電磁致動切換裝置和控制所述切換裝置的切換操作的方法制造方法及圖紙

本公開涉及電磁致動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(12)和可動觸點(11)；電磁致動器(13)；電源部件(16)；控制部件(17)。在切換操作的執行期間，所述控制部件：將第一控制信號發送到電源部件，以從第一瞬時(T1)起開始激勵電流的供給；基于由感測信號提供的信息，確定第二瞬時(T2)，在該第二瞬時(T2)，電源部件必須停止所述激勵電流的供給，第二瞬時出現在所述可動柱塞在從所述開始位置(P1)向停止位置(P2)的運動期間已經到達停止位置(P2)之前；將第二控制信號發送到所述電源部件，以從第二瞬時(T2)起停止所述激勵電流的供給，直到可動柱塞到達停止位置。

【技術實現步驟摘要】
電磁致動切換裝置和控制所述切換裝置的切換操作的方法
本專利技術涉及一種用于低壓或中壓應用的電磁致動切換裝置，如斷路器、接觸器、斷開器、自動重合閘等。在另外方面，本專利技術涉及一種用來控制所述切換裝置的切換操作(即電觸點的閉合或斷開操作)的方法。
技術介紹
對于本專利技術的目的，術語低壓(LV)或中壓(MV)標識分別具有低于1kV和從1kV到數十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鏈，致動鏈用來在切換裝置的切換操作期間耦接或脫開電觸點。最傳統的切換裝置一般是機械類型的，即，設有采用機械裝置來致動切換裝置的活動觸點的致動鏈。最近，電磁致動切換裝置已經引入到市場中。這些裝置包括用來致動活動觸點的電磁致動器，該電磁致動器一般包括磁路，該磁路設有與可動柱塞操作性地相關聯的激勵線圈，該可動柱塞機械地耦接至活動觸點。還布置了用來從配電線抽取電力的電源部件，以便將激勵電流供給到激勵線圈。典型地，一旦接收到切換命令(即，閉合或斷開命令)，控制單元就將控制信號發送到電源部件，以命令電源部件在預定時間供應激勵電流。由在激勵線圈中循環的激勵電流產生的磁場操作可動柱塞，該可動柱塞能可逆地在分別與電觸點的耦接或脫開位置相對應的兩個操作位置之間運動。廣泛地認為，電磁類型的切換裝置代表了現有技術狀態的顯著改進。然而，它們仍然具有一些缺陷。實踐已經表明，在切換操作期間，可動柱塞存儲比較高的動能，當可動柱塞停止其運行時，該動能被傳遞到致動鏈的剩余部分。經常地，這引起電觸點的越程或彈跳(bouncing)現象，結果是切換操作的安全性和可靠性的降低。另外，致動鏈經受相關機械應力和振動，這些相關機械應力和振動常常導致磨損現象的迅速產生。因而需要頻繁的維護干預，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，這樣的干預十分費時和昂貴。切換裝置的操作成本因而顯著地提高。當在切換裝置的操作壽命期間執行多次(1000000次左右)切換操作時，上述缺陷變得甚至更嚴重，如當切換裝置作為電接觸器工作時發生的那樣。
技術實現思路
因此，本專利技術的目標是提供一種允許克服以上所述的缺陷的電磁類型(即，采用電磁致動器來致動電觸點)的切換裝置。在這個目標內，本專利技術的另一個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，比較小的機械應力和振動被傳遞到致動鏈的多個部件。本專利技術的另一個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，本專利技術的最低目的是提供一種可容易地按競爭成本實現并且其特征在于比較低的操作成本的切換裝置。因而，本專利技術提供一種切換裝置。根據一般定義，根據本專利技術的切換裝置包括固定觸點和至少一個可動觸點，該固定觸點和至少一個可動觸點適于在切換裝置的切換操作期間耦接或脫開。根據本專利技術的切換裝置還包括電磁致動器，該電磁致動器包括激勵線圈和可動柱塞，在該激勵線圈中，激勵電流在切換操作期間循環，該可動柱塞通過運動鏈可操作地耦接到可動觸點。可動柱塞在切換操作期間在開始位置與停止位置之間操作。根據本專利技術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電流供給到激勵線圈，該傳感器部件用來產生指示在激勵線圈中循環的激勵電流的強度的感測信號。根據本專利技術的切換裝置還設有控制部件，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：-將第一控制信號發送到電源部件，以命令所述電源部件從第一瞬時起供給激勵電流；-基于由所述傳感器部件發送的感測信號提供的信息確定第二瞬時，在該第二瞬時，電源部件必須停止激勵電流的供給，所述第二瞬時出現在可動柱塞在從所述開始位置向所述停止位置的運動期間已經到達停止位置之前；-將第二控制信號發送到電源部件，以命令所述電源部件從所述第二瞬時起停止激勵電流的供給，直到可動柱塞到達所述停止位置。