能量供应装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种用于电气断路器的能量供应装置。其具有带有初级导体和次级绕组的电流互感器。此外，具有三端双向可控硅开关元件，其具有两个主接头和一个控制接头，其中三端双向可控硅开关元件借助主接头与次级绕组电气并联连接。至少两个齐纳二极管的串联电路在一端与三端双向可控硅开关元件的控制接头连接并且在另一端与三端双向可控硅开关元件的主接头连接。

Energy supply device

The present invention relates to an energy supply device for electrical circuit breakers. It has a current transformer with primary conductors and secondary windings. In addition, it has three terminal bidirectional thyristor switch components, which has two main joints and a control joint. The three terminal bidirectional thyristor switch components are electrically connected with the secondary windings in parallel with main connectors. At least two zener diode series circuits are connected at one end to the control joints of the three terminal bidirectional thyristor switch elements, and at the other end are connected to the main joints of the three terminal thyristor switch elements.

【技术实现步骤摘要】
能量供应装置
本专利技术涉及一种特别是具有电流互感器的用于断路器的能量供应装置，该电流互感器具有用于对断路器进行能量供应的次级绕组并且其初级侧通过断路器的导体构造。该初级导体是要通过断路器监视的电路、特别是低压电路的导体。本专利技术还涉及一种用于电气断路器的直流限流装置。
技术介绍
低压是指直至1000伏特交流电压或1500伏特直流电压的电压。断路器监视借助导体流过其的电流并且中断至能量汇点或耗电器的电流或能量流，这在超过电流边界值或电流时间间隔边界值时，也就是在一定的时间间隔内存在一电流值时，称为触发。中断例如通过断开断路器的触点进行。在本专利技术的意义上，断路器尤其是指在低压设备中用于63至6300安培的电流的开关。更特殊地，闭路断路器用于63至1600安培，特别是125至630或1200安培的电流。开路断路器尤其用于630至6300安培，更特殊地1200至6300安培的电流。开路断路器也被称为空气断路器(AirCircuitBreaker，缩写为ACB)，并且闭路断路器被称为塑壳断路器(MouldedCaseCircuitBreaker)或紧凑型断路器，缩写为MCCB。在本专利技术的意义上，断路器尤其是指具有电子触发单元(也称为电子跳闸单元(ElectronicTripUnit，缩写为ETU))的断路器。对断路器的能量供应尤其是指对电子触发单元的能量供应。利用电流互感器，围绕的次级绕组中的功率可以从初级导体中流过的交流电流磁退耦。电流互感器是一种形式的变压器。电流互感器的问题在于如下事实，即，该电流互感器的视在功率通过初级导体中的电流幅度确定。次级侧退耦的功率取决于初级导体中的电流。如果要给所连接的耗电器，诸如电子设备，例如断路器的电子触发单元提供能量，则耗电器的能量需求以及预计的最小初级电流确定电流互感器的尺寸设计(磁性材料、芯截面、匝数等)。