CN104977530B - 用于测试开关的自保持磁体的方法以及测试装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及用于测试开关的自保持磁体的方法以及用于自保持磁体的测试装置，其中，开关具有：开关触头，其由触头元件形成；电子的触发单元，其监控经过触头元件流动的电流，并且测试是否满足与电流相关的触发条件；电的能量存储器，其与自保持磁体的绕组形成电流回路，触发单元在满足所述触发条件的情况下闭合该电流回路；执行器，其通过电流回路针对第一闭合时间的闭合被操纵并且将触头元件分开；以及与绕组并联的第一二极管，经由其来耗散自保持磁体的存储的能量。为了提出一种替选的测试，建议，所述测试装置针对第二闭合时间闭合电流回路，该第二闭合时间如此之短，使得不发生执行器的操纵，并且在再次断开之后测试，是否存储的能量被耗散。

Description

用于测试开关的自保持磁体的方法以及测试装置

技术领域

本发明涉及用于测试开关的电磁的自保持磁体的绕组的断线的方法以及测试装置。

背景技术

具有电动机械式触发器的低电压范围中的开关例如作为功率保护开关已知。其例如在超过预先给定的电流值的情况下中断流动的电流，该电流被电子触发单元检测到。触发器还包括自保持磁体（磁锁（Maglatch）），其具有永磁体、绕组和铁磁性挺杆，其中，挺杆由永磁体的磁场克服弹簧的力而吸引。该触发通过如下方式进行，即由布置在永磁体上的绕组产生相反的磁场，该相反的磁场以如下方式平衡在挺杆的区域中永磁体的磁场，使得挺杆为了操纵开关而被弹簧沿其纵轴线的方向移动。挺杆在此情况下与执行器以开关锁的形式配合作用，开关轴在机械预应力下保持在该开关锁中，该开关轴释放挺杆。围绕其纵轴线转动的开关轴将触头元件分开且如此地断开开关。

自保持磁体的绕组与以电容器为形式的电能存储器形成电流回路，该电流回路在满足触发单元的触发条件的情况下闭合。

为了耗散所存储的能量，将空转二极管与自保持磁体的绕组并联。

为了测试自保持磁体、也就是说尤其绕组的断线（Drahtbruch），已知的是，通过绕组来派送稳定的测试电流，其对于释放挺杆来说太小。该测试电流被监控，其中，电流的中断尤其显示断线。

缺点是，在此持续地有电流通过绕组流动。

发明内容

本发明的任务是，提出一种用于测试自保持磁体的替选解决方案。

该任务通过根据本发明的方法和测试装置解决。优选实施例示出了有利的设计方案。

该解决方案基于如下方法，即电流回路为了测试而针对一闭合时间被闭合，该闭合时间如此之短，使得不出现触头元件的分开，并且在该闭合时间之后、即在再次断开之后，测试是否在此情况下自保持磁体的存储的能量被耗散。该解决方案利用如下事实，即用于操纵执行器的电流必须以一定的（预先给定的）强度流动一定的（预先给定的）时间。不执行静态电流监控，尽管如此，在不触发自保持磁体的前提下识别在正常运行期间的损坏。

在简单的设计方案中，由电流传感器检测电流的流动。

在最简单的情况下，该电流传感器是由电流穿流的二极管，其中，相应地检测，是否在二极管上相应的电压下降。

技术上借助于比较仪检测电压下降（的事实的）存在。

优选地，当在二极管上存在电压下降时，比较仪发出信号。

所述解决方案基于如下测试装置，即该测试装置针对一闭合时间闭合电流回路，该闭合时间如此之短，使得不出现触头元件的分开，并且该测试装置在该闭合时间之后测试是否自保持磁体的存储的能量被耗散。

在技术上简单的是，电流传感器检测电流流动。

当用于检测电流流动的电流传感器具有二极管并且测试装置检测二极管上的电压下降时，该检测是较为与电流相关的。

适宜地，用于检测电压下降的测试装置具有比较仪。

在最简单的情况下，当存在相应的电压下降时，该比较仪发出信号。

附图说明

下面参照附图详细描述本发明：

图1 示出了开关1。

具体实施方式

绘制的唯一一个附图示出了开关1，其构造成用于低电压的功率保护开关。该开关1具有带有触头元件3、4的开关触头2，触头元件在闭合的开关触头2——如在附图中示意性示出——的情况下相互贴靠。开关触头2连接到线路L中。为了中断通过线路L流动的电流，断开开关触头2，方式为，使触头元件3、4机械地相互分开。