本專利技術的另一方面涉及一種用來控制切換裝置的切換操作的方法。按一般定義，根據本專利技術的方法包括如下步驟：-將第一控制信號發送到電源部件，以命令所述電源部件從第一瞬時起開始激勵電流的供給；-基于由傳感器部件提供的感測信號，確定第二瞬時，在該第二瞬時，電源部件必須停止激勵電流的供給，所述第二瞬時出現在可動柱塞在從所述開始位置向所述停止位置的運動期間已經到達停止位置之前；-將第二控制信號發送到電源部件，以命令所述電源部件從第二瞬時起停止激勵電流的供給，直到可動柱塞到達所述停止位置。優選地，電源部件必須停止激勵電流的供給時的第二瞬時是電磁致動器的可動柱塞在從開始位置向停止位置的運動期間已經到達非返回位置的瞬時。優選地，所述第二瞬時是實現如下操作條件時的瞬時：-激勵電流在波峰瞬時處已經到達波峰值之后減小；-從所述波峰瞬時起已經經過預定時間段；-激勵電流比閾值低，所述閾值是基于所述波峰值計算的。附圖說明根據本專利技術的切換裝置的其它特性和優點由優選實施例的詳細描述將變得更明白，這些優選實施例僅作為非限制性例子示例在附圖中，在附圖中：圖1是方框圖，它示意地示例了根據本專利技術的切換裝置的優選實施例；以及圖2-3是示意地示例了根據本專利技術的切換裝置的操作的圖。具體實施方式參照引用的附圖，根據本專利技術的切換裝置(由附圖標記1指示)包括固定觸點12和至少一個可動觸點11，該固定觸點12和至少一個可動觸點11電連接到配電線(未示出)的相導線。可動觸點11和固定觸點12適于在切換裝置1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11和12從脫開狀態被帶到耦接狀態，在該斷開操作中，觸點11和12從耦接狀態被帶到脫開狀態。切換裝置1包括電磁致動器13，該電磁致動器13包括激勵線圈131和可動柱塞132，該可動柱塞132通過運動鏈14可操作地耦接到可動觸點11。在切換裝置的切換操作期間，激勵電流IE在激勵線圈131中循環，以便產生磁通。可動柱塞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柱塞132束縛(enchain)的部分，產生。在切換裝置的切換操作期間，可動柱塞132在開始位置P1與停止位置P2之間操作。如果進行閉合操作，則開始位置P1和停止位置P2是可動柱塞132的使可動觸點11分別處于與固定觸點12的耦接和脫開狀態的位置。反之亦然，如果進行斷開操作，則開始位置P1和停止位置P2是可動柱塞132的使可動觸點11分別在與固定觸點12脫開和耦接的狀態的位置。優選地，電磁致動器13包括磁路(未表示)，在該磁路上纏繞激勵線圈131，以便正確地尋址由激勵電流IE產生的磁通磁力線。一個或多個永久磁鐵(未表示)可以沿所述磁路布置，以便產生永久磁力，該永久磁力始終定向成，當柱塞的運行結束時，將可動柱塞132穩定地維持在停止位置P2。切換裝置1還包括電源部件16，該電源部件16在切換操作期間將激勵電流IE供給到激勵線圈131。優選地，電源部件16包括：電力存儲級162；用來給存儲級162充電的第一電源級161；及用激勵電流IE向激勵線圈131饋電的第二電源級163。電力存儲級162能夠存儲一定量的電能，并且它優選地包括一個或多個電容器組。第一電源級161可以有利地包括一些電源電路，這些電本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種切換裝置(1)，包括：？固定觸點(12)和至少一個可動觸點(11)，該固定觸點(12)和至少一個可動觸點(11)適于在所述切換裝置的切換操作期間耦接或脫開；？電磁致動器(13)，包括激勵線圈(131)和可動柱塞(132)，在該激勵線圈(131)中，激勵電流(IE)在切換操作期間循環，該可動柱塞(132)通過運動鏈(14)可操作地耦接到所述可動觸點，所述可動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電流供給到所述激勵線圈；？傳感器部件(15)，產生指示所述激勵電流的強度的感測信號；？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行期間，所述控制部件：？將第一控制信號(C11)發送到所述電源部件，以從第一瞬時(T1)起開始所述激勵電流的供給；？基于由所述感測信號提供的信息，確定第二瞬時(T2)，在該第二瞬時(T2)，所述電源部件必須停止所述激勵電流的供給，所述第二瞬時出現在所述可動柱塞在從所述開始位置(P1)向所述停止位置(P2)的運動期間已經到達所述停止位置(P2)之前；？將第二控制信號(C12)發送到所述電源部件，以從所述第二瞬時(T2)起停止所述激勵電流的供給，直到所述可動柱塞到達所述停止位置。...

