Schaltgerät mit einer Energieversorgung der elektronischen Spulenansteuerung aus dem Hauptstromkreis

Die Erfindung betrifft ein Schaltgerät, insbesondere ein Nie ^¬ derspannungsschaltgerät, mit einer elektronischen Spulenansteuerung, welche mit einer Steuereinheit und einem SPS- Eingang elektrisch verbunden ist.

Schaltgeräte, insbesondere Niederspannungsschaltgeräte, wer ^¬ den zunehmend mit elektronischen Spulenansteuerungen ausgerüstet, um möglichst eine optimierte Energieeffizienz zu er ^¬ reichen. Die Energie zum Einschalten wird über den Steuer- Stromkreis bereit gestellt. Sollen Schaltgeräte über eine speicherprogrammierbare Steuerung SPS angesteuert werden, muss ein Koppelschütz eingesetzt werden.

Es gibt heute bereits teilweise elektronische Spulenansteue- rungen mit einem SPS-Eingang. Die Spulenansteuerung ist dabei als Weitbereichsansteuerung ausgeführt, wodurch sich die Spannungsvarianten reduzieren. Die Steuernetze müssen dabei für die Einschaltleistung der Niederspannungsschaltgeräte di ^¬ mensioniert sein.

Aus dem Stand der Technik ist ein erstes Ausführungsbeispiel einer elektronischen Spulenansteuerung bekannt, bei welcher der SPS-Eingang und die Steuerspannung für die Spule beispielsweise mit 230V betrieben werden und identisch sind. Zwischen der kombinierten Einheit aus Steuerspannung und SPS- Eingang ist eine Steuereinheit, beispielsweise in Form eines MikroControllers oder einer logischen Verknüpfung geschaltet. Eine galvanische Trennung wird in diesem Ausführungsbeispiel nicht benötigt. Wird an den Eingang eine Spannung angelegt, schaltet die Spule ein. Es ist auch möglich, dass die Spule von einer SPS ein- beziehungsweise ausgeschalten wird. Dazu muss die SPS genügend Strom liefern, um die Schützspule mit Energie zu versorgen. Aus dem Stand der Technik ist ein zweites Ausführungsbeispiel für eine elektronische Spulenansteuerung bekannt, bei welcher die SPS-Spannung und die Steuerspannung für die Spule getrennt sind. Dabei liegt die Steuerspannung beispielsweise mit 230V dauerhaft an. Zwischen SPS-Eingang, der beispielsweise mit 24V betrieben wird und der Steuerung, sind eine galvanische Trennung und eine Steuereinheit vorgesehen, die auf ein Signal vom SPS-Eingang warten. Wird an den SPS- Eingang eine Spannung angelegt, schaltet die Spule ein. Die Energie für die Spule kommt hier aus der Steuerspannung. Der SPS-Eingang benötigt nur die Energie, um die galvanische Trennung beispielsweise in Form eines Optokopplers oder eines Transformators anzusteuern. Der Nachteil, der aus dem Stand der Technik bekannten Ausführungsbeispiele für eine elektronische Spulenansteuerung eines Schaltgeräts besteht darin, dass eine zusätzliche Steuerspan ^¬ nung für die elektronische Spulenansteuerung benötigt wird, die zu einem zusätzlichen Verdrahtungsaufwand führt, wodurch auch zusätzliche Klemmen benötigt werden.

Demgemäß besteht die Aufgabe der vorliegenden Erfindung darin, ein Schaltgerät mit einer elektronischen Spulenansteue ^¬ rung zu schaffen, das eine optimierte und vereinfachte Ener- gieversorgung für die elektronische Spulenansteuerung aufweist.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Schaltgerät mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst. Weitere Ausfüh- rungsbeispiele der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen, der Beschreibung sowie der Zeichnung.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch ein Schaltgerät, insbesondere ein Niederspannungsschaltgerät gelöst, mit einer elektronischen Spulenansteuerung, welche mit einer Steuereinheit und einem SPS-Eingang elektrisch verbunden ist. Die Erfindung zeichnet sich dabei dadurch aus, dass die Energiever- sorgung der elektronischen Spulenansteuerung aus den Hauptstrombahnen des Schaltgeräts vorgesehen ist.