隶属于开关1的还有电子触发单元ETU，其相应地监控经过开关触头2的电流并且在此情况下测试，是否满足预先给定的与电流相关的触发条件。该触发条件在此示例性地是超过预先给定的电流阈值。

传感器线圈9的与电流成正比的电压信号用于检测通过导线L流动的电流，该传感器线圈布置在磁场中且因此布置在导线L的区域中。

触发单元ETU与执行器5配合作用，该执行器包括一具有开关轴6a的开关锁6，该开关轴在机械预应力下保持住并且在所述执行器5触发之后断开开关触头2。触发单元ETU与执行器5之间以及执行器5与开关触头2之间的配合作用在附图中示意性地通过虚线的连接线7、8示出。

绕组10用于触发单元ETU的能量供给，该绕组围绕导线L缠绕，将能量按照变压器的方式从导线L上脱开并且发出到整流器单元11上。整流器单元11的电压经由二极管12对以电容器13为形式的能量存储器充电。

与电容器13并联一与晶体管开关16串联的自保持磁体15的绕组14。隶属于自保持磁体15的是永磁体17，其由绕组14缠绕。挺杆18由永磁体17克服弹簧19的力而磁性吸引且在此情况下固定住。

在闭合的晶体管开关16的情况下电容器13和自保持磁体15（也就是说其绕组14）形成闭合的电流回路16a，并且电容器13处于放电模式，在放电模式中其放电电流通过绕组14（磁锁线圈）流动并且构建反磁场。晶体管开关16的（第一）闭合时间和放电电流如此选择，使得反磁场以如下方式削弱永磁体17的磁场，即其磁性引力不再足以将挺杆18固定住。如此被释放的挺杆18运动到开关锁6上并且释放开关锁6。开关轴6a的由此被触发的围绕其纵轴线的转动断开开关触头2。

当满足触发条件时，晶体管开关16且因此电流回路16a的闭合通过隶属于触发单元ETU的微控制器uC进行，其中，触发条件的测试由（第一）软件（软件程序）SW1执行，确切地说，借助于由传感器线圈9输出的电压信号（作为虚线21示意性示出）。（第一）闭合时间在此为4ms。之后再次断开晶体管开关16。

（第一）比较仪20监控电容器13的电压且将其与（第一）参考电压Uref1比较，其中，电容器13的电压经由具有电阻R1、R2的电压分配器与参考电压Uref1匹配，该参考电压形成预先给定的参考值。比较仪20向微控制器uC相应地传递信号（信号S1），使得电容器13的电压大于等于参考电压Uref1且因此使电容器13充电。只有在充电后的电容器13的情况下才进行触发。

设置的用于测试自保持磁体15、也就是说尤其其绕组14的断线的测试装置22包括在微控制器uC中运行的（第二）软件（软件程序）SW2、接入到电流回路16a中的以齐纳二极管23b（第二二极管）为形式的电流传感器23和另外的（第二）比较仪24，该比较仪连接在差分放大器25前面。软件SW2周期性地针对短的（预先给定的）持续时间（近似针对一个测试脉冲的长度）闭合晶体管开关16且因此将电容器13短时间地接入到放电模式中，其中，该测试脉冲的长度（（第二）闭合时间）选择地如此之短，即不发生执行器5的操纵。在此情况下利用如下事实，即用于操纵执行器的电流必须以一定的（预先给定的）强度流动一定的（预先给定的）时间。如果虽然电流以足够的强度流动，但针对太短的时间流动，则不发生挺杆18的释放，挺杆的释放在测试时是必要的。测试脉冲（（第二）闭合时间）在此具有小于0.1ms的时间长度。

由于绕组14的感应特征，与绕组14并联空转二极管23a（第一二极管），其阳极与齐纳二极管23b的阳极连接。在空转二极管23a上（也在齐纳二极管23b上）在所述测试脉冲之后电压下降，因为绕组14基本上经由空转二极管23a耗散其能量，其在耗散时沿着穿行方向接入。

在空转二极管23a上的电压下降为0.3-0.7V并且在（在耗散时沿着逆方向（Sperrrichtung）运行的）齐纳二极管23b上的电压下降与其齐纳电压相关且因此相应地较大。因此，这里优选评价齐纳二极管23b上的电压下降。为了避免绕组14上的较高的电压，齐纳二极管23b的齐纳电压小于10V。