【技術特征摘要】
2011.05.02 EP 11164404.31.一種切換裝置(1)，包括：-固定觸點(12)和至少一個可動觸點(11)，該固定觸點(12)和至少一個可動觸點(11)適于在所述切換裝置的切換操作期間耦接或脫開；-電磁致動器(13)，包括激勵線圈(131)和可動柱塞(132)，在該激勵線圈(131)中，激勵電流(IE)在切換操作期間循環，該可動柱塞(132)通過運動鏈(14)可操作地耦接到所述可動觸點，所述可動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電流供給到所述激勵線圈；-傳感器部件(15)，產生指示所述激勵電流的強度的感測信號；-控制部件(17)，用來接收由所述傳感器部件產生的感測信號并且根據所述感測信號控制所述切換裝置的切換操作；其特征在于，所述控制部件被布置成使得在切換操作的執行期間，所述控制部件：-將第一控制信號(C11)發送到所述電源部件，以從第一瞬時(T1)起開始所述激勵電流的供給；-基于由所述感測信號提供的信息，確定第二瞬時(T2)，在該第二瞬時(T2)，所述電源部件必須停止所述激勵電流的供給，所述第二瞬時出現在所述可動柱塞在從所述開始位置(P1)向所述停止位置(P2)的運動期間已經到達所述停止位置(P2)之前；-將第二控制信號(C12)發送到所述電源部件，以從所述第二瞬時(T2)起停止所述激勵電流的供給，直到所述可動柱塞到達所述停止位置；其中所述可動柱塞被配置為當所述激勵電流達到峰值時開始從所述開始位置移動到所述停止位置。2.根據權利要求1所述的切換裝置，其特征在于：所述第二瞬時(T2)是所述可動柱塞在從所述開始位置(P1)向所述停止位置(P2)的運動期間已經到達非返回位置的瞬時。3.根據權利要求1或2所述的切換裝置，其特征在于：所述第二瞬時(T2)是實現如下操作條件時的瞬時：-激勵電流(IE)在已經在波峰瞬時(T3)處到達波峰值(IP)之后減小；-從所述波峰瞬時起已經經過預定時間段(TW)；-所述激勵電流(IE)比閾值(ITH)低，所述閾值基于所述波峰值而計算。4.根據權利要求1或2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(T2)，所述控制部件：-執行第一控制例行程序(A)，以檢查激勵電流(IE)是否已經在波峰瞬時(T3)處到達波峰值(IP)；-執行第二控制例行程序(B)，以檢查從所述波峰瞬時起是否已經經過預定時間段(TW)；-執行第三控制例行程序(C)，以檢查所述激勵電流(IE)是否低于閾值(ITH)，所述閾值(ITH)基于所述波峰值而計算。5.根據權利要求1或2所述的切換裝置，其特征在于：所述控...

【專利技術屬性】
技術研發人員：R·尤塞，M·高蒂，
申請(專利權)人：ABB技術股份公司，
類型：發明
國別省市：