 in einem ersten Schritt die Halbleiterschalter 12,22 in den elektrisch leitenden Zustand geschaltet. Die ersten Schalter 11,21 werden weiterhin mittels eines Schaltsignals der Steuereinheit 2 angesteuert, so dass sie in der geschlossenen Stellung verweilen. Funktions- bedingt fallen durch das Wegschalten der Schaltsignale am ersten Relais die zweiten Schalter 13,23 selbsttätig in den geöffneten Zustand. Die Energieversorgung des Elektromotors 5 erfolgt somit weiterhin über den Motorstarter 1. Die notwendige Energie für die auszugebenden Schaltsignale (Halbleiter- Schalter 12,22 und ersten Schalter 11,21) während des ersten Schritts durch die Steuereinheit 2 wird durch den Energie ^¬ speicher 6 bereitgestellt.

In einem auf den ersten Schritt folgenden zweiten Schritt werden durch die Steuereinheit 2 die Halbleiterschalter 12,22 im Stromnulldurchgang in den elektrisch nichtleitenden Zustand geschaltet. Es erfolgt somit ein lichtbogenfreies Un ^¬ terbrechen der Energieversorgung über der ersten und zweiten Strombahn 15,25. Dieser Schaltvorgang erfolgt unmittelbar nachdem sichergestellt ist, dass die zweiten Schalter 13,23 geöffnet sind. Sobald die Energieversorgung über die Halblei ^¬ ter 12,22 unterbrochen ist, ist die Energieversorgung zum nachgeschalteten Elektromotor 5 unterbrochen. Nachdem sichergestellt ist, dass die Energieversorgung über die Halbleiter- Schalter 12,22 unterbrochen ist, wird das Schaltsignal vom zweiten Relais und somit von den ersten Schaltern 11,21 weggeschaltet. Funktionsbedingt fallen durch das Wegschalten des Schaltsignals am zweiten Relais die ersten Schalter 11,21 selbsttätig in den geöffneten Zustand. Die ersten Schalter 11,21 werden somit stromlos geöffnet. Die Energie für die auszugebenden Schaltsignale während des zweiten Schritts durch die Steuereinheit 2 wird durch den Energiespeicher 6 bereitgestellt . Durch eine ausreichend bemessene Pufferung der Versorgungs ^¬ spannung im Energiespeicher 6 und die interne Überwachung der am Versorgungsanschluss 7 anliegenden Versorgungsspannung mittels der ersten Messvorrichtung 8, kann bei dem Abschalten der Versorgungsspannung ein gesteuertes Unterbrechen der

Energieversorgung zum nachgeschalteten Elektromotor 5 erfolgen, ohne dass es zu einer Lichtbogenbildung an den Schaltern 11,13,21,23 kommt. Der Verschleiß des Schaltgeräts 1 kann so ^¬ mit minimiert werden.

Sinkt durch Ausfall oder Abschalten der Versorgungsspannung die von der ersten Messvorrichtung 8 erfasste Versorgungsspannung unter den vorgegebenen Spannungsschwellwert, so wird durch die Steuereinheit 2 unverzüglich das gesteuerte Ab- schalten des Elektromotors 5 eingeleitet (Durchführen des ersten und zweiten Schritts) . Das gesteuerte Abschalten ent ^¬ spricht vorzugsweise dem Abschaltvorgang, welchen das Schalt ^¬ gerät 1 bei einem normalen Abschaltvorgang (betriebsmäßiges Abschalten des Elektromotors 5 über Steuereingang) über die Steuereinheit 2 durchführt.

Die Pufferung des Energiespeichers 6 ist derart ausgelegt, dass ausreichend Energie zum Ansteuern der Schalter 11,12,13, 21,22,23 bis zum Ende des gesteuerten Abschaltvorgangs zur Verfügung steht. Auf diese Weise kann auch bei einer Notab ^¬ schaltung ein regulärer Abschaltvorgang durchgeführt werden, ohne die mechanischen Schalter 11,13,21,23 zusätzlich zu belasten. Es erfolgt somit ein verschleißfreies Abschalten bei einem Nothalt, der durch Abschalten der Versorgungsspannung realisiert ist. Durch den gesteuerten Abschaltvorgang über verschleißfreie Halbleiterschalter 12,22 und die Pufferung der Versorgungsspannung für die Dauer des gesteuerten Abschaltvorganges kann eine deutlich erhöhte Lebensdauer der mechanischen Schalter 11,13,21,23 und damit des gesamten Schaltgerätes 1 erreicht werden.

Dadurch, dass mittels des Energiespeichers 6 die Energiepuf- ferung auf der Primärseite des Netzteils 19 (zum Versorgungs- anschluss 7 gerichtet) erfolgt, kann bei einem Spannungsein ^¬ bruch am Versorgungsanschluss 7 die Sekundärseite des Netz ^¬ teils 19 ihren Spannungspegel bis zu einem gewissen Zeitpunkt konstant halten. Auf diese Weise kann die Abschaltung dauer- haft auf einem konstanten Spannungsniveau durchgeführt wer ^¬ den. Der Spannungseinbruch auf der Sekundärseite tritt vorzugsweise erst nach der Beendigung der gesteuerten Abschaltsequenz (erster und zweiter Schritt) auf. Dadurch, dass der Energiespeicher 6 auf der Primärseite angeordnet ist, kann im Vergleich zu einer Anordnung des Energiespeichers 6 auf der

Sekundärseite des Netzteils 19 ein Spannungsabfall am Versor ^¬ gungsanschluss 7 und somit der kritische Bereich schneller detektiert werden, so dass die gesteuerte Abschaltsequenz früher eingeleitet werden kann. Die Notabschaltung wird somit frühzeitiger eingeleitet. Die Zuverlässigkeit des Systems wird hierdurch verbessert.

