DE19837009A1 - Antrieb für das bewegliche Kontaktstück eines Hochspannungsleistungsschalters - Google Patents
Antrieb für das bewegliche Kontaktstück eines HochspannungsleistungsschaltersInfo
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Abstract
Als Antrieb für das bewegliche Kontaktstück eines Hochspannungsleistungsschalters, insbesondere eines SF¶6¶-Leistungsschalters, kann das bewegliche Kontaktstück mit dem beweglichen Teil eines entsprechend dem Kraftbedarf und/oder der Soll-Ausschaltgeschwindigkeit angesteuerten elektrischen Linearmotors verbunden sein. Der Vorteil eines Linearmotors besteht darin, daß innere Reibungskräfte nicht vorhanden sind, daß keine Leckagen - wie bei hydraulischen Antrieben - auftreten und demgemäß der Antrieb wartungsärmer ist.
Description
Die Erfindung betrifft einen Antrieb für das bewegliche Kontaktstück eines Hochspan
nungsleistungsschalters, insbesondere eines SF6-Leistungsschalters.
Derartige Antriebe können hydraulisch das bewegliche Kontaktstück betätigen. Zu die
sem Zweck ist ein Energiespeicher vorgesehen, der nach einer Ausschaltsequenz, bei
der er wenigstens zum größten Teil entladen wird, wieder gespannt wird. Der Energie
speicher kann als Gasfeder-Energiespeicher ausgebildet sein, der durch eine beweg
bare Zwischenwand unterteilt ist, wobei auf der einen Seite der Zwischenwand kom
primierbares Gas und auf der anderen Seite der Zwischenwand Hydraulikfluid vorhan
den ist. Zur Aufladung des Energiespeichers wird mittels nachgepumpten Hydraulik
fluids das Gas komprimiert; bei einer Ausschaltsequenz entspannt sich das Gas und
treibt das Hydraulikfluid in eine entsprechende Kolben-Zylinderanordnung, mit der das
bewegliche Kontaktstück betätigt wird.
Anstatt eines Gasspeichers kann auch ein Federspeicher verwendet werden, dessen
Federanordnung in gleicher Weise wie das Gas gespannt, d. h. zusammengedrückt
wird; bei einer Ausschalthandlung wird die Federenergie auf das Hydraulikfluid über
tragen, wodurch wieder die Kolben-Zylinderanordnung betätigt wird.
Insbesondere bei Mittelspannungsschaltanlagen, das sind Schaltanlagen zwischen 12
kV bis 36 kV, werden auch reine Federspeicher vorgesehen, deren Federenergie direkt
oder über ein Getriebe auf das bewegliche Kontaktstück nach Lösen einer Verklin
kungsanordnung zum Ausschalten übertragen wird.
Diejenigen Antriebe, die mit einer Hydraulikanordnung betätigt werden, sind zuverläs
sig; da bei längerer Benutzung eines solchen Antriebes im Hydrauliksystem jedoch
Leckagen auftreten können, sind besondere Maßnahmen zur Überwachung der Dich
tigkeit der Hydraulikanordnung notwendig. Bei sog. Gasfederspeichern ist darüber hin
aus auch die Dichtigkeit der Gasfeder zu überprüfen, was meist beim Aufladen der
Gasspeicherfeder automatisch vorgenommen wird. Bei Federspeichern ist der Antrieb
mechanisch komplex; der Wartung ist besondere Aufmerksamkeit zu widmen und bei
Federspeichern, darüber hinaus auch bei Antrieben, bei denen eine Federanordnung
ohne Zwischenschaltung von Hydraulikfluid auf das bewegliche Kontaktstück einwirkt
ist der Verschleiß relativ hoch.
In neuerer Zeit ist ein Magnetantrieb entwickelt worden, bei dem ein geschlossenes
Joch vorgesehen ist, in dem sich ein Anker bewegen kann; dieser Magnetantrieb al
lerdings ist wegen des geringen Ankerhubes im wesentlichen für Vakuumschaltkam
mern vorgesehen.
Aufgabe der Erfindung ist es, einen Antrieb der eingangs genannten Art zu schaffen,
bei dem bei optimaler Ansteuerung der Aufbau einfach, der Verschleiß und die War
tung gering sind und bei denen besondere Überwachungseinrichtungen, wie sie bei
hydraulischen Antrieben erforderlich sind, vermieden werden können.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß das bewegliche Kontakt
stück mit dem beweglichen Teil eines entsprechend dem Kraftbedarf und/oder der
Sollausschaltgeschwindigkeit angesteuerten, elektrischen Linearmotors verbunden ist.
