用于控制連接在下游的電機(jī)的能量供給的開關(guān)設(shè)備的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種用于控制連接在下游的電機(jī)的能量供給的開關(guān)設(shè)備以及用于開關(guān)設(shè)備的方法。根據(jù)本發(fā)明的開關(guān)設(shè)備尤其是電機(jī)啟動(dòng)器并且尤其應(yīng)用于工業(yè)自動(dòng)化技術(shù)中。借助于開關(guān)設(shè)備能夠控制連接在該開關(guān)設(shè)備下游的電機(jī)。為此，通過該開關(guān)設(shè)備引導(dǎo)對(duì)連接在開關(guān)設(shè)備下游的電機(jī)的能量供給，從而使電機(jī)與供電網(wǎng)連接。供電網(wǎng)尤其是工業(yè)設(shè)施的低壓電網(wǎng)(例如三相，400伏特，50赫茲)。
【背景技術(shù)】
[0002]為了控制對(duì)連接在下游的電機(jī)的能量供給，開關(guān)設(shè)備包括控制單元和第一電流路徑。經(jīng)由第一電流路徑，使饋電源的第一相引向連接在下游的電機(jī)。第一電路路徑包括機(jī)電的第一開關(guān)和機(jī)電的第二開關(guān)與半導(dǎo)體開關(guān)的并聯(lián)電路，該并聯(lián)電路與第一開關(guān)串聯(lián)?？刂茊卧軌蜉敵鲇糜诘谝婚_關(guān)、第二開關(guān)和半導(dǎo)體開關(guān)的接通信號(hào)，并且由此控制開關(guān)的預(yù)期的開關(guān)狀態(tài)。第一和第二開關(guān)尤其是常開觸頭，其在存在控制單元的接通信號(hào)時(shí)保持在閉合的開關(guān)狀態(tài)中。如果切斷第一或者第二開關(guān)的接通信號(hào)，那么開關(guān)由于復(fù)位力(例如彈簧力，其作用到相應(yīng)開關(guān)的觸點(diǎn)上)自動(dòng)地采取斷開狀態(tài)。這種開關(guān)尤其是繼電器。半導(dǎo)體開關(guān)在存在控制單元的接通信號(hào)時(shí)優(yōu)選地采取導(dǎo)電狀態(tài)。
[0003]開關(guān)設(shè)備包括供電接口，控制單元經(jīng)由該供電接口能夠獲取用于接通信號(hào)的能量。通常，分散式的饋電源借助于導(dǎo)線與開關(guān)設(shè)備的供電接口連接，從而在開關(guān)設(shè)備的有效運(yùn)行中經(jīng)由供電接口施加供電電壓。經(jīng)由供電接口，開關(guān)設(shè)備獲得對(duì)于接通信號(hào)來說必要的能量。優(yōu)選地，開關(guān)設(shè)備的在設(shè)備內(nèi)部的總能量供給都經(jīng)由開關(guān)設(shè)備的供電接口獲取。
[0004]開關(guān)設(shè)備優(yōu)選地用于接通和斷開三相交流電機(jī)以及單相交流電機(jī)。此外，連接在開關(guān)設(shè)備下游的電機(jī)優(yōu)選通過開關(guān)設(shè)備來防止過載(短路保護(hù)和/或熱過載)。
[0005]一旦開關(guān)設(shè)備應(yīng)用在安全性關(guān)鍵的應(yīng)用中，那么就必須確保通過開關(guān)設(shè)備安全地?cái)嚅_連接在開關(guān)設(shè)備下游的電機(jī)。
