專利名稱：電磁致動(dòng)切換裝置和控制所述切換裝置的切換操作的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于低壓或中壓應(yīng)用的電磁致動(dòng)切換裝置，如斷路器、接觸器、斷開器、自動(dòng)重合閘等。 在另外方面，本發(fā)明涉及一種用來控制所述切換裝置的切換操作(即電觸點(diǎn)的閉合或斷開操作)的方法。
背景技術(shù)：
對于本發(fā)明的目的，術(shù)語低壓(LV)或中壓(MV)標(biāo)識分別具有低于IkV和從IkV到數(shù)十kV(例如50kV)的值的電壓。如已知的，LV或MV切換裝置通常包括控制單元和致動(dòng)鏈，致動(dòng)鏈用來在切換裝置的切換操作期間耦接或脫開電觸點(diǎn)。最傳統(tǒng)的切換裝置一般是機(jī)械類型的，即，設(shè)有采用機(jī)械裝置來致動(dòng)切換裝置的活動(dòng)觸點(diǎn)的致動(dòng)鏈。最近，電磁致動(dòng)切換裝置已經(jīng)引入到市場中。這些裝置包括用來致動(dòng)活動(dòng)觸點(diǎn)的電磁致動(dòng)器，該電磁致動(dòng)器一般包括磁路，該磁路設(shè)有與可動(dòng)柱塞操作性地相關(guān)聯(lián)的激勵(lì)線圈，該可動(dòng)柱塞機(jī)械地耦接至活動(dòng)觸點(diǎn)。還布置了用來從配電線抽取電力的電源部件，以便將激勵(lì)電流供給到激勵(lì)線圈。典型地，一旦接收到切換命令(S卩，閉合或斷開命令)，控制單元就將控制信號發(fā)送到電源部件，以命令電源部件在預(yù)定時(shí)間供應(yīng)激勵(lì)電流。由在激勵(lì)線圈中循環(huán)的激勵(lì)電流產(chǎn)生的磁場操作可動(dòng)柱塞，該可動(dòng)柱塞能可逆地在分別與電觸點(diǎn)的耦接或脫開位置相對應(yīng)的兩個(gè)操作位置之間運(yùn)動(dòng)。廣泛地認(rèn)為，電磁類型的切換裝置代表了現(xiàn)有技術(shù)狀態(tài)的顯著改進(jìn)。然而，它們?nèi)匀痪哂幸恍┤毕?。?shí)踐已經(jīng)表明，在切換操作期間，可動(dòng)柱塞存儲(chǔ)比較高的動(dòng)能，當(dāng)可動(dòng)柱塞停止其運(yùn)行時(shí)，該動(dòng)能被傳遞到致動(dòng)鏈的剩余部分。經(jīng)常地，這引起電觸點(diǎn)的越程或彈跳(bouncing)現(xiàn)象，結(jié)果是切換操作的安全性和可靠性的降低。另外，致動(dòng)鏈經(jīng)受相關(guān)機(jī)械應(yīng)力和振動(dòng)，這些相關(guān)機(jī)械應(yīng)力和振動(dòng)常常導(dǎo)致磨損現(xiàn)象的迅速產(chǎn)生。因而需要頻繁的維護(hù)干預(yù)，以保證切換裝置的效率和可靠性的令人滿意的水平。不幸地，這樣的干預(yù)十分費(fèi)時(shí)和昂貴。切換裝置的操作成本因而顯著地提高。當(dāng)在切換裝置的操作壽命期間執(zhí)行多次(1000000次左右)切換操作時(shí)，上述缺陷變得甚至更嚴(yán)重，如當(dāng)切換裝置作為電接觸器工作時(shí)發(fā)生的那樣。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明的目標(biāo)是提供一種允許克服以上所述的缺陷的電磁類型(即，采用電磁致動(dòng)器來致動(dòng)電觸點(diǎn))的切換裝置。在這個(gè)目標(biāo)內(nèi)，本發(fā)明的另一個(gè)目的是提供一種切換裝置，在該切換裝置中，在切換操作期間，比較小的機(jī)械應(yīng)力和振動(dòng)被傳遞到致動(dòng)鏈的多個(gè)部件。本發(fā)明的另一個(gè)目的是提供一種保證高安全性和可靠性水平的切換裝置。注意，本發(fā)明的最低目的是提供 一種可容易地按競爭成本實(shí)現(xiàn)并且其特征在于比較低的操作成本的切換裝置。