Erfindungsgemäß also wird ein Linearmotor zum Antrieb einer Hochspannungslei
stungsschalters verwendet, was den Vorteil eines einfachen Aufbaues und einer opti
malen Ansteuerbarkeit des beweglichen Kontaktstückes entsprechend den Forderun
gen erfüllt. Darüber hinaus sind auch Reibungsverluste im Antrieb selbst nicht vorhan
den, so daß die Wartung eines derartigen Antriebes einen geringen Aufwand erfordert.
Weiterhin ist ein derartiger Linearmotor zuverlässiger als die anderen Antriebskon
struktionen und er erfordert geringere Herstellungskosten im Vergleich mit den bishe
rigen Antriebsprinzipien.
Linearmotoren an sich sind bekannt, siehe DE-Z Hans-Joachim Gutt, Anwendungsge
biete für Wanderfeldmotoren in Sektor- und in Linearbauweise, Siemens-Zeitschrift 45
(1971) Heft 7, Seiten 487 bis 492 oder Aufsatz Eastham "Novel synchronus machines:
linear and disc" aus IEE Proceedings, Vol. 137, Pt. B, No. 1, Januar 1990, Seiten 49
bis 58, sowie Dissertation Christian Reuber "Berührungsloses Transportsystem mit
Synchron-Linearantrieb", Shaker Verlag, Aachen 1996, Seiten 4 bis 16.
In diesen Literaturstellen ist über die Anwendungsgebiete eines Linearmotors diskutiert
worden; man verwendet solche Antriebe als Direktantriebe für innerbetriebliche Trans
portsysteme, als Werkzeugmaschinenantriebe, Prüfstreckenantriebe oder als Direktan
triebe für Verkehrsmittel. Hinweise darauf, daß ein derartiger Linearantrieb bei einem
Hochspannungsleistungsschalter verwendet werden könnte, sind diesen Literaturstel
len nicht zu entnehmen.
Der Vorteil eines Linearmotores für den Antrieb eines SF6-Hochspannungsleistungs
schalter besteht darin, daß insbesondere bei der Ausschaltung sehr schnell eine hohe
Beschleunigung der zu bewegenden Massen der SF6-Löschkammer erzeugt wird. Auf
grund der optimalen Ansteuerbarkeit des Linearantriebes können auch harte Schläge
vermieden werden, wie sie bei einem mechanischen Endanschlag für das bewegliche
Kontaktstück oder für den dazugehörigen beweglichen Kolben innerhalb einer Hydrau
likanordnung auftreten können.
Bei der Ausgestaltung eines Linearmotores können einige Prinzipien angewendet wer
den, die bei der Entwicklung von Elektromotoren bekannt sind, weil ja ein Linearmotor
quasi ein abgewickelter zylindrischer Motor ist.
Daher kann das Prinzip einer Transversalflußmaschine, eines Reluktanzmotors mit
oder ohne Einsatz von Permanentmagneten oder eines Homopolar- oder Heteropolar
motores angewendet werden.
Der feststehende Teil des Linearmotors kann dabei in Richtung der Bewegung des be
weglichen Teiles nebeneinander angeordnete Permanentmagnete umfassen, die auf
einem weichmagnetischen Joch befestigt sind und wechselweise mit dem Nord- bzw.
Südpol gegen das Joch anliegen. Der bewegliche Teil kann eine wenigstens einpha
sige Spulenanordnung aufweisen.
Gemäß einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung kann der Abstand
der Permanentmagnete voneinander in Richtung der Bewegung des beweglichen Tei
les gesehen so gewählt sein, daß die magnetische Induktion senkrecht zur Luftspalt
ebene zwischen dem beweglichen und dem feststehenden Teil annähernd eine Sinus
funktion ist.
Das Joch kann aus massivem oder lamelliertem weichmagnetischem Material beste
hen.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung kann der bewegliche Teil aus
einer wenigstens einphasigen Spulenanordnung, vorzugsweise aus einer dreiphasigen
Spulenanordnung, bestehen, wobei die dreiphasige Spulenanordnung deshalb bevor
zugt werden kann, weil dreiphasig ausgelegte Ansteuerungseinrichtungen für Elektro
motoren schon vorhanden sind. Dabei kann die Spule insbesondere eisenlos ausge
führt sein, wodurch die zu beschleunigende Eigenmasse des Antriebes sehr klein ge
halten werden kann.