Die erfindungsgemäße elektronische Spulenansteuerung wird aus dem Lastnetz versorgt. Ebenso wird die Energie zum Einschal ^¬ ten des Schaltgeräts aus dem Lastnetz gezogen. Erfindungsge ^¬ mäß erfolgt das Einschalten des Schaltgeräts, insbesondere des Schütz, über einen energiearmen Steuereingang, wie zum Beispiel einem Weitbereich-SPS-Eingang, welcher vorzugsweise sowohl AC- als auch DC-Ströme verarbeiten kann. Dieser

Weitspannungs-SPS-Eingang kann beispielsweise ein Spannungsbereich von 20 bis 300V aufweisen. Diese Ansteuerung muss galvanisch von der eigentlichen elektronischen Spulenansteuerung getrennt sein. Diese galvanische Trennung kann über Op- tokoppler oder Transformatoren erfolgen.

Mit Anlegen der Lastspannung wird die Spulenansteuerng über die Hauptstrombahnen versorgt. Wird nun über den Weitspannungs-SPS-Eingang Spannung an das Schaltgerät angelegt, schaltet dieses ein. Die Einschaltbelastung wird damit dem Lastnetz entnommen.

In einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung kann vorgesehen sein, dass zwischen SPS-Eingang und Steuereinheit eine galvanische Trennung ausgebildet ist. Diese galvanische Trennung kann vorzugsweise über einen Optokoppler ausgebildet sein. Es ist jedoch auch möglich, dass die galvanische Trennung über einen Transformator ausgebildet ist. Es kann erfindungsgemäß weiterhin vorgesehen sein, dass der

SPS-Eingang für einen Weitspannungsbereich, insbesondere zwischen 20 bis 300V ausgebildet ist.

Erfindungsgemäß kann weiterhin vorgesehen sein, dass der SPS- Eingang sowohl für AC- als auch DC-Strom ausgebildet ist. In einem besonders bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfin ^¬ dung kann vorgesehen sein, dass die Energieversorgung für den Einschaltvorgang des Schaltgeräts aus den Hauptstrombahnen ausgebildet ist.

Das erfindungsgemäße Schaltgerät ist vorzugsweise ein Schütz.

Das erfindungsgemäße Schaltgerät weist eine elektronische Spulenansteuerung auf, bei welcher die Steuerspannung aus den Hauptstrombahnen des Schaltgeräts gewonnen wird und somit dauerhaft anliegt. Die elektronische Spulenansteuerung weist einen SPS-Eingang auf, der über eine galvanische Trennung, die vorzugsweise in Form eines Optokopplers oder eines Trans ^¬ formators ausgebildet sein kann, mit einer Steuereinheit, die als MikroController oder logische Verknüpfung ausgebildet sein kann, und mit einer Spule elektrisch verbunden ist. Die Steuereinheit wartet auf ein Signal vom SPS-Eingang. Wird an den SPS-Eingang eine Spannung angelegt, dann schaltet die Spule ein. Die Energie für die Spule kommt dabei aus den Hauptstrombahnen. Der SPS-Eingang benötigt nur die Energie, um den Optokoppler beziehungsweise den Transformator anzusteuern .

Die vorliegende Erfindung zeichnet sich dadurch aus, dass keine zusätzliche Steuerspannung benötigt wird, womit ein ge ^¬ ringerer Verdrahtungsaufwand verbunden ist und auch keine zu ^¬ sätzlichen Klemmen für die Steuerspannung benötigt werden. Gemäß der Erfindung werden die Hauptstrombahnen intern an die Steuerelektronik angeschlossen. Ein weiterer Vorteil besteht darin, dass die SPS-Leistung sehr gering ist. Der Kunde kann hier das kleinste Modul verwenden. Erfindungsgemäß ist der SPS-Eingang mit einem breiten Spannungsbereich ausgeführt, so dass nur wenige Varianten benötigt werden. Weiterhin wird keine galvanische Trennung zwischen der Spule und den Haupt- strombahnen benötigt. Weitere Vorteile und Ausführungen der Erfindung werden nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispiels sowie anhand der Zeichnung erläutert. Dabei zeigen schematisch:

Fig. 1 in einem Schaltbild ein erstes Ausführungsbeispiel für eine elektronische Spulenansteuerung aus dem Stand der Technik;

Fig. 2 in einem Schaltbild ein zweites Ausführungsbeispiel für eine elektronische Spulenansteuerung aus dem Stand der Technik und Fig. 3 in einem Schaltbild die erfindungsgemäße elektronische Spulenansteuerung für ein Schaltgerät.

