DE102019112718A1

DE102019112718A1 - Verfahren zum Durchführen einer Umschaltung von mindestens einem Schaltmittel eines Betriebsmittels und Antriebssystem für mindestens ein Schaltmittel eines Betriebsmittels

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Publication number: DE102019112718A1
Application number: DE102019112718.1A
Authority: DE
Inventors: Eduard Zerr; Klaus Ixmeier; Benjamin Dittmann
Original assignee: Maschinenfabrik Reinhausen GmbH; Maschinenfabrik Reinhausen Gebrueder Scheubeck GmbH and Co KG
Current assignee: Maschinenfabrik Reinhausen GmbH; Scheubeck GmbH and Co
Priority date: 2019-05-15
Filing date: 2019-05-15
Publication date: 2020-11-19
Also published as: US20220223357A1; EP3963618A1; WO2020229125A1; KR20220006566A; JP2022533929A; BR112021020881A2; CN113826179A

Abstract

Es ist ein Verfahren zur Durchführung einer Umschaltung eines Betriebsmittels (20) offenbart. Das Betriebsmittel (20) umfasst mindestens ein erstes Schaltmittel (17), das ein Laststufenschalter sein kann und/oder mindestens ein zweites Schaltmittel (18), das ein Doppelwender (18) sein kann. Ferner offenbart die Erfindung ein Antriebssystem (3) für mindestens das erste und das zweite Schaltmittel (17, 18) eines Betriebsmittels (20). Jedem der ersten Schaltmittel (17) und jedem der zweiten Schaltmittel (18) ist ein eigener Motor (12, 13) zugeordnet, der über eine Antriebswelle (16) mit dem ersten Schaltmittel (17) und jedem der zweiten Schaltmittel (18) verbunden ist. Mit je einem Feedbacksystem (6, 7), das dem ersten Motor (12) und jedem zweiten Motor (13) zugeordnet ist, kann für das erste Schaltmittel (17) und jedes der zweiten Schaltmittel (18) mindestens ein Parameter ermittelt werden. Die ermittelten Parameter bestimmten die Verriegelungsbedingungen für das erste Schaltmittel (17) und das zweite Schaltmittel (18).

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Durchführen einer Umschaltung von mindestens einem Schaltmittel eines Betriebsmittels.
Ferner betrifft die Erfindung ein Antriebssystem für mindestens ein Schaltmittel eines Betriebsmittels.
Die deutsche Offenlegungsschrift DE 10 2014 110 732 A1 offenbart einen Laststufenschalter mit Motorantrieb zur Umschaltung zwischen Wicklungsanzapfungen eines Stufentransformators. Mittels des Motorantriebs wird eine Antriebswelle angetrieben. Die Drehbewegung des Motorantriebs wird über zwei schaltbare Kupplungseinrichtungen einer ersten dem Wähler zugeordneten Antriebswelle und einer zweiten dem Lastumschalter zugeordneten Antriebswelle bereitgestellt. Der Wähler und der Lastumschalter können unabhängig von der einleitenden Drehbewegung des Motorantriebs zueinander schaltbar ausgebildet sein.
Die Spannungsregelung in Energieübertragungs- und Energieverteilnetzen erfordert, dass unterschiedliche Arten von Schaltern in die Transformatoren eingebaut werden. Unterschiedliche Faktoren spielen beim Betrieb des Transformators und damit auch der Schalter eine Rolle. So gilt es, beispielsweise in Transformatoren mit zwei eingebauten Laststufenschaltern, die Betätigung beider zu koordinieren. Dies erfolgt mittels eines starren Gestänges zwischen den beiden Laststufenschaltern, welches durch einen gemeinsamen Motor angetrieben wird. Ein falsches Verkuppeln des Gestänges kann Störungen während des Betriebs hervorrufen, was in extremen Fällen gravierende technische und wirtschaftliche Folgen haben kann.
Es ist daher eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren zum Durchführen einer Umschaltung von mindestens einem Schaltmittel eines Betriebsmittels anzugeben, durch welches die Sicherheit und Zuverlässigkeit des Schaltmittels und des Betriebsmittels erhöht werden.
Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren zur Durchführung einer Umschaltung eines Schaltmittels eines Betriebsmittels gelöst, das die Merkmale des Anspruchs 1 umfasst.
Eine weitere Aufgabe ist, ein verbessertes Konzept für ein Antriebssystem eines Schaltmittels anzugeben, durch welches die Sicherheit des Schaltmittels und des Betriebsmittels erhöht wird.
Eine weitere Aufgabe der Erfindung ist es, ein Antriebssystem für mindestens ein Schaltmittel eines Betriebsmittels bereitzustellen, durch welches die Sicherheit und Zuverlässigkeit des Schaltmittels und des Betriebsmittels beim Umschaltprozess erhöht werden.
Die obige Aufgabe wird durch ein Antriebssystem für mindestens ein Schaltmittel eines Betriebsmittels gelöst, das die Merkmale des Anspruchs 12 umfasst.