因而，本發(fā)明提供一種根據(jù)如下權(quán)利要求I的切換裝置。根據(jù)一般定義，根據(jù)本發(fā)明的切換裝置包括固定觸點(diǎn)和至少一個(gè)可動(dòng)觸點(diǎn)，該固定觸點(diǎn)和至少一個(gè)可動(dòng)觸點(diǎn)適于在切換裝置的切換操作期間耦接或脫開。根據(jù)本發(fā)明的切換裝置還包括電磁致動(dòng)器，該電磁致動(dòng)器包括激勵(lì)線圈和可動(dòng)柱塞，在該激勵(lì)線圈中，激勵(lì)電流在切換操作期間循環(huán)，該可動(dòng)柱塞通過運(yùn)動(dòng)鏈可操作地耦接到可動(dòng)觸點(diǎn)。可動(dòng)柱塞在切換操作期間在開始位置與停止位置之間操作。根據(jù)本發(fā)明的切換裝置還包括電源部件和傳感器部件，該電源部件用來在切換操作期間將激勵(lì)電流供給到激勵(lì)線圈，該傳感器部件用來產(chǎn)生指示在激勵(lì)線圈中循環(huán)的激勵(lì)電流的強(qiáng)度的感測信號。根據(jù)本發(fā)明的切換裝置還設(shè)有控制部件，該控制部件用來控制切換裝置的切換操作，其接收由傳感器部件產(chǎn)生的感測信號。所述控制部件布置成使得在切換裝置的切換操作期間，所述控制部件-將第一控制信號發(fā)送到電源部件，以命令所述電源部件從第一瞬時(shí)起供給激勵(lì)電流；-基于由所述傳感器部件發(fā)送的感測信號提供的信息確定第二瞬時(shí)，在該第二瞬時(shí)，電源部件必須停止激勵(lì)電流的供給，所述第二瞬時(shí)出現(xiàn)在可動(dòng)柱塞在從所述開始位置向所述停止位置的運(yùn)動(dòng)期間已經(jīng)到達(dá)停止位置之前；-將第二控制信號發(fā)送到電源部件，以命令所述電源部件從所述第二瞬時(shí)起停止激勵(lì)電流的供給，直到可動(dòng)柱塞到達(dá)所述停止位置。本發(fā)明的另一方面涉及根據(jù)如下面的權(quán)利要求6的、一種用來控制切換裝置的切換操作的方法。按一般定義，根據(jù)本發(fā)明的方法包括如下步驟-將第一控制信號發(fā)送到電源部件，以命令所述電源部件從第一瞬時(shí)起開始激勵(lì)電流的供給；-基于由傳感器部件提供的感測信號，確定第二瞬時(shí)，在該第二瞬時(shí)，電源部件必須停止激勵(lì)電流的供給，所述第二瞬時(shí)出現(xiàn)在可動(dòng)柱塞在從所述開始位置向所述停止位置的運(yùn)動(dòng)期間已經(jīng)到達(dá)停止位置之前；-將第二控制信號發(fā)送到電源部件，以命令所述電源部件從第二瞬時(shí)起停止激勵(lì)電流的供給，直到可動(dòng)柱塞到達(dá)所述停止位置。優(yōu)選地，電源部件必須停止激勵(lì)電流的供給時(shí)的第二瞬時(shí)是電磁致動(dòng)器的可動(dòng)柱塞在從開始位置向停止位置的運(yùn)動(dòng)期間已經(jīng)到達(dá)非返回位置的瞬時(shí)。優(yōu)選地，所述第二瞬時(shí)是實(shí)現(xiàn)如下操作條件時(shí)的瞬時(shí)
-激勵(lì)電流在波峰瞬時(shí)處已經(jīng)到達(dá)波峰值之后減??；-從所述波峰瞬時(shí)起已經(jīng)經(jīng)過預(yù)定時(shí)間段；-激勵(lì)電流比閾值低，所述閾值是基于所述波峰值計(jì)算的。


根據(jù)本發(fā)明的切換裝置的其它特性和優(yōu)點(diǎn)由優(yōu)選實(shí)施例的詳細(xì)描述將變得更明白，這些優(yōu)選實(shí)施例僅作為非限制性例子示例在附圖 中，在附圖中圖I是方框圖，它示意地示例了根據(jù)本發(fā)明的切換裝置的優(yōu)選實(shí)施例；以及圖2-3是示意地示例了根據(jù)本發(fā)明的切換裝置的操作的圖。