Fig. 1 zeigt ein erstes Ausführungsbeispiel einer elektroni ^¬ schen Spulenansteuerung aus dem Stand der Technik, bei wel- eher der SPS-Eingang 1 und die Steuerspannung für die Spule 2 beispielsweise mit 230V betrieben werden und identisch sind. Zwischen der kombinierenden Einheit aus Steuerspannung uns SPS-Eingang 1 ist eine Steuereinheit 3, beispielsweise in Form eines MikroControllers oder einer logischen Verknüpfung geschaltet. Eine galvanische Trennung wird in diesem Ausfüh ^¬ rungsbeispiel nicht benötigt. Wird an den Eingang eine Span ^¬ nung angelegt, schaltet die Spule 2 ein. Es ist auch möglich, dass die Spule 2 von einer SPS ein- beziehungsweise ausge ^¬ schaltet wird. Dazu muss die SPS genügend Strom liefern, um die Schützspule mit Energie zu versorgen.

Fig. 2 zeigt ein zweites Ausführungsbeispiel für einer elek ^¬ tronischen Spulenansteuerung, bei welcher die SPS-Steuerung und die Steuerspannung 4 für die Spule 5 getrennt sind. Dabei liegt die Steuerspannung 4 beispielsweise mit 230V dauerhaft an. Zwischen SPS-Eingang 6, der beispielsweise mit 24V betrieben wird und der Steuerspannung 4, ist eine galvanische Trennung 7 und eine Steuereinheit 8 vorgesehen, die auf ein Signal vom SPS-Eingang 6 wartet. Wird an den SPS-Eingang 6 eine Spannung angelegt, dann schaltet die Spule 5 ein. Die Energie für die Spule 5 kommt hier aus der Steuerspannung 4. Der SPS-Eingang 6 benötigt nur die Energie, um die galvanische Trennung 7, beispielsweise in Form eines Optokopplers oder eines Transformators anzusteuern.

Fig. 3 zeigt ein Ausführungsbeispiel eines Schaltgeräts mit einer erfindungsgemäßen elektronischen Spulenansteuerung. Das erfindungsgemäße Schaltgerät weist eine elektronische Spulen ^¬ ansteuerung auf, bei welcher die Steuerspannung aus den

Hauptstrombahnen 10 des Schaltgeräts gewonnen wird und somit dauerhaft anliegt. Die elektronische Spulenansteuerung weist einen SPS-Eingang 11 auf, der über eine galvanische Trennung

12, die vorzugsweise in Form eines Optokopplers oder eines Transformators ausgebildet sein kann, mit einer Steuereinheit

13, die als MikroController oder logische Verknüpfung ausgebildet sein kann, und mit der Spule 14 elektrisch verbunden ist. Die Steuereinheit 13 wartet auf ein Signal vom SPS- Eingang 11. Wird an den SPS-Eingang 11 eine Spannung angelegt, schaltet die Spule 14 ein. Die Energie für die Spule 14 kommt aus den Hauptstrombahnen 10. Der SPS-Eingang 11 benötigt nur die Energie, um den Optokoppler beziehungsweise den Transformator anzusteuern.

Die vorliegende Erfindung zeichnet sich dadurch aus, dass keine zusätzliche Steuerspannung benötigt wird, womit ein ge ^¬ ringerer Verdrahtungsaufwand verbunden ist und auch keine zu- sätzlichen Klemmen für die Steuerspannung benötigt werden.

Gemäß der Erfindung werden die Hauptstrombahnen intern an die Steuerelektronik angeschlossen. Ein weiterer Vorteil besteht darin, dass die SPS-Leistung sehr gering ist. Der Kunde kann hier das kleinste Modul verwenden. Erfindungsgemäß ist der SPS-Eingang mit einem breiten Spannungsbereich ausgeführt, so dass nur wenige Varianten benötigt werden. Weiterhin wird keine galvanische Trennung zwischen der Spule und den Haupt ^¬ strombahnen benötigt.