Das erfindungsgemäße Verfahren zur Durchführung einer Umschaltung mindestens eines Schaltmittels, das einem Betriebsmittel zugeordnet ist, zeichnet sich dadurch aus, dass eine Steuereinheit bzw. Steuervorrichtung ein Schaltsignal erhält. Mittels der Steuereinheit wird mindestens eines der Schaltmittel zur Umschaltung ausgewählt. Dies geschieht auf Basis des Schaltsignals. Mindestens ein Parameter wird durch die Steuereinheit von einem Feedbacksystem abgefragt. Ein Feedbacksystem kann einem Motor eines jeden Schaltmittels zugeordnet sein. Die Umschaltung wird mit dem ausgewählten Schaltmittel mittels eines Motors durchgeführt, der mit dem jeweiligen Schaltmittel über eine Antriebswelle verbunden ist. Die Umschaltung erfolgt dabei erst, wenn die entsprechende Verriegelungsbedingung für das ausgewählte Schaltmittel erfüllt ist.
Das Schaltsignal kann beispielsweise durch einen Spannungsregler, manuelle Eingabe oder auf eine andere beliebige Art und Weise erzeugt werden. Der Spannungsregler überwacht dabei Spannungsschwankungen im Netz. Je nach Bedarf wird ein Signal an die Steuereinheit gegeben, sodass durch die Betätigung des Schaltmittels eine Spannung entsprechend angepasst wird.
Das erfindungsgemäße Verfahren beruht auf der Idee, dass bevor ein Schaltmittel in einem Betriebsmittel, wie z.B. Transformator, betätigt bzw. geschaltet wird und eine Umschaltung durchgeführt wird, eine Verriegelungsbedingung in einer Steuereinheit bzw. Steuervorrichtung überprüft wird. Für diese Überprüfung wird ein Parameter abgefragt. Wird die Verriegelungsbedingung durch den abgefragten Parameter erfüllt, erfolgt die Umschaltung.
Bei einer ersten möglichen Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens sind dem Transformator als ein erstes Schaltmittel ein Laststufenschalter und als ein zweites Schaltmittel ein Doppelwender zugeordnet. Für die Durchführung der Umschaltung wird ein dem Transformator zugeordnetes Leistungsteil von der Steuereinheit zur Betätigung des Laststufenschalters oder des Laststufenschalters und des Doppelwenders angesteuert. In Abhängigkeit von der Durchführung der Umschaltung werden ein mit dem Laststufenschalter über eine Antriebswelle verbundener erster Motor und/oder ein mit dem Doppelwender über eine Antriebswelle verbundener zweiter Motor betätigt.
Gemäß einer weiteren möglichen Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens sind dem Transformator als ein erstes Schaltmittel drei Laststufenschalter zugeordnet. Für die Durchführung der Umschaltung wird ein dem Transformator zugeordnetes Leistungsteil von der Steuereinheit zur Betätigung eines der drei Laststufenschalter angesteuert. Das Leistungsteil betätigt in Abhängigkeit von der Durchführung der Umschaltung einen ersten Motor eines jeden Laststufenschalters über eine mit dem Laststufenschalter verbundene Antriebswelle.
Gemäß einer weiteren möglichen Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens können dem Transformator, als ein erstes Schaltmittel ein Laststufenschalter und als ein zweites Schaltmittel zwei Doppelwender zugeordnet werden. Für die Durchführung der Umschaltung werden ein dem Transformator zugeordnetes Leistungsteil von der Steuereinheit zur Betätigung des Laststufenschalters und mindestens einer der beiden Doppelwender angesteuert. Das Leistungsteil betätigt, in Abhängigkeit von der Durchführung der Umschaltung, einen mit dem Laststufenschalter über eine Antriebswelle verbundenen ersten Motor und mit jedem der beiden Doppelwender über eine Antriebswelle verbundenen zweiten Motor.
Gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren stehen die durch die Feedbacksysteme ermittelten Parameter für die Umschaltung des mindestens einen Laststufenschalters und/oder für die Umschaltung des mindestens einen Doppelwenders für eine Stellung oder Position des jeweiligen Laststufenschalters und der jeweiligen Doppelwender zur Verfügung. Ferner kann der durch die Feedbacksysteme ermittelte Parameter des für die Umschaltung erforderlichen Laststufenschalters und Doppelwenders angeben, ob der Laststufenschalter und/oder der Doppelwender gerade betätigt werden.
Gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren werden in der Steuereinheit die abgefragten Parameter des mindestens einen Laststufenschalters und des mindestens einen Doppelwenders ausgewertet und zusammengeführt. Anhand des Ergebnisses der Auswertung können der mindestens eine Laststufenschalter und/oder der mindestens eine Doppelwender bedarfsgerecht angesteuert werden. Gemäß einer anderen Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens sind drei Transformatoren vorgesehen. Jedem der drei Transformatoren wird eine Leistungseinheit zugeordnet. Die Leistungseinheiten werden von der zentralen Steuereinheit angesteuert, wobei der Laststufenschalter eines jeden der drei Transformatoren zu einer ersten Schaltmittelgruppe, die ersten Doppelwender eines jeden der drei Transformatoren zur einer zweiten Schaltmittelgruppe und die zweiten Doppelwender eines jeden der drei Transformatoren zu einer dritten Schaltmittelgruppe zusammengefasst werden.