具體實(shí)施例方式參照引用的附圖，根據(jù)本發(fā)明的切換裝置(由附圖標(biāo)記I指示)包括固定觸點(diǎn)12和至少一個(gè)可動(dòng)觸點(diǎn)11,該固定觸點(diǎn)12和至少一個(gè)可動(dòng)觸點(diǎn)11電連接到配電線(未示出)的相導(dǎo)線。可動(dòng)觸點(diǎn)11和固定觸點(diǎn)12適于在切換裝置I的切換操作期間分別耦接或脫開。切換操作可以是閉合操作或斷開操作,在該閉合操作中,觸點(diǎn)11和12從脫開狀態(tài)被帶到耦接狀態(tài)，在該斷開操作中，觸點(diǎn)11和12從耦接狀態(tài)被帶到脫開狀態(tài)。切換裝置I包括電磁致動(dòng)器13，該電磁致動(dòng)器13包括激勵(lì)線圈131和可動(dòng)柱塞132，該可動(dòng)柱塞132通過運(yùn)動(dòng)鏈14可操作地耦接到可動(dòng)觸點(diǎn)11。在切換裝置的切換操作期間，激勵(lì)電流Ie在激勵(lì)線圈131中循環(huán)，以便產(chǎn)生磁通?？蓜?dòng)柱塞132通過磁力操作，該磁力由所述磁通，特別是由所述磁通的用可動(dòng)柱塞132束縛(enchain)的部分,產(chǎn)生。在切換裝置的切換操作期間，可動(dòng)柱塞132在開始位置P1與停止位置P2之間操作。如果進(jìn)行閉合操作，則開始位置P1和停止位置P2是可動(dòng)柱塞132的使可動(dòng)觸點(diǎn)11分別處于與固定觸點(diǎn)12的耦接和脫開狀態(tài)的位置。反之亦然，如果進(jìn)行斷開操作，則開始位置P1和停止位置P2是可動(dòng)柱塞132的使可動(dòng)觸點(diǎn)11分別在與固定觸點(diǎn)12脫開和耦接的狀態(tài)的位置。優(yōu)選地，電磁致動(dòng)器13包括磁路(未表示)，在該磁路上纏繞激勵(lì)線圈131，以便正確地尋址由激勵(lì)電流Ie產(chǎn)生的磁通磁力線?！獋€(gè)或多個(gè)永久磁鐵(未表不)可以沿所述磁路布置，以便產(chǎn)生永久磁力，該永久磁力始終定向成，當(dāng)柱塞的運(yùn)行結(jié)束時(shí)，將可動(dòng)柱塞132穩(wěn)定地維持在停止位置P2。切換裝置I還包括電源部件16，該電源部件16在切換操作期間將激勵(lì)電流^供給到激勵(lì)線圈131。優(yōu)選地，電源部件16包括電力存儲(chǔ)級162 ;用來給存儲(chǔ)級162充電的第一電源級161 ;及用激勵(lì)電流Ie向激勵(lì)線圈131饋電的第二電源級163。電力存儲(chǔ)級162能夠存儲(chǔ)一定量的電能，并且它優(yōu)選地包括一個(gè)或多個(gè)電容器組。第一電源級161可以有利地包括一些電源電路，這些電源電路被布置成從配電線(未表不)抽取電力和給電力存儲(chǔ)級162充電。第二電源級163有利地連接在電力存儲(chǔ)級162的下游，并且它可以包括適當(dāng)?shù)碾娫措娐?，這些適當(dāng)?shù)碾娫措娐纺軌蛘{(diào)節(jié)從電力存儲(chǔ)級123到激勵(lì)線圈131的電力供給(即，激勵(lì)電流Ie的供給)。切換裝置I還包括傳感器部件15和控制部件17，該傳感器部件15產(chǎn)生感測信號S，該感測信號S指示在激勵(lì)線圈131中循環(huán)的激勵(lì)電流Ie的強(qiáng)度，該控制部件17用來控制切換裝置I的切換操作。優(yōu)選地，感測信號S是離散時(shí)間信號 ，這些離散時(shí)間信號包括指示激勵(lì)電流Ie的強(qiáng)度的取樣值的序列，該激勵(lì)電流Ie由傳感器部件15在隨后的取樣瞬時(shí)處取樣。具體地說，控制部件17有利地能夠產(chǎn)生命令電源部件16，尤其是第二電源級163，如何調(diào)節(jié)到激勵(lì)線圈131的激勵(lì)電流Ie的供給的控制信號C11和C12。另外，控制部件17有利地被布置成接收來自傳感器部件15的感測信號S和來自保護(hù)裝置(未示出)或來自由用戶操作的人機(jī)接口(未示出)的切換命令C2( S卩，閉合或斷開命令)。優(yōu)選地，控制部件17包括計(jì)算機(jī)化單元，如微處理器。根據(jù)本發(fā)明，控制部件17被布置成執(zhí)行用來改進(jìn)切換裝置的切換操作的調(diào)節(jié)的特定動(dòng)作。