高于预计的最小初级电流能够输出足够用于耗电器的能量。断路器的特定特征是，要针对所监视的电路或电网中的过载电流和短路电流对其进行保护。因此，在设计电流互感器时必须假定极大的初级电流范围。预计的最小初级电流和最大短路电流之间的比例可以大于1:1000。结果是，电流互感器以及所连接的耗电器必须被特殊地设计尺寸。广泛使用具有附加的磁分路的电流互感器，该磁分路限制次级电流的幅度，由此限制次级功率。这样的互感器的开发和制造要求极大的时间和成本开销。此外，这样的电流互感器需要较大的结构空间，因为除了磁主路之外，还必须以磁分路的形式设置附加的第二磁电路。尽管如此，因为电流互感器的视在功率随着初级电流的上升而上升，所以必须在耗电器侧处理该功率增加。此外，迄今为止还通过开关来中断次级电路中的电流。但是在该情况下在次级绕组上形成极高且危险的感应电压，其在技术上难以控制。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是，改善对于具有电流互感器的断路器的能量供应。上述技术问题通过具有本专利技术的特征的能量供应装置以及通过具有本专利技术的特征的直流限流装置来解决。按照本专利技术设置为，特别是在断路器的电流互感器中，通过三端双向可控硅开关元件(Triac)限制次级侧的交流电压，在直流电压的情况下通过晶闸管来限制。三端双向可控硅开关元件的触发在此按照本专利技术通过两个齐纳二极管的串联电路进行，特别是两个齐纳二极管的阴极或阳极彼此连接的串联电路。如果超过齐纳二极管的可确定的齐纳电压，则触发三端双向可控硅开关元件，由此限制交流电压。在直流电压、例如电流互感器的经过整流的电压的情况下，使用晶闸管。其控制接头或栅极与齐纳二极管连接。如果直流电压超过可确定的齐纳电压，则触发晶闸管并且限制直流电压。这尤其具有优点，即，在大的初级电流的情况下给出对次级功率的简单且有效的限制，由此有效地保护耗电器，例如断路器的电子触发单元。在本专利技术中给出本专利技术的优选实施。在本专利技术的优选实施中，第一电容器与三端双向可控硅开关元件的两个主接头并联连接。这尤其具有优点，即，通过电容器减小由于触发三端双向可控硅开关元件而可能引起的高频信号，由此可以实现改善的EMV特性。在本专利技术的优选实施中，次级绕组和三端双向可控硅开关元件的并联电路具有电感。这尤其具有优点，即，关于反馈和馈入到由断路器监视的能量供应网的高频信号同样减小，并且来自电网的高频信号不能到达耗电器。在本专利技术的优选实施中，至少两个齐纳二极管的串联电路具有第一电阻。这尤其具有优点，即，给出对三端双向可控硅开关元件的接通电流的电流限制。由此各种各样的三端双向可控硅开关元件和/或齐纳二极管可以用于实现，其中可以通过第一电阻进行接通电流的单独调整。在本专利技术的优选实施中，串联电路的控制接头侧或栅极侧的接头与第二电容器连接，该第二电容器在另一端与不与串联电路连接的三端双向可控硅开关元件的主接头连接。这尤其具有优点，即，实现高频信号分量的进一步减小，以实现本专利技术关于EMV的改善的特性。在本专利技术的优选实施中，三端双向可控硅开关元件的两个主接头与整流器的输入端接头连接，该整流器的两个直流侧的输出端接头与第三电容器连接。这尤其具有优点，即，通过确定三端双向可控硅开关元件的触发电压的大小，将电容器循环地充电到可确定的电压，该可确定的电压可以用于对耗电器、例如断路器的电子触发单元进行能量供应。由此可以提供特别稳定的能量供应。在本专利技术的优选实施中，构造用于三相能量供应网的断路器。对每个相设置电流互感器和三端双向可控硅开关元件，整流器构造为三相整流器，具有三个输入端，其中每一相的三端双向可控硅开关元件的主接头与三相整流器的相应的输入端连接。这尤其具有优点，即，按照本专利技术的能量供应装置可用于三相断路器。在本专利技术的直流限流装置的优选实施中，第二电阻与齐纳二极管串联连接。这尤其具有优点，即，给出对晶闸管的接通电流的电流限制。由此各种各样的晶闸管和/或齐纳二极管可以用于实现，其中可以通过第二电阻进行接通电流的单独调整。