In sämtlichen der hier beschriebenen Ausführungsformen des erfindungsgenmäßen Verfahrens werden von einer Steuereinheit die vorhandenen Laststufenschalter und Doppelwender überprüft. Aus der Überprüfung resultiert, in welcher Position der Laststufenschalter oder der Doppelwender steht. Der Parameter für die zu überprüfende Verriegelungsbedingung ist damit die Position des Laststufenschalters und/oder des Doppelwenders, die mittels des Feedbacksystems ermittelt wird.
Das Feedbacksystem kann ein Geber, ein Multiturn-Drehgeber, ein Singleturn-Drehgeber, ein Resolver, ein Schalter, ein Mikroschalter, ein Sensor, ein Kontakt, etc. sein. Es ist für einen Fachmann selbstverständlich, dass diese Aufzählung der Ausgestaltungsmöglichkeiten des Feedbacksystems nicht abschließend ist.
Das Feedbacksystem dient der Bestimmung des Parameters, der für die Überprüfung einer Verriegelungsbedingung notwendig ist. Der Parameter ist vom Feedbacksystem abhängig. Je nach Ausgestaltung ist der Parameter ein Wert, ein Wertebereich, ein einfaches Signal, usw.
Das Feedbacksystem, welches durch eine Steuereinheit abgefragt wird, kann je nach Bedarf auch einem Temperaturregler, Schutzschalter oder Ähnlichem zugeordnet oder als solches ausgebildet sein. Damit kann auch jeder beliebige Parameter, der durch ein Feedbacksystem abgefragt wird, für eine Verriegelungsbedingung verwendet werden. So kann beispielsweise eine bestimmte Temperatur als Parameter eines Thermometers dazu verwendet werden eine Verriegelungsbedingung zu erfüllen. Weiterhin kann ein Parameter durch einen Status eines Leistungsschalters verwendet werden. Das Feedbacksystem ist in diesem Fall ein Geber, der den Parameter ausgibt, dass der Leistungsschalter offen oder geschlossen ist oder gerade geöffnet oder geschlossen wird. Entsprechend der Verriegelungsbedingung wird anhand des Status des Leistungsschalters geprüft, ob das zu betätigende Schaltmittel betätigt werden kann/darf. Das erfindungsgemäße Antriebssystem für mindestens einen Laststufenschalter und/oder mindestens einen Doppelwender eines Transformators zeichnet sich durch einen ersten Motor aus, der über eine Antriebswelle mit dem mindestens einen Laststufenschalter verbunden ist. Je ein zweiter Motor ist über eine Antriebswelle mit dem mindestens einen Doppelwender verbunden. Je ein Feedbacksystem ist jedem der ersten Motoren und jedem der zweiten Motoren zugeordnet, um mindestens einen Parameter des mindestens einen Laststufenschalters und/oder des mindestens einen Doppelwenders zu ermitteln. Eine Steuereinheit, die mit einer Leistungseinheit kommunikativ verbunden ist, kann mit dem ersten Motor den Laststufenschalter und mit dem zweiten Motor den Doppelwender betätigen. Die Betätigung des Laststufenschalters bzw. des Doppelwenders erfolgt nur dann, wenn die durch den mindestens einen ermittelten Parameter bestimmten Verriegelungsbedingungen erfüllt sind. Alternativ zum Parameter des zweiten Feedbacksystems am zweiten Schaltmittel kann der Parameter auch von einem anderen Feedbacksystem ermittelt werden, beispielsweise einem Schutzkontakt oder Thermometer.
Gemäß einer möglichen Ausgestaltung des Antriebssystems sind dem Transformator ein einziger Laststufenschalter und ein einziger Doppelwender zugeordnet.
Gemäß einer möglichen weiteren Ausgestaltung des Antriebssystems sind dem Transformator drei Laststufenschalter zugeordnet. Im Speicher können bestimmte Schaltstellungen oder Positionen der Schaltmittel hinterlegt sein, die zum Beispiel einem Wert für die Position der Antriebswelle zugeordnet sind.
Gemäß einer noch weiteren Ausgestaltung des Antriebssystems sind dem Transformator ein einziger Laststufenschalter und zwei Doppelwender zugeordnet.
Gemäß einer weiten Ausgestaltung des Antriebssystems sind diesem mehrere Transformatoren zugeordnet. Jedem der Transformatoren ist eine Leistungseinheit zugeordnet und die Leistungssteile sind mit einer einzigen zentralen Steuereinheit kommunikativ verbunden. Die Laststufenschalter der mehreren Transformatoren sind zu einer ersten Schaltmitteigruppe zusammengefasst. Die ersten Doppelwender der mehreren Transformatoren sind zu einer zweiten Schaltmittelgruppe zusammengefasst. Die zweiten Doppelwender der mehreren Transformatoren sind zu einer dritten Schaltmittelgruppe zusammengefasst. Jedem Motor kann ein eigenes Leistungsteil zugewiesen sein. Ein Leistungsteil kann auch alle Motoren antreiben.
Die Steuereinheit und/oder die Leistungseinheit umfassen einen Speicher. In dem Speicher können bestimmte Schaltstellungen oder Positionen der Schaltmittel hinterlegt sein, die zum Beispiel einem Wert für die Position der Antriebswelle zugeordnet sind.