這樣的布置優(yōu)選地包括可由所述計(jì)算機(jī)化單元執(zhí)行的適當(dāng)軟件程序。根據(jù)本發(fā)明，當(dāng)必須執(zhí)行切換操作(S卩，閉合或斷開操作)時(shí)，控制部件17將第一控制信號C11發(fā)送到電源部件16，以便命令后者從第一瞬時(shí)T1起開始激勵(lì)電流Ie的供給。有利地，當(dāng)接收到切換命令C2時(shí)，可以由控制部件17產(chǎn)生第一控制信號Cn?；谟筛袦y信號S提供的信息，控制部件17計(jì)算第二瞬時(shí)T2，在該第二瞬時(shí)T2,電源部件16必須停止激勵(lì)電流Ie到激勵(lì)線圈131的供給。一確定第二瞬時(shí)T2,控制部件17就將第二控制信號C12發(fā)送到電源部件16以從第二瞬時(shí)T2起停止激勵(lì)電流Ie到激勵(lì)線圈131的供給，直到可動(dòng)柱塞在瞬時(shí)T4內(nèi)到達(dá)停止
位置P2O現(xiàn)在參照圖2，現(xiàn)在將更詳細(xì)地描述控制部件17的操作。一從控制部件17接收到第一控制信號C11,電源部件16就從第一瞬時(shí)T1起，將激勵(lì)電流Ie供給到激勵(lì)線圈131。在這個(gè)階段中，激勵(lì)電流Ie迅速增大，以將激勵(lì)線圈131激勵(lì)。當(dāng)激勵(lì)電流、在波峰瞬時(shí)T3到達(dá)波峰值Ip時(shí)，意味著可動(dòng)柱塞132已經(jīng)開始其向停止位置P2的運(yùn)動(dòng)，因?yàn)橐呀?jīng)實(shí)現(xiàn)了激勵(lì)線圈的足以產(chǎn)生強(qiáng)得足以操作可動(dòng)柱塞132的磁力的激勵(lì)。從瞬時(shí)T3起，可動(dòng)柱塞經(jīng)受由激勵(lì)線圈131產(chǎn)生的磁力施加的恒定加速度，因此可動(dòng)柱塞的速度增大，同時(shí)激勵(lì)電流Ie又將減小。應(yīng)該注意，波峰瞬時(shí)T3的定時(shí)根據(jù)由可動(dòng)柱塞132和運(yùn)動(dòng)鏈14形成的致動(dòng)鏈的實(shí)際操作條件而變化。例如，瞬時(shí)T3由于摩擦或磨損現(xiàn)象的產(chǎn)生、溫度變化、或外部負(fù)載的添加，在切換裝置的操作壽命期間可能變化。根據(jù)本發(fā)明，由控制部件17計(jì)算的用于停止激勵(lì)電流Ie的供給的第二瞬時(shí)T2出現(xiàn)在可動(dòng)柱塞132在其從開始位置P1向停止位置P2的運(yùn)動(dòng)期間已經(jīng)到達(dá)停止位置P2 (瞬時(shí)丁4)之前。
第二瞬時(shí)T2因而被包括在瞬時(shí)T3與瞬時(shí)T4之間，在該瞬時(shí)T3，可動(dòng)柱塞132從開始位置P1開始運(yùn)動(dòng)，在該瞬時(shí)T4處，可動(dòng)柱塞132到達(dá)停止位置P2。優(yōu)選地，第二瞬時(shí)T2是可動(dòng)柱塞132在其從開始位置P1向停止位置P2的運(yùn)動(dòng)期間已經(jīng)到達(dá)非返回位置的瞬時(shí)。所述非返回位置是這樣一個(gè)位置在該位置，可動(dòng)柱塞132達(dá)到足夠的動(dòng)能以繼續(xù)其運(yùn)行并且到達(dá)其停止位置P2，而不需要由激勵(lì)線圈131產(chǎn)生的磁力。換句話說，所述非返回位置是這樣一個(gè)位置在該位置之后，可動(dòng)柱塞132僅由于其自己的慣性力，并且可能由于由布置在電磁致動(dòng) 器中的永久磁鐵產(chǎn)生的磁力，可到達(dá)停止位置P2。優(yōu)選地，第二瞬時(shí)T2是基于在切換操作期間激勵(lì)電流Ie達(dá)到的波峰值Ip計(jì)算的運(yùn)行時(shí)間。這種解決方案十分有利。由于瞬時(shí)T3取決于切換裝置I的致動(dòng)鏈的實(shí)際操作條件，所以相對于切換裝置的致動(dòng)鏈的操作狀態(tài)的可能變化，固有地補(bǔ)償瞬時(shí)T2的計(jì)算。