只有当绕组14尤其不具有断线时，通过绕组14的空转电流产生的二极管23a、23b上的电压下降才是可测量的。

齐纳二极管23b上的电压下降借助于比较仪24与（第二）参考电压Uref2比较。

替选地当然也可以使用空转二极管23a上的电压下降与参考值进行比较。

当在断开晶体管开关16之后、即在测试脉冲之后的短的（预先给定的）持续时间之后，在齐纳二极管23b上没有电压下降时，比较仪24相应地发出信号S2。信号S2示出，存在故障，尤其绕组14的断线。该故障由微控制器uC以故障信号的形式输出（进行信号传递）。

Claims (6)

1.用于测试开关（1）的电磁的自保持磁体（15）的绕组的断线的方法，其中，所述开关（1）具有：

a）开关触头（2），其由触头元件（3、4）形成，所述触头元件为了断开所述开关触头（2）而被机械地相互分开，

b）电子触发单元（ETU），其相应地监控经过触头元件（3、4）流动的电流并且测试与电流相关的触发条件的满足情况，

c）电的能量存储器（13），其与自保持磁体（15）的绕组（14）形成电流回路（16a），该电流回路在满足所述触发条件的情况下针对第一闭合时间被闭合，

d）用于分开触头元件（3、4）的执行器（5），该执行器通过电流回路（16a）的闭合来操纵，以及

e）与绕组（14）并联的第一二极管（23a），经由其来耗散自保持磁体（15）的相应存储的能量，

其特征在于，

所述电流回路（16a）为了测试而针对第二闭合时间闭合，该第二闭合时间如此之短，使得不发生触头元件（3、4）的分开，

在第二闭合时间之后测试是否自保持磁体（15）的存储的能量被耗散，

其中，所述能量的耗散由电流传感器（23）检测，

其中，所述电流传感器（23）借助于第一二极管（23a）上的电压下降或与第一二极管（23a）串联的以齐纳二极管为形式的第二二极管（23b）上的电压下降来检测能量的耗散，

其中，第一二极管（23a）和第二二极管（23b）的阳极相互连接，并且

其中，如果未检测到所述电压下降，则表明存在所述绕组的断线。

2.根据权利要求1所述的方法，

其特征在于，

所述电压下降的存在借助于比较仪（24）检测。

3.根据权利要求2所述的方法，

其特征在于，

当相应的电压下降时，比较仪（24）发出信号（S2）。

4.用于测试开关（1）的电磁的自保持磁体（15）的绕组的断线的测试装置（22），其中，所述开关（1）具有

a）开关触头（2），其由触头元件（3、4）形成，所述触头元件在断开的开关触头（2）的情况下机械地相互分开并且在闭合的开关触头（2）的情况下相互贴靠，

b）电子触发单元（ETU），其相应监控经过触头元件（3、4）流动的电流并且测试是否满足与电流相关的触发条件，

c）电的能量存储器（13），其与自保持磁体（15）的绕组（14）形成电流回路（16a），所述电子触发单元（ETU）在满足所述触发条件的情况下闭合该电流回路，

d）执行器（5），其通过电流回路（16a）针对第一闭合时间的闭合被操纵并且在操纵后将触头元件（3、4）分开，以及

e）与绕组（14）并联的第一二极管（23a），经由其来耗散自保持磁体（15）的存储的能量，

其特征在于，

所述测试装置（22）针对第二闭合时间闭合电流回路，该第二闭合时间如此之短，使得不发生触头元件（3、4）的分开，

所述测试装置（22）在第二闭合时间之后测试，是否自保持磁体（15）的存储的能量被耗散，

其中，电流传感器（23）检测能量的耗散，

其中，所述电流传感器（23）借助于第一二极管（23a）上的电压下降或与第一二极管（23a）串联的以齐纳二极管为形式的第二二极管（23b）上的电压下降来检测能量的耗散，其中，第二二极管（23b）的阳极与第一二极管（23a）的阳极连接，并且

其中，如果未检测到所述电压下降，则表明存在所述绕组的断线。

5.根据权利要求4所述的测试装置（22），

其特征在于，

为了检测电压下降设置比较仪（24）。

6.根据权利要求5所述的测试装置（22），

其特征在于，

当存在相应的电压下降时，比较仪（24）发出信号（S2）。

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