Anhand der beigefügten Zeichnungen werden nun die Erfindung und ihre Vorteile durch Ausführungsbeispiele näher erläutert, ohne dadurch die Erfindung auf das gezeigte Ausführungsbeispiel zu beschränken. Die Größenverhältnisse in den Figuren entsprechen nicht immer den realen Größenverhältnissen, da einige Formen vereinfacht und andere Formen zur besseren Veranschaulichung vergrößert im Verhältnis zu anderen Elementen dargestellt sind.
Es zeigen

1 ein Antriebssystem für mindestens ein Schaltmittel in einem Transformator, gemäß einer Ausführungsform der Erfindung;
2 eine weitere Ausführungsform eines Antriebssystems für mindestens ein Schaltmittel in einem Transformator, gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung;
3 eine noch weitere Ausführungsform eines Antriebssystems für mindestens ein Schaltmittel in einem Transformator;
4 eine Ausführungsform eines Antriebssystems für mehrere Transformatoren; und
5 einen Verfahrensablauf zur Durchführung einer Umschaltung mindestens eines Schaltmittels in einem Transformator mittels eines erfindungsgenmäßen Antriebssystems.

Für gleiche oder gleich wirkende Elemente der Erfindung werden identische Bezugszeichen verwendet. Ferner werden der Übersicht halber nur Bezugszeichen in den einzelnen Figuren dargestellt, die für die Beschreibung der jeweiligen Figur erforderlich sind.
1 zeigt einen Transformator 20, der für die Energieübertragung eingesetzt wird. Dieser weist ein erstes Schaltmittel 17, welches als Laststufenschalter ausgebildet ist, und ein zweites Schaltmittel 18, welches als ein Doppelwender ausgebildet ist, auf. Der Laststufenschalter 17 wird mittels eines ersten Motors 12 betätigt. Der erste Motor 12 weist eine Antriebswelle 16 auf, die mit dem Laststufenschalter 17 verbunden ist. Weiterhin ist dem ersten Motor 12 ein erstes Feedbacksystem 6 zugeordnet, mit dem die Stellung bzw. Stufenstellung des Laststufenschalters 17 bestimmt werden kann. Der Doppelwender 18 wird über einen zweiten Motor 13 betätigt. Auch dieser zweite Motor 13 ist über eine Antriebswelle 16 mit dem Doppelwender 18 verbunden. Ein eigenes Feedbacksystem 7 des zweiten Motors 13 ermöglicht es, die Stellung bzw. Stufenstellung des Doppelwenders 18 zu bestimmen. Eine Steuereinheit 10 ist mit den ersten und zweiten Motoren 12, 13 und damit auch mit den Feedbacksystemen 6, 7 des Laststufenschalters 17 und des Doppelwenders 18 verbunden. Die Steuereinheit 10 empfängt Signale zum Betätigen des Laststufenschalters 17 und des Doppelwenders 18. Weiterhin werden in der Steuereinheit 10 unterschiedliche Werte der jeweiligen Feedbacksysteme 6, 7 ausgewertet und zusammengeführt. Die Steuereinheit 10, die Motoren 12, 13 und die Feedbacksysteme 6, 7 bilden das Antriebssystem 3 für den Laststufenschalter 17 und den Doppelwender 18 des Transformators 20.
Die erfindungsgemäße Steuervorrichtung 2 umfasst die Steuereinheit 10, die während des Betriebs Schaltsignale erhält. Sinkt beispielsweise die Spannung im Netz, muss diese beispielsweise durch Betätigung des Laststufenschalters 17 des Transformators 20 angepasst werden. Durch die Verwendung eines Doppelwenders 18 mit entsprechender Verschaltung der Wicklungen (nicht dargestellt) des Transformators 20 wird der Regelbereich bzw. Funktionsbereich eines Transformators 20 erweitert. Nach dem Erhalt des Signals, dass die Spannung verändert werden muss, wird zunächst bestimmt, ob der Laststufenschalter 17 oder der Doppelwender 18 oder ob beide nacheinander betätigt werden müssen. Nachdem bestimmt wurde, dass der Laststufenschalter 17 betätigt werden muss, werden die Verriegelungsbedingungen, die zwischen dem Doppelwender 18 und dem Laststufenschalter 17 definiert wurden, überprüft. Beispielsweise darf ein Laststufenschalter 17 nicht betätigt werden, wenn der Doppelwender 18 gerade betätigt wird. Die Überprüfung erfolgt derart, dass das zweite Feedbacksystem 7 des zweiten Motors 13 des Doppelwenders 18 der Steuereinheit 10 den aktuellen Status meldet bzw. Parameter übermittelt. Dabei wird über das zweite Feedbacksystem 7 die Position bzw. Stellung des Doppelwenders 18 bestimmt und übermittelt. Weiterhin meldet das zweite Feedbacksystem 7, ob der Doppelwender 18 aktuell betätigt wird. Falls die ermittelten Parameter die Verriegelungsbedingungen erfüllen, erfolgt die Betätigung des Laststufenschalters 17. Sollten die Verriegelungsbedingungen nicht erfüllt worden sein, wird der Laststufenschalter 17 nicht betätigt. Alternativ kann mit der Schaltung bzw. Betätigung des Laststufenschalters 17 gewartet werden bis die Verriegelungsbedingungen erfüllt werden, also der Doppelwender 18 in einer bestimmten Position steht oder sich nicht mehr bewegt.
