用于电磁开关设备的交流功率调节器制造技术

本发明专利技术涉及一种用于运行开关装置的电磁驱动机构的装置，其中该电磁驱动机构通过交流功率调节器来运行。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种用于运行开关设备的电磁驱动机构的装置。
技术介绍
在保护驱动机构中，出于机械的原因以及特别是电气寿命的原因， 决定性的是，在额定电压范围中将驱动机构的闭合速度调节到一个优选 的值，以便将机械冲击负荷和接触弹跳最小化。另一方面，将闭合速度调节到理想值在于辅助开关的提前(Voreilung)，该提前不应该低于一 个最小值。特别是在电容器保护时，辅助接触的足够的提前是不可缺少 的，以便将接通电流最小化，其中所述电容器保护通过接通电阻和提前 的辅助接触将待转换的电容器预充电。在通常的电磁驱动机构中，特别是由于驱动机构的提高的电压依赖 性，通过质量关系和弹力仅可能有限地影响闭合速度。尤其是在为扩展 的额定电压范围设计的驱动机构中，情况如此。因此，为了优化保护驱动机构的接通动态特性 (Einschaltdynamik)，在现代驱动机构中越来越多地使用电子控制的 或者调节的驱动机构。这样，例如通过脉宽调制(PWM)或者通过DC线 圈电压的线性调节来控制或者调节吸动过程的驱动机构多年以来就是 现有技术。然而，在已公开的解决方案中不利的是，这种驱动机构通过DC中 间电路工作，这样，它涉及DC驱动机构。然而，在传统的DC驱动机构 中，保持功率与吸动功率相同。特别是在大的驱动机构中，该功率对于 持续的工作会导致驱动机构的不允许的自发热。因此，在这些驱动机构 中，为了降低保持功率，或者在保持运行中也需要线圈功率的PWM调制， 或者需要例如通过集成的开关调节器来提供较小的保持电压。然而，这种用于降低保持功率的方法的开销非常大，特别是考虑到 为了保持电磁兼容性而必需的措施。尤其是，在较高供电电压的运行中， 用于降低保持功率的开销因此过分地高。
技术实现思路
因此，本专利技术的任务在于，实现一种用于运行开关设备的电磁驱动 机构的装置，该装置能够实现对驱动机构的闭合速度的有效的并且可低 成本地实施的影响，其中保持功率无需电子方法地被降低并且该保持功 率也适合于使用高的交变电压。该任务通过用于运行开关设备的电磁驱动机构的装置来解决，其中 该电磁驱动机构通过交流功率调节器来运行。电磁驱动机构例如可以是用于一个或多个保护装置的电磁驱动机 构或者可以是用于一个或者多个继电器或者其他开关设备的电磁驱动 机构。此外，电磁驱动机构可以包括至少一个驱动线圈、至少一个磁芯 和至少一个衔铁。电磁驱动机构通过交变电流或者交变电压运行，其中交变电流或者 交变电压可以通过交流功率调节器来影响。由此，例如可以通过交流功 率调节器来控制或调节电磁驱动机构，例如用于接通电磁驱动机构和/ 或用于保持电磁驱动机构和/或用于开断电磁驱动机构。这样，例如可 以通过交流功率调节器来影响电磁驱动机构的动态特性(Dynamik)，例 如接通动态特性和/或开断动态特性。交流功率调节器例如可以借助控 制装置或者调节装置被控制或者调节，其中交流功率调节器例如可以在 接通过程中和/或在开断过程中借助被定义的时间函数来控制。交流功率调节器例如可以与电驱动机构串联地连接，该包含交流功 率调节器和电驱动机构的串联电路可以与用于为电驱动机构供电的交变电压源并联。由此，交流功率调节器可以影响通过电磁驱动机构的至 少一个驱动线圈的电流。在额定电压范围中，电磁驱动机构的闭合速度例如可以通过交流功 率调节器被调节到优选的值，使得可以减小机械冲击负荷和开关设备的 接触弹跳，并且由此可以延长机械寿命和电气寿命。如果开关设备是带 有至少一个辅助开关的一个或多个保护装置，则例如可以借助交流功率 调节器这样地调节闭合速度，使得至少一个辅助开关的提前不低于一个 最小值。本专利技术的装置的另外的优点是，电磁驱动机构以交流电操作，并且 由此例如可以通过至少一个驱动线圈的电感的、与路径相关的改变来影 响至少一个线圈的电感性电抗，并且由此影响励磁功率。例如可以通过 适当地选择绕组参数将至少一个驱动线圈的吸动电流和/或保持电流调 整到期望的额定值。由此，无需以电子方式降低保持电流，这样可以实 现本专利技术的装置的低成本的实施。