[0006]在具有對(duì)連接在開關(guān)設(shè)備下游的電機(jī)的緊急斷開的開關(guān)設(shè)備中，可行的斷開原理是，開關(guān)設(shè)備的供電電壓借助于在饋電源和供電接口之間的供電鏈中中間連接的開關(guān)設(shè)備(例如緊急停機(jī)開關(guān)設(shè)備)來切斷。由功能決定地，開關(guān)設(shè)備的機(jī)電開關(guān)由于斷開供電電壓自動(dòng)進(jìn)入到斷開狀態(tài)中(即開關(guān)是斷開的)。以這種方式，在斷開供電電壓時(shí)，切斷了經(jīng)由開關(guān)設(shè)備引向電機(jī)的能量供給，從而使電機(jī)安全地關(guān)斷。通過斷開饋電源和自動(dòng)地?cái)嚅_開關(guān)，在開關(guān)處形成關(guān)斷電弧，其導(dǎo)致在開關(guān)處的強(qiáng)烈磨損，從而通常地限制了開關(guān)設(shè)備的這類操作循環(huán)的數(shù)量。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明的目的在于，提供一種改進(jìn)的開關(guān)設(shè)備。優(yōu)選地，通過該開關(guān)設(shè)備實(shí)現(xiàn)了增多的操作循環(huán)數(shù)量，尤其是在基于斷開供電接口處的供電電壓的開關(guān)過程方面。該開關(guān)設(shè)備應(yīng)該尤其確保連接在開關(guān)設(shè)備下游的電機(jī)的安全斷開。
[0008]該目的通過根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置、即通過一種開關(guān)設(shè)備實(shí)現(xiàn)，其具有控制單元、供電接口、供電單元和第一電流路徑，第一電流路徑包括機(jī)電的第一開關(guān)和機(jī)電的第二開關(guān)與半導(dǎo)體開關(guān)構(gòu)成的并聯(lián)電路，該并聯(lián)電路與第一開關(guān)串聯(lián)，其中，控制單元能夠輸出用于第一開關(guān)、第二開關(guān)和半導(dǎo)體開關(guān)的接通信號(hào)，其中，供電接口與供電單元連接，并且控制單元經(jīng)由供電單元獲取用于接通信號(hào)的能量，其中，開關(guān)設(shè)備包括蓄能器和與控制單元連接的測(cè)量裝置，其中，蓄能器中間連接在供電接口和供電單元之間，從而經(jīng)由供電接口實(shí)現(xiàn)的對(duì)開關(guān)設(shè)備的能量供給借助于蓄能器在設(shè)備內(nèi)部緩沖，其中，控制單元能夠借助于測(cè)量裝置在供電接口和供電單元之間的區(qū)域中監(jiān)控經(jīng)由供電接口實(shí)現(xiàn)的對(duì)開關(guān)設(shè)備的能量供給，其中，控制單元如下地設(shè)計(jì)，使得當(dāng)借助于測(cè)量裝置監(jiān)控的能量供給落入到臨界區(qū)域中時(shí)，控制單元借助于蓄能器的能量:
[0009]-在第一步驟中導(dǎo)電地連接半導(dǎo)體開關(guān)并且隨后斷開第二開關(guān)，
[0010]-在第一步驟之后，在第二步驟中不導(dǎo)電地連接半導(dǎo)體開關(guān)并且隨后斷開第一開關(guān)，
[0011]并且通過根據(jù)權(quán)利要求8的方法、即通過用于開關(guān)設(shè)備的方法來實(shí)現(xiàn)，該開關(guān)設(shè)備包括控制單元、供電接口、供電單元和第一電流路徑，其中，第一電流路徑包括機(jī)電的第一開關(guān)和機(jī)電的第二開關(guān)與半導(dǎo)體開關(guān)的并聯(lián)電路，該并聯(lián)電路與第一開關(guān)串聯(lián)，其中控制單元能夠輸出用于第一開關(guān)、第二開關(guān)和半導(dǎo)體開關(guān)的接通信號(hào)，其中，供電接口與供電單元連接，并且控制單元經(jīng)由供電單元獲取用于接通信號(hào)的能量，其中，開關(guān)設(shè)備包括蓄能器和與控制單元連接的測(cè)量裝置，其中，蓄能器中間連接在供電接口和供電單元之間，從而經(jīng)由供電接口實(shí)現(xiàn)的對(duì)開關(guān)設(shè)備的能量供給借助于蓄能器在設(shè)備內(nèi)部緩沖，其中，控制單元借助于測(cè)量裝置在供電接口和供電單元之間的區(qū)域中監(jiān)控經(jīng)由供電接口實(shí)現(xiàn)的對(duì)開關(guān)設(shè)備的能量供給，其中，當(dāng)借助于測(cè)量裝置監(jiān)控的能量供給落入到臨界區(qū)域中時(shí)，控制單元借助于蓄能器的能量:
[0012]-在第一步驟中導(dǎo)電地連接半導(dǎo)體開關(guān)并且隨后斷開第二開關(guān)，
[0013]-在第一步驟之后，在第二步驟中不導(dǎo)電地連接半導(dǎo)體開關(guān)并且隨后斷開第一開關(guān)。
[0014]本發(fā)明的有利的改進(jìn)方案在從屬權(quán)利要求2至7以及9中給出。
[0015]在連接在開關(guān)設(shè)備下游的電機(jī)的有效運(yùn)行中，經(jīng)由第一電流路徑實(shí)現(xiàn)對(duì)電機(jī)的能量供給。
[0016]在存在控制單元的接通信號(hào)時(shí)，第一和第二開關(guān)采取閉合的開關(guān)狀態(tài)。如果切斷在第一和/或第二開關(guān)處的接通信號(hào)；即在開關(guān)處不施加接通信號(hào)，那么相應(yīng)的開關(guān)就自動(dòng)地采取斷開的開關(guān)狀態(tài)。在有接通信號(hào)時(shí)，特別地經(jīng)由開關(guān)的控制電路施加電壓，尤其是大約12伏特。在沒有接通信號(hào)時(shí)，特別地經(jīng)由開關(guān)的控制電路不施加電壓。
[0017]控制單元能夠借助于測(cè)量裝置監(jiān)控經(jīng)由供電接口實(shí)現(xiàn)的為控制單元的接通信號(hào)的能量供給。通過借助于測(cè)量裝置來監(jiān)控在供電接口和供電單元之間的電連接區(qū)域中的、優(yōu)選是在供電接口和蓄能器之間的電連接的區(qū)域中的能量流、尤其是電壓，能夠監(jiān)控饋電源的經(jīng)由供電接口直接輸送在開關(guān)設(shè)備處的電壓。以這種方式能夠在控制單元方面直接對(duì)供電接口處的電壓降作出反應(yīng)。
[0018]通過借助于測(cè)量裝置監(jiān)控經(jīng)由供電接口實(shí)現(xiàn)的能量供給，能夠在供電電壓下降到一個(gè)優(yōu)選地存儲(chǔ)在控制單元或者測(cè)量裝置中的臨界區(qū)域中時(shí)，實(shí)現(xiàn)受控地?cái)嚅_經(jīng)由第一電流路徑實(shí)現(xiàn)的對(duì)連接在下游的電機(jī)的能量供給。
[0019]臨界區(qū)域優(yōu)選地借助于來自規(guī)定的區(qū)域的參考值來分開，在該規(guī)定的區(qū)域中存在經(jīng)由供電接口的對(duì)開關(guān)設(shè)備的規(guī)定的能量供給。參考值因此是閾值或者閾值范圍。參考值尤其如下地確定大小，即一旦參考值被超過，那么就經(jīng)由供電接口實(shí)現(xiàn)對(duì)開關(guān)設(shè)備的充足的能量供給，從而通過控制單元確保了規(guī)定的接通信號(hào)輸出，并且一旦低于參考值，那么就經(jīng)由供電接口實(shí)現(xiàn)以下能量供給，其危害到、尤其是不能實(shí)現(xiàn)通過控制單元進(jìn)行規(guī)定的接通信號(hào)輸出。
[0020]臨界區(qū)域的特征尤其在于供電接口處的電壓范圍，其處于在供電接口處應(yīng)連接的最大允許電壓的大約70%、優(yōu)選大約50%之下。
[0021]測(cè)量裝置尤其是用于測(cè)量施加在供電接口處的供電電壓的裝置，從而控制單元能夠借助于測(cè)量裝置監(jiān)控經(jīng)由供電接口施加的供電電壓。借助于測(cè)量裝置的測(cè)量尤其在供電接口的接口位置和供電單元、優(yōu)選蓄能器之間進(jìn)行。
[0022]控制單元本身能夠包括蓄能器。
[0023]經(jīng)由供電接口優(yōu)選地僅實(shí)現(xiàn)開關(guān)設(shè)備的在設(shè)備內(nèi)部的能量供給。