Die Steuervorrichtung 2 umfasst die Steuereinheit 10 mit einem Speicher 5 und mindestens ein Leistungsteil 11 mit einem Speicher 5. Im Speicher 5 kann zum Beispiel eine Zuordnung von Schaltstellungen des Laststufenschalters 17 und des Doppelwenders 18 hinterlegt werden. Ebenso können im Speicher 5 die Werte für die Positionen der einzelnen Antriebswellen 16 hinterlegt werden.
2 zeigt das vorher beschriebene Antriebssystem 3 für drei gleiche Laststufenschalter 17, die dem einen Transformator 20 zugeordnet sind. Auch hier weist jeder Laststufenschalter 17 einen eigenen ersten Motor 12 und ein eigenes erstes Feedbacksystem 6 auf. Nach Erhalt eines Schaltsignals wird zunächst bestimmt, welcher der drei Laststufenschalter 17 betätigt werden soll. Es ist auch denkbar, eine Reihenfolge für die Betätigung der Laststufenschalter 17 auszuwählen. Auch hier werden die Verriegelungsbedingungen überprüft. Dies erfolgt anhand der übermittelten Parameter der jeweiligen ersten Feedbacksysteme 6. Auch hier wird geprüft, in welcher Position der bzw. die nicht zu betätigenden Laststufenschalter 17 steht/stehen bzw. ob dieser oder diese gerade betätigt wird bzw. werden. Erfüllen die ermittelten Parameter die Verriegelungsbedingungen, kann der ausgewählte Laststufenschalter 17 betätigt werden.
3 zeigt eine weitere Ausführungsform des beschriebenen Antriebssystems 3. In diesem Fall sind ein Laststufenschalter 17 und zwei Doppelwender 18 als zweites Schaltmittel 18 vorgesehen. Der Laststufenschalter 17 und die beiden Doppelwender 18 werden von jeweils einem eigenen ersten Motor 12 bzw. einem eigenen zweiten Motor 13 betätigt. Jedem der Motoren 12 und 13 ist jeweils ein erstes Feedbacksystem 6 bzw. zweites Feedbacksystem 7 zugewiesen. Auch hier können unterschiedliche Verriegelungsbedingungen in der Steuereinheit 10 geprüft werden, indem die Parameter der Feedbacksysteme 6 bzw. 7 abgefragt werden. So ist bei dieser Ausführung eine Betätigung des zweiten Doppelwenders 18 nur dann möglich, wenn der erste Doppelwender 18 in einer sicheren Position steht und der Laststufenschalter 17 in der Mittelstellung (nicht dargestellt) ist. Als sichere Position wird ein bestimmte erste Stellung oder zweite Stellung des Doppelwenders 18 definiert.
4 zeigt eine weitere Ausführungsform des beschriebenen Antriebssystems 3. Hier sind drei Transformatoren 20 dargestellt. Bei der hier beschriebenen Ausführungsform handelt es sich um einen Phasenschieber mit einer Längs- und Querregelung. Jeder der Transformatoren 20 weist einen Laststufenschalter 17 (erstes Schaltmittel) und zwei Doppelwender 18 (zweites Schaltmittel) auf. Die Bestückung des Transformators 20 entspricht der Bestückung der Ausführungsform aus 3. Nach dem Erhalt eines Schaltsignals wird zunächst überprüft, welcher der Laststufenschalter 17 und/oder Doppelwender 18 betätigt werden muss. Hierzu können Schaltmittelgruppen 30, 40, 50 gebildet werden. So besteht eine erste Schaltgruppe 30 aus den Laststufenschaltern 17 in den jeweiligen Transformatoren 20. Eine zweite Schaltmittelgruppe 40 stellen die ersten Doppelwender 18 dar. Eine dritte Schaltmittelgruppe 50 stellen die jeweils zweiten Doppelwender 18 dar. Vor einer Betätigung wird dann überprüft, ob die bestimmte Schaltmittelgruppe 30, 40, 50 die Verriegelungsbedingungen erfüllt. Hier wird beispielsweise überprüft, in welcher Position jeder einzelne der ersten Doppelwender 18 steht und ob sich einer von diesen bewegt. Die Überprüfung der Verriegelungsbedingungen erfolgt anhand der Parameter der jeweiligen Feedbacksysteme 6 und 7. Eine der Verriegelungsbedingungen ist, dass eine der Schaltmittelgruppen 40, 50 nur dann betätigt werden kann, wenn die Laststufenschalter 17 der ersten Schaltmittelgruppe 30 in einer sogenannten Mittelstellung (nicht dargestellt) stehen. Das Leistungsteil 11, das jedem Antriebssystem 3 eines jeden Transformators 20 zugeordnet ist, ist mit einem Bus 19 mit einer zentralen und einzigen Steuereinheit 10 verbunden. Mittels der zentralen Steuereinheit 10 wird die Betätigung der jeweiligen Laststufenschalter 17 bzw. Doppelwender 18 für jeden der drei Transformatoren 20 koordiniert und gesteuert. Wie in den 1 bis 3 gezeigt, greift das Leistungsteil 11 auf die dem Laststufenschalter 17 bzw. Doppelwender 18 zugeordneten Motoren 12 oder 13 zu bzw. betätigt diese.