有利地，瞬時(shí)T2由控制部件17計(jì)算為這樣的瞬時(shí)，在該瞬時(shí)，實(shí)現(xiàn)如下操作條件-激勵(lì)電流Ie在已經(jīng)在波峰瞬時(shí)T3到達(dá)波峰值Ip之后減?。?從所述波峰瞬時(shí)T3起已經(jīng)經(jīng)過預(yù)定時(shí)間段Tw；-激勵(lì)電流Ie比閾值Ith低。優(yōu)選地，基于對于切換裝置的致動(dòng)鏈預(yù)見的標(biāo)稱性能，預(yù)定時(shí)間段Tw固定。在瞬時(shí)T3和T4之間的時(shí)間間隔(即，可動(dòng)柱塞132在位置P1和P2之間運(yùn)動(dòng)所用的時(shí)間)取決于在P1和P2之間的距離和可動(dòng)柱塞132的速度,并且一般包括在3. 5ms與3. 7ms之間。對于在市場中供應(yīng)的大部分切換裝置，時(shí)間段Tw的值可以合理地設(shè)置為2ms。有利地基于波峰值Ip計(jì)算閾值Ith，優(yōu)選地根據(jù)如下關(guān)系計(jì)算ITH = K* IP，其中
0.7 < K < 0. 9。優(yōu)選地，閾值 Ith 設(shè)置為 Ith = 0. 8 * IP。一接收到第一控制信號C12,電源部件16就從第二瞬時(shí)T2開始停止將激勵(lì)電流Ie供給到激勵(lì)線圈131。從瞬時(shí)T2起，可動(dòng)柱塞132的速度保持恒定，直到可動(dòng)柱塞132到達(dá)停止位置P2。事實(shí)上，可動(dòng)柱塞132不再由激勵(lì)電流、產(chǎn)生的磁力加速，而是僅由于其慣性力，并且可能由于由永久磁鐵產(chǎn)生的磁力而運(yùn)動(dòng)?？蓜?dòng)柱塞132因而以遠(yuǎn)比在傳統(tǒng)解決方案中低的動(dòng)能到達(dá)停止位置P2。這允許顯著地減小在切換操作期間傳遞到致動(dòng)鏈的多個(gè)部件的機(jī)械應(yīng)力和振動(dòng)。根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例，控制部件17被布置成執(zhí)行多個(gè)控制例行程序以確定第二瞬時(shí)T2。每個(gè)控制例行程序有利地由可由所述計(jì)算機(jī)化單元執(zhí)行的簡單軟件程序?qū)崿F(xiàn)。在已經(jīng)發(fā)送了控制信號C11之后，控制部件17優(yōu)選地執(zhí)行第一控制例行程序A，以檢查激勵(lì)電流Ie是否已經(jīng)到達(dá)波峰值IP。由圖3顯而易見，控制例行程序A包括比較循環(huán)，在該比較循環(huán)中，將在第n個(gè)瞬時(shí)處的激勵(lì)電流的值Ie(n)與在第n-1個(gè)瞬時(shí)處的激勵(lì)電流的值IE(n-l)相比較。由感測信號S提供指示在隨后的取樣瞬時(shí)( . . n-1, n，n+1...)處的激勵(lì)電流Ie的值。
一旦實(shí)現(xiàn)控制條件IE(n) < Ie(n-1)，就中斷比較循環(huán)，并且將值IE(n_l)看作激勵(lì)電流Ie的波峰值IP。控制部件17接著啟動(dòng)第二控制例行程序B，以檢查從波峰瞬時(shí)Tp起是否已經(jīng)經(jīng)過預(yù)定時(shí)間段Tw?？刂评谐绦駼也有利地包括比較循環(huán)，在該比較循環(huán)中，將增大的時(shí)間值T(n)與預(yù)定時(shí)間值Tw相比較。一旦得到控制條件T(n) >TW，就中斷比較循環(huán)?？刂撇考?7接著執(zhí)行第三控制例行程序 C，以檢查激勵(lì)電流Ie是否低于閾值ITH?？刂评谐绦駽有利地包括另外的比較循環(huán)，在該比較循環(huán)中，將在第n個(gè)瞬時(shí)的激勵(lì)電流的值Ie(n)與閾值Ith相比較。也在這種情況下，由感測信號S提供指示在隨后的取樣瞬時(shí)(...n-l，n，n+l、...)的激勵(lì)電流Ie的值。