在本专利技术的直流限流装置的优选实施中，在晶闸管的栅极接头和负极之间连接第四电容器。这尤其具有优点，即，实现高频信号分量的减小，以实现本专利技术关于EMV的改善的特性。在本专利技术的直流限流装置的优选实施中，第五电容器在一端与晶闸管的阴极侧的接头并且在另一端与阳极侧的接头连接。这尤其具有优点，即，通过电容器减小由于触发晶闸管而可能引起的高频信号，由此可以实现改善的EMV特性。在本专利技术的直流限流装置的优选实施中，在正极和负极之间电连接第一二极管和第三电容器的串联电路，其中第一二极管的阳极与正极连接或第一二极管的阴极与负极连接，并且对断路器的能量供应通过第三电容器上的电压提供。这尤其具有优点，即，通过确定晶闸管的触发电压的大小，将第三电容器循环地充电到可确定的电压，该可确定的电压可以用于对耗电器、例如断路器的电子触发单元进行能量供应。由此可以提供特别稳定的能量供应。此外，二极管防止第三电容器通过按照本专利技术的电路/晶闸管或齐纳二极管路线放电。在本专利技术的直流限流装置的优选实施中，直流导体对与整流器的输出端连接，该整流器在输入侧与断路器的电流互感器的次级绕组连接。这尤其具有优点，即，本专利技术可以用于断路器的电流互感器的经过整流的电压。仅与单独的特征有关或者与特征组合有关的所有实施方式使得对于断路器的能量供应得到改善。附图说明所描述的本专利技术的特本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于电气断路器的能量供应装置，具有：电流互感器(TX1)，具有初级导体(PL)和次级绕组(SW)，三端双向可控硅开关元件(X1)，具有两个主接头(T1，T2)和一个控制接头(G1)，其中所述三端双向可控硅开关元件(X1)借助主接头(T1，T2)与次级绕组(SW)电气并联连接，至少两个齐纳二极管(Z1，Z2)的串联电路，其中该串联电路在一端与三端双向可控硅开关元件(X1)的控制接头(G1)连接并且在另一端与三端双向可控硅开关元件(X1)的主接头(T1，T2)连接。

【技术特征摘要】
2016.09.13 DE 102016217425.81.一种用于电气断路器的能量供应装置，具有：电流互感器(TX1)，具有初级导体(PL)和次级绕组(SW)，三端双向可控硅开关元件(X1)，具有两个主接头(T1，T2)和一个控制接头(G1)，其中所述三端双向可控硅开关元件(X1)借助主接头(T1，T2)与次级绕组(SW)电气并联连接，至少两个齐纳二极管(Z1，Z2)的串联电路，其中该串联电路在一端与三端双向可控硅开关元件(X1)的控制接头(G1)连接并且在另一端与三端双向可控硅开关元件(X1)的主接头(T1，T2)连接。2.根据权利要求1所述的能量供应装置，其特征在于，初级导体(PL)是电气断路器的导体，其电流流动通过断路器监视并且在超过电流边界值或电流时间间隔边界值时中断电气断路器的初级导体(PL)。3.根据权利要求1或2所述的能量供应装置，其特征在于，第一电容器(C1)与三端双向可控硅开关元件(X1)的两个主接头(T1，T2)并联连接。4.根据权利要求1、2或3所述的能量供应装置，其特征在于，次级绕组(SW)和三端双向可控硅开关元件(X1)的并联电路具有第一电感(L1)。5.根据权利要求1至4中任一项所述的能量供应装置，其特征在于，至少两个齐纳二极管(Z1，Z2)的串联电路具有第一电阻(R1)。6.根据权利要求1至5中任一项所述的能量供应装置，其特征在于，串联电路的控制接头侧的接头与第二电容器(C2)连接，该第二电容器在另一端与三端双向可控硅开关元件的不与串联电路连接的主接头连接。7.根据权利要求1至6中任一项所述的能量供应装置，其特征在于，三端双向可控硅开关元件的两个主接头(T1，T2)与整流器(GR)的输入端接头连接，整流器(GR)的两个直流侧的输出端接头(A1，A2)与第三电容器(C3)连接。8.根据权利要求7所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：M盖斯勒，M施特勒，
申请(专利权)人：西门子公司，
类型：发明
国别省市：德国,DE