5 zeigt einen erfindungsgemäßen Verfahrensablauf. Hierbei erhält die Steuervorrichtung 2 ein Schaltsignal für die Betätigung eines Laststufenschalters 17 und/oder eines Doppelwenders 18. Dieses Schaltsignal kann beispielsweise durch eine manuelle Eingabe bei Wartungsarbeiten erzeugt werden. Alternativ kann das Schaltsignal durch eine Vorrichtung zur Spannungsregelung gegeben werden, wenn beispielsweise die Spannung am Transformator 20 fällt oder steigt. Nach dem Empfangen des Schaltsignals fragt die Steuereinheit 10 mindestens einen Parameter ab. Im Beispiel aus 1 handelt es sich bei dem abgefragten Parameter um die Position des Doppelwenders 18, also des zweiten Schaltmittels 18, die das zugehörige Feedbacksystem 6 des ersten Motors 12 bestimmt. In der Steuereinheit 10 ist mindestens eine Verriegelungsbedingung in einem Speicher 5 hinterlegt, die durch den mindestens einen Parameter erfüllt oder nicht erfüllt werden kann. Wird dieser bei der Überprüfung der Verriegelungsbedingung erfüllt, erfolgt die Umschaltung der Laststufenschalter 17 mittels des ihm zugeordneten ersten Motors 12. Wird die Verriegelungsbedingung bei der Überprüfung nicht erfüllt, kann beispielsweise die Betätigung des Laststufenschalters 17 abgebrochen werden; also es erfolgt auch keine Umschaltung. Weiterhin kann eine Fehlermeldung erzeugt werden. Die Schaltung kann jedoch auch, trotz nicht erfüllter Verriegelungsbedingung, durchgeführt werden, wenn es sich um eine Notfallsituation handelt. Die Steuereinheit 10 kann dann warten bis der Parameter die Verriegelungsbedingung erfüllt und führt dann die Umschaltung durch. Alternativ kann die Umschaltung schon vor Beginn abgebrochen werden. Ausgehend vom Beispiel in 1 würde vor der Betätigung eines Laststufenschalters 17 zunächst überprüft werden, in welcher Stellung (Position) sich der Doppelwender 18 befindet und/oder ob sicher dieser gerade bewegt, sprich gerade betätigt wird. Auf Grund der Verriegelungsbedingungen in diesem Beispiel darf der Laststufenschalter 17 nicht betätigt werden, wenn der Doppelwender 18 gerade betätigt wird oder beispielsweise in einer ungeeigneten/nicht zugelassenen Stellung (Position) steht. Die für die Überprüfung der Verriegelungsbedingungen notwendigen Parameter werden durch das zweite Feedbacksystem 7 des zweiten Motors 13 des Doppelwenders 18 ausgegeben. Dabei ist das Feedbacksystem 6 oder 7 beispielsweise als Multiturn-Drehgeber ausgebildet, der direkt oder indirekt mit der Antriebswelle 16, die zwischen dem zweiten Motor 13 und dem Doppelwender 18 angeordnet ist, verbunden ist. Der Multiturn-Drehgeber bestimmt dann die Parameter, wie die Position des Doppelwenders 18, anhand der Position der Antriebswelle 16. Analog sind die ersten Feedbacksysteme 6 der Laststufenschalter 17 ausgestaltet.
Je nach Ausgestaltung des Antriebssystems 3 können unterschiedliche Parameter mit unterschiedlichen Verriegelungsbedingungen kombiniert werden. So wird, wie in der Ausführungsform in 3, vor der Betätigung des Laststufenschalters 17 die Position (Stellung) der beiden Doppelwender 18 überprüft. Alternativ werden vor der Betätigung des zweiten Doppelwenders 18 die Verriegelungsbedingungen, also die Parameter des Laststufenschalters 17 und des ersten Doppelwenders 18, geprüft. Auch hier werden die Parameter über die jeweiligen Feedbacksysteme 6 und 7 abgefragt, die als Multiturn-Drehgeber ausgebildet sind.
Die abzufragenden Parameter können beliebig bestimmt werden bzw. beliebiger Art sein. Die Parameter können aus Feedbacksystemen 6 und 7 an den Motoren 12 und 13 der jeweiligen Laststufenschalter 17 und der jeweiligen Doppelwender 18 bestimmt werden, die einfache Sicherheitsschalter des Transformators 20 oder sogar kundenspezifische Freigabeknöpfe sein können. Weiterhin könnte das Feedbacksystem 6 und 7 ein Teil der Steuereinheit 10 sein, welche die Schaltungen zählt oder eine Zeit stoppt und daraus den einen abzufragenden Parameter für eine Verriegelungsbedingung zur Verfügung stellt.