一旦得到控制條件IE(n) < Ith，就中斷比較循環(huán)，并且將實(shí)現(xiàn)以上控制條件的第n個(gè)瞬時(shí)看作必須中斷到激勵(lì)線圈131的激勵(lì)電流的供給的瞬時(shí)T2。根據(jù)本發(fā)明的又一實(shí)施例，控制部件17被布置成，在可動(dòng)柱塞132已經(jīng)在第四瞬時(shí)T4到達(dá)停止位置P2之后，將第三控制信號C13發(fā)送到電源部件16，以命令其將激勵(lì)電流Ie的一個(gè)或多個(gè)脈沖供給到激勵(lì)線圈131。這種解決方案對于將可動(dòng)柱塞132穩(wěn)定地維持在其停止位置P2，直到進(jìn)行的切換操作在瞬時(shí)T5處結(jié)束是十分有利的。本發(fā)明的另一方面涉及用來控制切換裝置I的切換操作的方法。按照以上示例的本發(fā)明的各個(gè)方面，根據(jù)本發(fā)明的方法有利地應(yīng)用于切換裝置的切換操作的閉合或斷開操作。根據(jù)本發(fā)明的方法包括如下步驟-將第一控制信號C11發(fā)送到電源部件16，以命令其從第一瞬時(shí)T1起開始激勵(lì)電流的供給；-基于由感測信號S提供的信息，確定第二瞬時(shí)T2，在該第二瞬時(shí)T2,電源部件16必須停止激勵(lì)電流Ie的供給。第二瞬時(shí)T2出現(xiàn)在可動(dòng)柱塞132已經(jīng)到達(dá)停止位置P2之前；-將第二控制信號C12發(fā)送到電源部件16，以命令其從第二瞬時(shí)T2起停止激勵(lì)電流Ie的供給，直到可動(dòng)柱塞132到達(dá)停止位置P2。優(yōu)選地，確定第二瞬時(shí)T2的步驟包括子步驟-檢查激勵(lì)電流Ie是否已經(jīng)到達(dá)波峰值Ip；-檢查從波峰瞬時(shí)T3起是否已經(jīng)經(jīng)過預(yù)定時(shí)間段Tw；-檢查激勵(lì)電流Ie是否比閾值Ith低，所述閾值基于波峰值Ip而計(jì)算。另外，根據(jù)本發(fā)明的方法優(yōu)選地包括步驟在可動(dòng)柱塞132已經(jīng)到達(dá)停止位置P2之后，將第三控制信號C13發(fā)送到電源部件16，以供給激勵(lì)電流Ie的一個(gè)或多個(gè)脈沖Ia。根據(jù)本發(fā)明的切換裝置I允許實(shí)現(xiàn)打算的目標(biāo)和目的。在根據(jù)本發(fā)明的切換裝置中，在可動(dòng)柱塞的運(yùn)動(dòng)期間，將低機(jī)械應(yīng)力和振動(dòng)傳遞到電磁致動(dòng)器的致動(dòng)鏈的剩余機(jī)械零件。相對于傳統(tǒng)解決方案，該事實(shí)導(dǎo)致磨損現(xiàn)象的減少。因而，可有利地減少在切換裝置的操作壽命期間需要的維護(hù)干預(yù)的數(shù)量。
在根據(jù)本發(fā)明的切換裝置中，相對于傳統(tǒng)解決方案，減小在電觸點(diǎn)之間的越程或彈跳現(xiàn)象的概率。實(shí)驗(yàn)室測試已經(jīng)證明，當(dāng)對于電容性負(fù)載進(jìn)行切換裝置的切換操作時(shí)，這種事實(shí)如何提供顯著的優(yōu)點(diǎn)。另外，可以減小在切換裝置的各激勵(lì)部分之間的介電距離，這允許為切換裝置得到更緊湊的結(jié)構(gòu)，這在切換裝置的實(shí)施和安裝期間具有相當(dāng)大的優(yōu)點(diǎn)。根據(jù)本發(fā)明的切換裝置具有比較低的制 造成本，并且已經(jīng)證明其特征在于切換操作的高安全性和可靠性水平。
權(quán)利要求
