将具有特别高电感的电负载与直流电压源安全切断开来的装置制造方法及图纸

一种将具有特别高电感的电负载与直流电压源安全切断开来的装置，第一和第二导线（Ｌ１、Ｌ２）将输入直流电压（Ｕｅ）引至负载。一保险丝（Ｓ）串联连接在第一导线中。第一继电器（Ｋ１）的开关接点（Ｋ１１）串联连接在第一导线中，并在切断过程中被断开、第二继电器（Ｋ２）的开关接点（Ｋ２１）在第一继电器之后并联连接在第一导线和第二导线之间，并在切断过程中，在第一继电器断开后随即闭合。该装置尽管采用了商业上常用的继电器，其容错性却很大。（*该技术在2019年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种将电负载与电源、例如供电电池安全切断开来的装置。电负载可以是用电器，例如是具有高电感的电动机。安全切断装置例如在出现故障时需要用来强制停止电负载。例如用来保护人员免受例如电动机类负载所造成的不期望的未加控制的、有时甚至是危险的伤害。由于安全切断通常要借助继电器来执行，因此必须确保继电器的工作性能。为安全切断电负载，迄今为止一直采用特殊的安全继电器，它具有许多并列的、能强制机械运动的接点组。当其中一接点组用于继续传输或切断原负载电流时，另一接点组可接受一检验电流。通过分析该检验电流可测出强制移动接点组是否处于一个期望的或不期望的开关工作状态，亦即安全继电器是否工作正常或有缺陷。但这种借助冗余接点机械式检查继电器的方法十分费力。本专利技术的目的在于提供一种切断装置，它无需采用特殊的安全继电器。本专利技术的目的可通过权利要求1所述的切断装置来实现。本专利技术的其他有利实施形式由从属权利要求给出。本专利技术的切断装置是基于借助分级的传统继电器“受检冗余”来保证切断的安全性。本专利技术切断装置的结构的特别优点在于按照受检冗余和分散性的原理可实现安全切断。由此可放弃采用特殊的安全继电器。继电器K1、K2、K3因而可采用简单的例如通过KFZ领域的大型流水线生产制成的继电器。这样的继电器仅仅具有一组开关接点。本专利技术的优点在于通过采用廉价的继电器就可构成安全的切断装置，而这些廉价的继电器迄今为止还不能用在传统的安全切断装置中。下面借助附图所示实施例对本专利技术予以详细说明。附图说明图1是按照本专利技术构造的切断装置的示例性原理电路图。切断装置接在一电源和一电负载之间。电负载例如是电动机类负载并且是一设备的组成部件。在图的左侧由未详细示出的电源提供一输入直流电压Ue，而在图的右侧由未详细示出的电负载接收一连接电压Ua。在切断装置未受干扰正常工作时，输入直流电压Ue通过导线L1、L2无变化地一直传输到电负载的连接点。此时电负载的连接电压Ua与输入直流电压Ue完全相等。在图示实施例中，导线L1将输入直流电压Ue的电位引至连接电压Ua的连接点，而导线L2却具有基准电位，例如地电位。本专利技术的切断装置在电源一侧具有一第一继电器K1。其接点K11接通输入直流电压Ue地连接在导线L1中，在正常工作状态下该接点闭合。另外，在输入直流电压Ue的输入点和开关接点K11之间有一保险丝S接在导线L1中。在第一继电器K1之后朝向所连接电负载的方向接有第二继电器K2。它的开关接点K21接在导线L1和L2之间，并在正常工作时为断开状态。按照本专利技术的另一个已由图1示出的设计结构，在第二继电器K2之后还可连接一第三继电器K3。它的开关接点K31与开关接点K11串联地同样连接在导线L1中，并在正常工作时闭合。在开关接点K31的输出侧最终是用于电负载的连接电压的电位。继电器L1、L2，有时还有L3分别具有一个励磁绕组K12、K22及K32。由一释放信号线FS提供的控制电压Uf施加在这些励磁绕组上，使得继电器被激活，它们的开关接点K11、K21以及还有K31处于上述开关位置。继电器K1、K3因而可以被称为“常闭接点”，继电器K2可被称为“常开接点”。在正常工作状态下，输入直流电压Ue不受切断装置影响地进而不受限制地作为连接电压Ua提供给电负载。电负载的切断过程，亦即将负载的连接电压Ua与电源的输入直流电压Ue断开，在图示实施例中通过在释放信号线FS上的控制电压降Uf来触发。例如在包含电负载的一设备内所产生的、要求强制切断电负载的故障由此可被信号化。识别故障的发生和随后断开控制电压Uf例如可通过相应设置在含有电负载的电气设备内的开关器件或探测器来执行。为了附图所示实施例更清晰起见，这些元件在图中并未示出。通过取消控制电压Uf，继电器K1、K2以及K3的励磁绕组K12、K22以及K32上的励磁电压也分别降落，使得这些继电器在切断过程结束时处于与图示原理电路图互补的开关状态。本专利技术切断装置的工作方式一方面基于继电器K1、K2，有时还有附加的继电器K3在切断过程中逐渐地过渡到互补的开关状态。在图示实施例中，继电器K1首先断开开关接点K11。随后继电器K2闭合开关接点K21。如果还有附加的继电器K3存在，则它最后还要断开接点K31。