交流功率调节器例如可以包括至少一个半导体器件，例如双向晶闸管(TRIAC)、晶闸管(Thyristor)、绝缘栅双极晶体管(IGBT)、集成 门极换流晶闸管(IGCT)或者晶体管，和/或包括至少一个电子管。交 流功率调节器的概念包括所有借助其可以控制或者调节交变电流的装置，例如根据控制信号如控制电压等等。本专利技术的一种扩展方案规定，所述装置包括用于借助时间函数来控 制交流功率调节器的装置。借助时间函数来控制交流功率调节器的装置例如可以通过微控制 器和/或DSP和/或另外的电子或电气电路来实现。例如，用于控制交流功率调节器的装置可以输出控制信号(例如控制电压)，用于相应于时 间函数地来控制交流功率调节器。借助该时间函数，例如可以控制通过幵关设备的至少一个驱动线圈 的励磁电流。例如可以在用于开关设备的电驱动机构的接通过程期间使用时间 函数来控制交流功率调节器，使得可以通过时间函数来预给定电磁驱动 机构的接通动态特性。这样，用于控制交流功率调节器的装置例如可以 与用于为磁驱动机构供电的交变电压耦合，使得在施加该交变电压时， 例如在接通该磁驱动机构时，自动启动针对该接通过程的时间函数并且 相应于该时间函数地来控制交流功率调节器。为此，用于控制交流功率 调节器的装置例如同样可以以电的方式被供给用于为磁驱动机构供电 的交变电压，例如可以借助整流器从该交变电压中生成用于为用来控制 交流功率调节器的装置供电并且由此也用于为交流功率调节器供电的 直流电压。在接通过程期间用于控制的时间函数例如可以这样选择，使得交流功率调节器首先仅仅控制小电流经过电驱动机构的至少一个线圈并且持续地增大该电流，由此可以使得驱动机构的动态特性与开关设备的要求匹配。在接通过程结束之后，交流功率调节器例如可以完全接通，使 得至少一个驱动线圈的电流限制例如仅仅通过所述至少一个线圈的阻抗来实现。然而可选地，为了限流，除了所述至少一个驱动线圈的阻抗 也还可以使用另外的阻抗或者电阻。此外可选的是，也可以在用于开关设备的电驱动机构的断开过程期 间使用时间函数来控制交流功率调节器。一个另外的优点在于，通过将控制电路的时间函数叠加到至少一个 励磁线圈的固有时间常数上，几乎可以完全避免形成取决于接通角的(einschaltwinkelabhaengigen)直流分量。通过这种方式，可以完全 避免对控制电压的相位的同步效应。本专利技术的一种扩展方案规定，时间函数在接通过程期间控制交流功 率调节器。本专利技术的一种扩展方案规定，时间函数是指数函数。 用于在接通过程期间控制交流功率调节器的指数函数可以是短的延迟时间(即大的初始斜率)和自然的励磁上升间的一种非常好的折衷。 本专利技术的一种扩展方案规定，用于控制交流功率调节器的装置包含RC环节。通过该RC环节，例如可以预给定在接通过程期间的指数时间函数。 借助RC环节的时间函数的实现是一种特别低成本的实施方式。例如该RC环节可以视为双门，其中接通电压被施加到输入门，例 如通过前面描述的整流器或者通过另外的电压源，使得在输出门上存在 指数上升的输出电压，交流功率调节器借助该输出电压来控制。本专利技术的一种扩展方案规定，交流功本文档来自技高网...

【技术保护点】
用于运行开关设备的电磁驱动机构的装置，其特征在于，所述电磁驱动机构通过交流功率调节器来运行。

【技术特征摘要】
DE 2006-11-15 102006053797.11.用于运行开关设备的电磁驱动机构的装置，其特征在于，所述电磁驱动机构通过交流功率调节器来运行。2. 根据权利要求1所述的装置，其特征在于，该装置包括用于 借助时间函数来控制交流功率调节器的装置。3. 根据权利要求2所述的装置，其特征在于，所述时间函数在 接通过程期间控制所述交流功率调节器。4. 根据权利要求3所述的装置，其特征在于，所述时间函数是 指数函数。5. 根据权利要求3或4所述的装置，其特征在于，所述用于控 制该交流功率调节器的装置包括RC环节。6. 根据权利要求1一5之一所述的装置，其特征在于，所述交流 功率调节器包括至少一个半导体器件。7. 根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述交流功率调 节器包括两个反向串联连接的晶体管。8. 根据权利要求7所述的装...

【专利技术属性】
技术研发人员：G施米茨，
申请(专利权)人：默勒有限公司，
类型：发明
国别省市：DE[德国]