Die Feedbacksysteme 6 und 7 sind direkt oder indirekt mit den Antriebswellen 16, die zwischen dem jeweiligen Motor 12 bzw. 13 und dem Laststufenschalter 17 bzw. dem Doppelwender 18 angeordnet sind, verbunden. Aus den Positionen der Antriebswelle 16 werden die Parameter, wie zum Beispiel Stufenstellung, Bewegung, etc. für die Laststufenschalter 17 bzw. den Doppelwender 18 bestimmt.
Die Verriegelungsbedingungen definieren, welche Zustände erfüllt sein müssen, damit eine Umschaltung nicht „verriegelt“, also gesperrt wird. Diese Bedingungen sind an Parameter geknüpft, die durch Stellungen bzw. Positionen von dem Laststufenschalter 17 bzw. dem Doppelwender 18, aktuellen Status und Bewegungszuständen gebildet bzw. definiert werden.
Die Verriegelungsbedingungen können einen oder mehrere Parameter von einem oder beliebig vielen Feedbacksystemen 6, 7 nutzen.
Zu den Parametern gehören zum Beispiel die Bewegungszustände der Laststufenschalter 17 bzw. der Doppelwender 18, Position bzw. Stellung der Laststufenschalter 17 bzw. der Doppelwender 18, Positionsbereich bzw. Stellungbereich der Laststufenschalter 17 bzw. der Doppelwender 18, Temperaturen, kundenspezifische Schaltsignale, Sicherheitseinrichtungen und Ähnliches.
Bezugszeichenliste

2: Steuervorrichtung
3: Antriebssystem
5: Speicher
6: erstes Feedbacksystem
7: zweites Feedbacksystem
10: Steuereinheit
11: Leistungsteil
12: erster Motor
13: zweiter Motor
16: Antriebswelle
17: Laststufenschalter, erstes Schaltmittel
18: Doppelwender, zweites Schaltmittel
19: Bus
20: Transformator
30: erste Schaltmittelgruppe
40: zweite Schaltmittelgruppe
50: dritte Schaltmittelgruppe

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 102014110732 A1 [0003]

Claims

Verfahren zur Durchführung einer Umschaltung eines Schaltmittels (17, 18) mindestens eines Betriesmittels (20), gekennzeichnet durch folgende Schritte: - dass eine Steuereinheit (10) ein Schaltsignal empfängt, - dass mittels der Steuereinheit (10) auf Basis des Schaltsignals das mindestens eine Schaltmittel (17,18) zur Umschaltung ausgewählt wird; - dass anhand mindestens eines Parameters eine Verriegelungsbedingung für das ausgewählte Schaltmittel (17, 18) überprüft wird; und - dass die Umschaltung mittels des mindestens einen ausgewählten Schaltmittels (17, 18) mittels eines Motors (12, 13) des Schaltmittels (17, 18) durchgeführt wird, wenn die entsprechende Verriegelungsbedingung erfüllt ist.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei in der Steuereinheit (10) mehrere Parameter für das ausgewählte Schaltmittel (17, 18) ausgewertet werden, damit das ausgewählte Schaltmittel (17, 18) gemäß den entsprechenden Verriegelungsbedingungen bedarfsgerecht angesteuert wird.
Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei der Parameter durch die Steuereinheit (10) von einem Feedbacksystem (6, 7) abgefragt wird, das einem ersten Motor (12) eines ersten Schaltmittels (17) und/oder einem zweiten Motor (13) eines mindestens zweiten Schaltmittels (18) zugeordnet ist.
Verfahren nach Anspruch 3, wobei das Feedbacksystem (6, 7) einer Antriebswelle (16) für den ersten Motor (12) bzw. einer Antriebswelle (16) für den zweiten Motor (12) zugeordnet ist.
Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei ein dem Betriebsmittel (20) zugeordnetes Leistungsteil (11) von der Steuereinheit (10) zur Betätigung des Schaltmittels (17, 18) angesteuert wird und das Leistungsteil (11) in Abhängigkeit von der ermittelten Verriegelungsbedingung mit dem ersten Motor (12) über die Antriebswelle (16) das erste Schaltmittel (17) betätigt.
Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei drei Betriebsmittel (20) vorgesehen werden und jedem der drei Betriebsmittel (20) ein Leistungsteil (11) zugeordnet ist und die Leistungsteile (11) von der zentralen Steuereinheit (10) angesteuert werden, wobei die ersten Schaltmittel (17) der drei Betriebsmittel (20) zu einer ersten Schaltmittelgruppe (30), mindestens zwei zweite Schaltmittel (18) der drei Betriebsmittel (20) zu einer zweiten Schaltmittelgruppe (40) und zu einer dritten Schaltmittelgruppe (50) zusammengefasst werden.
Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei das Betriebsmittel (20) ein Transformator (20) ist, wobei das erste Schaltmittel ein Laststufenschalter (17) und ein zweites Schaltmittel ein Doppelwender (18) ist.
Verfahren nach Anspruch 7, wobei dem Transformator (20) als ein erstes Schaltmittel drei Laststufenschalter (17) zugeordnet sind, wobei für die Durchführung der Umschaltung ein dem Transformator (20) zugeordnetes Leistungsteil (11) von der Steuereinheit (10) zur Betätigung eines der drei Laststufenschalter (17) angesteuert wird und das Leistungsteil (11) in Abhängigkeit von der Durchführung der Umschaltung einen ersten Motor (12) eines jeden Laststufenschalters (17) über eine Antriebswelle (16) betätigt.