为了实现顺序激发，根据图示电路原理图，在继电器K1、K2以及K3前面连接有延迟元件K13、K23以及K33，它们分别具有逐步增加的延迟时间。在图示实施例中，继电器K1的延迟元件K13具有延迟时间t0，继电器K2的延迟元件K23具有延迟时间t0+t1，而有时附加的继电器K3的延迟元件K33具有延迟时间t0+t1+t3。借助这样分档的延迟时间可以使继电器顺序释放。实践已证明，即便没有分立的延迟元件K1、K23，也完全足以实现所期望的从继电器K1开始，随后到K2直至K3的渐进释放。其缘由在于，一“常闭接点”，亦即继电器K1作为组成构件所特有的固有开关延迟比一“常开接点”，亦即继电器K2的固有开关延迟要小一些。通过适当选择组成构件K1、K2，继电器K2可以不用任何附加措施就能在时间上后于继电器K1开关动作。只有在有时附加设有第三继电器K3时，才设置一分立的附加的延迟元件。该元件例如是一个在阻碍控制电压Uf的方向上，与励磁绕组K32并联的空转二极管。比较有利的是，继电器K1、K2、K3的切断延迟以简单方式被动(无源)执行。释放信号线FS的控制电压Uf通过耐高压的二极管来传输。其中的一个二极管沿断开方向失效导致切断电负载，沿短路方向失效则取消了延迟效果，但不会影响切断电负载。每个继电器K1、K2、K3与自身的一空转二极管连接。比较有利的还可将一电阻与空转二极管串联。若电阻较小，则线圈电流由于残余磁场的存在还要继续流动一定时间。若电阻较大，则电流迅速降低，继电器也迅速释放。在选择电阻时，还要考虑继电器的触发机构的不同速度。延迟切断时刻的另一可能性是采用电容。下面详细说明借助本专利技术的切断装置来实施的切断过程。在控制电压Uf下降后，继电器K1在延迟时间t0过后第一个反应。常闭接点K11断开并在输入直流电压Ue侧切断对有待断开负载的供电。继电器K2在延迟时间t0+t1过后第二个反应。常开触点K21闭合，进而将输入直流电压Ue短路。如果继电器K1没有先正确地断开，保险丝S就会熔断并切断输入直流电压Ue。当为了进一步提高切断安全性设有第三继电器K3时，该继电器在延迟时间t0+t1+t2过后反应。它的常闭接点K31断开并在有待断开负载侧将电流切断。按照本专利技术的另一实施形式，切断装置可具有一附加检测电路TS。控制电压Uf通过释放信号线FS传输给该检测电路。切断状态的释放可以借助由检测电路TS分析释放信号线FS来确定。随后断开附加的设置在励磁绕组K12、K22、K32和导线L2的地电位之间的连接导线K14、K24、K34中的接点S1、S2、S3。由此避免了继电器K1、K2以及K3无意中的重新接通。本专利技术的电路特别适合于安全切断具有高电感的电负载。作为电负载例如可以是一个由电池，例如一24V额定电压的铅蓄电池供电的直流电动机。在强制切断这种负载时所存在的问题是，在某些故障情形下，由电负载会产生短时间内非常高的电流，这必须由切断装置安全切断。这样例如由于功率末级(L本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种高容错性地将电负载与直流电压源的输入直流电压（Ｕｅ）断开的装置，其包括： ａ）一引入电位的第一导线（Ｌ１）和一引入基准电位、尤其是地电位的第二导线（Ｌ２），它们将输入直流电压（Ｕｅ）引至用于电负载的连接电压（Ｕａ）的连接点， ｂ）一保险丝（Ｓ），它在引入输入直流电压（Ｕｅ）的区域内串联连接在第一导线（Ｌ１）中， ｃ）一第一继电器（Ｋ１），其开关接点（Ｋ１１）在保险丝（Ｓ）背向输入直流电压（Ｕｅ）的一侧串联连接在第一导线（Ｌ１）中，并在正常工作状态下闭合，它在触发切断过程时被断开以切断第一导线（Ｌ１）， ｄ）一第二继电器（Ｋ２），其开关接点（Ｋ２１）在第一继电器（Ｋ１）的开关接点（Ｋ１１）背向输入直流电压（Ｕｅ）的一侧并联连接在第一和第二导线（Ｌ１，Ｌ２）之间，并且在正常工作状态下断开，它在触发切断过程时在第一继电器（Ｋ１）的开关接点（Ｋ１１）断开后随即闭合，以便使第一导线（Ｌ１）和第二导线（Ｌ２）短接。

【技术特征摘要】
DE 1998-5-29 29809550.51．一种高容错性地将电负载与直流电压源的输入直流电压(Ue)断开的装置，其包括a)一引入电位的第一导线(L1)和一引入基准电位、尤其是地电位的第二导线(L2)，它们将输入直流电压(Ue)引至用于电负载的连接电压(Ua)的连接点，b)一保险丝(S)，它在引入输入直流电压(Ue)的区域内串联连接在第一导线(L1)中，c)一第一继电器(K1)，其开关接点(K11)在保险丝(S)背向输入直流电压(Ue)的一侧串联连接在第一导线(L1)中，并在正常工作状态下闭合，它在触发切断过程时被断开以切断第一导线(L1)，d)一第二继电器(K2)，其开关接点(K21)在第一继电器(K...

【专利技术属性】
技术研发人员：比约恩马格努森，
申请(专利权)人：西门子公司，
类型：发明
国别省市：DE[德国]