1.一種切換裝置(I)，包括 -固定觸點(diǎn)(12)和至少ー個(gè)可動(dòng)觸點(diǎn)(11),該固定觸點(diǎn)(12)和至少ー個(gè)可動(dòng)觸點(diǎn)(11)適于在所述切換裝置的切換操作期間耦接或脫開； -電磁致動(dòng)器(13)，包括激勵(lì)線圈(131)和可動(dòng)柱塞(132)，在該激勵(lì)線圈(131)中，激勵(lì)電流(Ie)在切換操作期間循環(huán)，該可動(dòng)柱塞(132)通過運(yùn)動(dòng)鏈(14)可操作地耦接到所述可動(dòng)觸點(diǎn)，所述可動(dòng)柱塞在切換操作期間在開始位置(P1)與停止位置(P2)之間操作； -電源部件(16)，在切換操作期間將所述激勵(lì)電流供給到所述激勵(lì)線圈； -傳感器部件(15)，產(chǎn)生指示所述激勵(lì)電流的強(qiáng)度的感測信號； -控制部件(17)，用來控制所述切換裝置的切換操作，所述控制部件接收由所述傳感器部件產(chǎn)生的感測信號； 其特征在于，所述控制部件被布置成使得在切換操作的執(zhí)行期間，所述控制部件 -將第一控制信號(C11)發(fā)送到所述電源部件，以從第一瞬時(shí)(T1)起開始所述激勵(lì)電流的供給； -基于由所述感測信號提供的信息，確定第二瞬時(shí)(T2),在該第二瞬時(shí)(T2),所述電源部件必須停止所述激勵(lì)電流的供給，所述第二瞬時(shí)出現(xiàn)在所述可動(dòng)柱塞在從所述開始位置(P1)向所述停止位置(P2)的運(yùn)動(dòng)期間已經(jīng)到達(dá)所述停止位置(P2)之前； -將第二控制信號(C12)發(fā)送到所述電源部件，以從所述第二瞬時(shí)(T2)起停止所述激勵(lì)電流的供給，直到所述可動(dòng)柱塞到達(dá)所述停止位置。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的切換裝置，其特征在于所述第二瞬時(shí)(T2)是所述可動(dòng)柱塞在從所述開始位置(P1)向所述停止位置(P2)的運(yùn)動(dòng)期間已經(jīng)到達(dá)非返回位置的瞬吋。
3.根據(jù)以上權(quán)利要求中一項(xiàng)或多項(xiàng)所述的切換裝置，其特征在干所述第二瞬時(shí)(T2)是實(shí)現(xiàn)如下操作條件時(shí)的瞬時(shí) -激勵(lì)電流(Ie)在已經(jīng)在波峰瞬時(shí)(T3)處到達(dá)波峰值(Ip)之后減小； -從所述波峰瞬時(shí)起已經(jīng)經(jīng)過預(yù)定時(shí)間段(Tw)； -所述激勵(lì)電流(Ie)比閾值(Ith)低，所述閾值基于所述波峰值而計(jì)算。
4.根據(jù)以上權(quán)利要求中一項(xiàng)或多項(xiàng)所述的切換裝置，其特征在于所述控制部件被布置成使得為了確定所述第二瞬時(shí)(T2),所述控制部件 -執(zhí)行第一控制例行程序(A)，以檢查激勵(lì)電流(Ie)是否已經(jīng)在波峰瞬時(shí)(T3)處到達(dá)波峰值(Ip); -執(zhí)行第二控制例行程序(B)，以檢查從所述波峰瞬時(shí)起是否已經(jīng)經(jīng)過預(yù)定時(shí)間段(Tff); -執(zhí)行第三控制例行程序(C)，以檢查所述激勵(lì)電流(Ie)是否低于閾值(Ith)，所述閾值(Ith)基于所述波峰值而計(jì)算。
5.根據(jù)以上權(quán)利要求中一項(xiàng)或多項(xiàng)所述的切換裝置，其特征在于所述控制部件被布置成使得，在所述可動(dòng)柱塞已經(jīng)到達(dá)所述停止位置之后，所述控制部件將第三控制信號(C13)發(fā)送到所述電源部件，以供給所述激勵(lì)電流的一個(gè)或多個(gè)脈沖(Ia)。
6.ー種用來控制切換裝置的切換操作的方法，所述切換裝置包括 -固定觸點(diǎn)(12)和至少ー個(gè)可動(dòng)觸點(diǎn)(11),該固定觸點(diǎn)(12)和至少ー個(gè)可動(dòng)觸點(diǎn)(11)適于在所述切換裝置的切換操作期間耦接或脫開；-電磁致動(dòng)器(13)，包括激勵(lì)線圈(131)和可動(dòng)柱塞(132)，在該激勵(lì)線圈(131)中，激勵(lì)電流(Ie)在切換操作期間循環(huán)，該可動(dòng)柱塞(132)通過運(yùn)動(dòng)鏈(14)可操作地耦接到所述可動(dòng)觸點(diǎn)，所述可動(dòng)柱塞在切換操作期間在開始位置(P1)與停止位置(P2)之間運(yùn)動(dòng)； -電源部件(16)，在切換操作期間將所述激勵(lì)電流供給到所述激勵(lì)線圈； -傳感器部件(15)，用來產(chǎn)生指示在所述激勵(lì)線圈中循環(huán)的激勵(lì)電流的強(qiáng)度的感測信號; 