Verfahren nach Anspruch 7, wobei dem Transformator (20) als ein erstes Schaltmittel ein Laststufenschalter (17) und als ein zweites und drittes Schaltmittel jeweils ein Doppelwender (18) zugeordnet sind, wobei für die Durchführung der Umschaltung ein dem Transformator (20) zugeordnetes Leistungsteil (11) von der Steuereinheit (10) zur Betätigung des Laststufenschalters (17) und mindestens einer der beiden Doppelwender (18) angesteuert wird und das Leistungsteil (11) in Abhängigkeit von der Durchführung der Umschaltung einen mit dem Laststufenschalter (17) über eine Antriebswelle (16) verbundenen ersten Motor (12) und mit jedem der beiden Doppelwender (18) über eine Antriebswelle (16) verbundenen zweiten Motor (13) betätigt.
Verfahren nach einem der Ansprüche 7 bis 9, wobei die durch die Feedbacksysteme (6, 7) ermittelten Parameter für die Umschaltung des mindestens einen Laststufenschalters (17) und/oder für die Umschaltung des mindestens einen Doppelwenders (18) eine Stellung oder Position des jeweiligen Laststufenschalters (17) und des Doppelwenders (18) ist.
Verfahren nach Anspruch 10, wobei der ermittelte Parameter der Feedbacksysteme (6, 7) des für die Umschaltung erforderlichen Laststufenschalters (17) und Doppelwenders (18) angibt, ob der Laststufenschalter (17) und/oder der Doppelwender (18) gerade betätigt wird.
Antriebssystem (3) für mindestens ein Schaltmittel (17, 18) eines Betriebsmittels (20), gekennzeichnet durch, - einen ersten Motor (12), der über eine Antriebswelle (16) mit dem ersten Schaltmittel (17) des Betriebsmittels mechanisch gekoppelt ist; - eine Steuereinheit (10), die mit einem Leistungsteil (11) kommunikativ verbunden ist, um mit dem ersten Motor (12) das erste Schaltmittel (17) zu betätigen, bei dem die durch den mindestens einen ermittelten und in der Steuereinheit (10) ausgewerteten Parameter entsprechenden Verriegelungsbedingungen erfüllt sind.
Antriebssystem nach Anspruch 12, wobei das Antriebssystem für zwei Schaltmittel (17, 18) eines Betriebsmittels (20) vorgesehen ist, umfassend: - mindestens ein zweites Schaltmittel (17, 18); - einen zweiten Motor (13), der über eine Antriebswelle (16) mit dem zweiten Schaltmittel (18) mechanisch gekoppelt ist; wobei - die Steuereinheit (10) mit einer Leistungseinheit (11) kommunikativ verbunden ist, um mit dem zweiten Motor (13) das zweite Schaltmittel (18) zu betätigen, bei dem die durch den mindestens einen ermittelten und in der Steuereinheit (10) ausgewerteten Parameter entsprechende Verriegelungsbedingung erfüllt ist.
Antriebsystem nach Anspruch 12 oder 13, wobei je ein Feedbacksystem (6, 7) jedem der ersten Motoren (12) und jedem der zweiten Motoren (13) zugeordnet ist, um mindestens einen Parameter des mindestens einen ersten Schaltmittels (17) und mindestens einen Parameter des mindestens einen zweiten Schaltmittels (18) zu ermitteln.
Antriebsystem nach Anspruch 14, wobei das Feedbacksystem (6, 7) einer Antriebswelle (16) für den ersten Motor (12) bzw. einer Antriebswelle (16) für den zweiten Motor (12) zugeordnet ist.
Antriebsystem nach einem der vorangehenden Ansprüche 12-15, wobei drei Betriebsmittel (20) mit je einem Antriebsystem vorgesehen sind und jedem Antriebsystem die Leistungseinheit (11) zugeordnet ist und die Leistungseinheiten (11) über jeweils einen Bus (19) mit der zentralen Steuereinheit (10) verbunden sind, wobei erste Schaltmittel (17) der Antriebsysteme zu einer ersten Schaltmittelgruppe (30), die mindestens zwei zweiten Schaltmittel (18) der Antriebsysteme zu einer zweiten Schaltmittelgruppe (40) bzw. zu einer dritten Schaltmittelgruppe (50) zusammengefasst sind.
Antriebssystem (3) nach Anspruch 12, wobei das Betriebsmittel ein Transformator (20) ist, das erste Schaltmittel ein Laststufenschalter (17) und wobei das zweite Schaltmittel ein Doppelwender ist.
Antriebssystem (3) nach Anspruch 17, wobei dem Transformator (20) drei Laststufenschalter (17) zugeordnet sind.
Antriebssystem (3) nach Anspruch 17, wobei dem Transformator (20) ein einziger Laststufenschalter (17) und zwei Doppelwender (18) zugeordnet sind.
Antriebssystem (3) nach einem der Ansprüche 12 bis 19, wobei die Steuereinheit (10) und/oder die Leistungseinheit (11) einen Speicher (5) umfassen.