Vorzugsweise wird bei einem Eintritt in den kritischen Be ^¬ reich mittels der gepufferten Energie des Energiespeichers 6 ferner eine Diagnosemeldung (z.B. Meldung der regulären Abschaltung) über ein Kommunikationsmittel des Schaltgerätes 1 an ein mit dem Schaltgerät verbundene Geräteeinheit (z.B. ei ^¬ ne übergeordnete Steuerung) abgesetzt. Das Schaltgerät 1 umfasst ferner eine mit der Steuereinheit 2 verbundene zweite Messvorrichtung 80, welche derart angeord ^¬ net ist, dass die Steuereinheit 2 mittels der zweiten Mess ^¬ vorrichtung 80 die Versorgungsspannung an der Sekundärseite des Netzteils 19 überwachen kann.

Im Schaltgerät, insbesondere in der Steuereinheit 2, ist fer ^¬ ner ein kritischer Zeitwert und ein zweiter Spannungsschwell ^¬ wert, welcher niedriger als der erste Spannungsschwellwert ist, hinterlegt.

Durch eine Auswertung der Zeitdauer vom Unterschreiten des ersten Spannungsschwellwertes bis zum Unterschreiten des zweiten Spannungsschwellwerts kann die Steuereinheit 2 einen Rückschluss auf den Funktionszustand des Energiespeichers 6 gewinnen. Hierfür vergleicht die Steuereinheit 2 die ermit ^¬ telte Zeitdauer (Unterschreiten des ersten Spannungsschwellwertes bis zum Unterschreiten des zweiten Spannungsschwell- werts) mit dem kritischen Zeitwert. Liegt die ermittelte Zeitdauer oberhalb des kritischen Zeitwertes, so liegt ein ordnungsgemäßer Funktionszustand des Energiespeichers 6 vor, d.h. die Ausgabe der Schaltsignale für den ersten und zweiten Schritt wird durch die gepufferte Energie des Energiespei- chers 6 gewährleistet. Liegt die ermittelte Zeitdauer jedoch unterhalb des kritischen Zeitwertes, so ist die Ausgabe der Schaltsignale für den ersten und zweiten Schritt durch die gepufferte Energie des Energiespeichers 6 gefährdet. Ein der ^¬ artiger Zustand kann durch eine Alterung des Kondensators des Energiespeichers 6 entstehen.

Sofern die Auswertung der Steuereinheit ergibt, dass die Zeitdauer vom Unterschreiten des ersten Spannungsschwellwertes bis zum Unterschreiten des zweiten Spannungsschwellwerts unterhalb des kritischen Zeitwertes liegt, so gibt das

Schaltgerät 1 ein Warnsignal aus, so dass ein Anwender diesen Zustand detektieren kann.

Der kritische Zeitwert ist kein fixer Zeitwert, sondern wird in Abhängigkeit der über die erste Messvorrichtung 8 ermit ^¬ telte Versorgungsspannung vor dem Spannungsabfall sowie des vorliegenden Betriebszustandes des nachgeschalteten Elektro ^¬ motors 5 (eingeschaltet / ausgeschaltet) bestimmt. Die Be ^¬ stimmung des kritischen Zeitwertes erfolgt mittels einer in der Steuereinheit hinterlegten tabellarischen Auflistung. Es ist jedoch ebenso denkbar, dass die Bestimmung des kritischen Zeitwertes mittels eines in der Steuereinheit 2 hinterlegten Algorithmus erfolgt, welcher obige Werte berücksichtigt. Bei einer tabellarischen Auflistung sind insbesondere folgende Werte hinterlegt:

Spannungswert auf der Primärseite des Netzteils 19 vor dem Spannungsausfall (d.h. bei einer ordnungsgemäßen Energie- Versorgung durch die Versorgungsquelle 5); z.B.: Szenario A: größer 24 Volt / Szenario B: kleiner 24 Volt und größer 20 Volt / Szenario C: kleiner 20 Volt,

kritischer Zeitwert bei einem ausgeschalteten Elektromotor 5; z.B.: Szenario A: 150 ms / Szenario B: 120 ms / Szena ^¬ rio C: 100 ms,

kritischer Zeitwert bei einem eingeschalteten Elektromotor 5; z.B.: Szenario A: 100 ms / Szenario B: 80 ms / Szenario C: 60 ms.

In Abhängigkeit des ermittelten vorliegenden Spannungswertes auf der Primärseite des Netzteils 19 vor einem Spannungsaus ^¬ fall und des vorliegenden Betriebszustandes des Elektromotors bei dem unterschreiten des ersten Spannungswertes wird durch die Steuereinheit 2 der kritische Zeitwert bestimmt.

Liegt beispielsweise ein Spannungswert auf der Primärseite des Netzteils 19 vor dem Spannungsausfall von 28 Volt vor (Szenario A) und der Motor ist eingeschaltet, so liegt ein kritischer Zeitwert von 100 ms vor.

Falls der kritische Zeitwert unterschritten wird, ist die Ka ^¬ pazität des Pufferkondensators 6, z.B. durch die Alterung der Kondensators 6, so stark beeinträchtigt, dass eine reguläre Abschaltung (erster und zweiter Schritt) bei Nothalt nicht mehr zuverlässig durchgeführt werden kann. Ein entsprechendes Warnsignal wird seitens der Steuereinheit 2 ausgegeben. Mit ^¬ tels des Warnsignals wird ein Gerätefehler generiert, welcher insbesondere ein Schließen der Schalter 11,12,13,21,22,23 un- terbindet.