所述方法的特征在于，它包括如下步驟 -將第一控制信號(C11)發(fā)送到所述電源部件，以從第一瞬時(shí)(T1)起開始所述激勵(lì)電流的供給； -基于由所述感測信號提供的信息確定第二瞬時(shí)(T2),在該第二瞬時(shí)(T2),所述電源部件必須停止所述激勵(lì)電流的供給，所述第二瞬時(shí)出現(xiàn)在所述可動(dòng)柱塞在從所述開始位置(P1)向所述停止位置(P2)的運(yùn)動(dòng)期間已經(jīng)到達(dá)所述停止位置(P2)之前； -將第二控制信號(C12)發(fā)送到所述電源部件，以從所述第二瞬時(shí)(T2)起停止所述激勵(lì)電流的供給，直到所述可動(dòng)柱塞到達(dá)所述停止位置。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于所述第二瞬時(shí)是所述可動(dòng)柱塞在從所述開始位置(P1)向所述停止位置(P2)的運(yùn)動(dòng)期間已經(jīng)到達(dá)非返回位置的瞬吋。
8.根據(jù)權(quán)利要求6至7中的一項(xiàng)或多項(xiàng)所述的方法，其特征在于所述第二瞬時(shí)(T2)是實(shí)現(xiàn)如下操作條件時(shí)的瞬時(shí) -激勵(lì)電流(Ie)在已經(jīng)在波峰瞬時(shí)(T3)處到達(dá)波峰值(Ip)之后減??； -從所述波峰瞬時(shí)起已經(jīng)經(jīng)過預(yù)定時(shí)間段(Tw)； -所述激勵(lì)電流(Ie)比閾值(Ith)低，所述閾值基于所述波峰值而計(jì)算。
9.根據(jù)權(quán)利要求6至8中的一項(xiàng)或多項(xiàng)所述的方法，其特征在于確定所述第二瞬時(shí)(T2)的所述步驟包括子步驟 -檢查激勵(lì)電流(Ie)是否已經(jīng)在波峰瞬時(shí)(T3)處到達(dá)波峰值(Ip)； -檢查從所述波峰瞬時(shí)起是否已經(jīng)經(jīng)過預(yù)定時(shí)間段(Tw)； -檢查所述激勵(lì)電流(Ie)是否低于閾值(Ith)，所述閾值基于所述波峰值而計(jì)算。
10.根據(jù)權(quán)利要求6至9中的一項(xiàng)或多項(xiàng)所述的方法，其特征在于包括以下步驟在所述可動(dòng)柱塞已經(jīng)到達(dá)所述停止位置之后，將第三控制信號(C13)發(fā)送到所述電源部件，以供給所述激勵(lì)電流的一個(gè)或多個(gè)脈沖(IpJ。
全文摘要
本公開涉及電磁致動(dòng)切換裝置和用來控制所述切換裝置的切換操作的方法。具體公開了切換裝置(1)，包括固定觸點(diǎn)(12)和可動(dòng)觸點(diǎn)(11)；電磁致動(dòng)器(13)；電源部件(16)；控制部件(17)。在切換操作的執(zhí)行期間，所述控制部件將第一控制信號發(fā)送到電源部件，以從第一瞬時(shí)(T1)起開始激勵(lì)電流的供給；基于由感測信號提供的信息，確定第二瞬時(shí)(T2)，在該第二瞬時(shí)(T2)，電源部件必須停止所述激勵(lì)電流的供給，第二瞬時(shí)出現(xiàn)在所述可動(dòng)柱塞在從所述開始位置(P1)向停止位置(P2)的運(yùn)動(dòng)期間已經(jīng)到達(dá)停止位置(P2)之前；將第二控制信號發(fā)送到所述電源部件，以從第二瞬時(shí)(T2)起停止所述激勵(lì)電流的供給，直到可動(dòng)柱塞到達(dá)停止位置。
文檔編號H01H3/28GK102768909SQ201210126338
公開日2012年11月7日 申請日期2012年4月26日 優(yōu)先權(quán)日2011年5月2日
發(fā)明者M·高蒂, R·尤塞 申請人:Abb技術(shù)股份公司