Anstatt den feststehenden Teil mit den Permanentmagneten zu versehen, kann der
feststehende Teil auch aus einer Anordnung aus Spulen und weichmagnetischem Ma
terial aufgebaut sein; diesem zugeordnet ist der bewegliche Teil aus einem elektrisch
leitfähigem Material hergestellt, in das zur Krafterzeugung über den feststehenden Teil
Ströme induzierbar sind.
Die Erzielung einer magnetischen Induktion kann einerseits mit Permanentmagneten
erfolgen, andererseits können auch andere Konstruktionsprinzipien Anwendung finden,
z. B. ähnlich dem Prinzip einer Asynchronmaschine die Permanentanordnung für den
beweglichen Teil durch eine Spulenanordnung aus Kupfermaterial ersetzt werden; das
durch die Spulen im feststehenden Teil entstehende Feld erzeugt innerhalb der Spule
bzw. den Spulen Wirbelströme, wodurch eine magnetische Induktion senkrecht zur
Luftspaltebene erzeugt werden kann.
Wenn beispielsweise magnetische Asymmetrien erzeugt werden, z. B. durch Einsetzen
eines Eisenteils zwischen die Permanentmagnete, dann kann diese Asymmetrie, die
eine etwa punktförmige Asymmetrie ist, auch zur Definition der Stellung und der Ge
schwindigkeit verwendet werden, weil aufgrund dieser magnetischen Asymmetrien an
den Anschlußklemmen des Motors Signale von Strom und Spannung detektiert werden
können, aus denen die Position und/oder die Geschwindigkeit des beweglichen Teiles
abgeleitet werden können.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen und Verbesserungen der Erfindung sind den
weiteren Unteransprüchen zu entnehmen.
Durch die vorgeschlagene Anordnung von Eisenjochen, Permanentmagneten und
Spulen kann eine kleine Induktivität der Spulen erzielt werden, wodurch die gewünsch
ten Kräfte schnell eingestellt werden; darüber hinaus kann die Endlage auch durch
rechtzeitige Kraftumkehr sanft und ohne harten Anschlag erreicht werden.
Eine evtl. erforderliche Verriegelung einer oder beiden Endlagen kann in einfacher
Weise durch Haftmagnete erreicht werden, die zur Entriegelung dieser Positionen von
der Kraft des als Linearmotors ausgebildeten Antriebes geöffnet werden.
Anhand der Zeichnung, in der einige Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt
sind, sollen die Erfindung sowie weitere vorteilhafte Ausgestaltungen und Verbesse
rungen der Erfindung näher erläutert und beschrieben werden.
Es zeigen:
Fig. 1 die Ansicht einer Hälfte des ruhenden Teiles eines Linearmotors,
Fig. 2 die Ansicht einer dreiphasigen Spulenanordnung für den bewegten Teil,
Fig. 3 eine Hälfte des ruhenden Teiles mit dreiphasiger Spulenanordnung in einem
Halterahmen
Fig. 4 Schnitt durch beide Hälften des ruhenden Teiles und durch die dreiphasige
Spulenanordnung, ohne Stromdurchfluß, mit magnetischen Feldlinien,
Fig. 5 einen Schnitt durch beide Hälften des runden Teiles und durch die dreipha
sige Spulenanordnung bei Stromdurchfluß mit magnetischen Feldlinien,
Fig. 6 eine graphische Darstellung der sinusförmigen positionsabhängigen Ströme
der einzelnen Spulen für eine konstante Kraft über der Stellung des beweg
lichen Teiles, und
Fig. 7 ein Blockschaltbild des Prinzipes der elektrischen Steuerung und Regelung.
Auf einem Träger 10, der als Platte ausgebildet ist und aus weichmagnetischem Mate
rial bestehen kann, ist ein Joch 11 aufgesetzt, welches aus weichmagnetischem Mate
rial besteht. Wenn der Träger weichmagnetisch ausgeführt wird, wird das Joch 11 ma
gnetisch entlastet.
Auf dem Joch 11 sind Permanentmagnete 12 bis 15 aufgebracht, bei denen mit einer
strichlierten Linie 16a (siehe Permanentmagnet 12) eine Ebene angedeutet ist, auf der
einen Seite der strichlierten Linie 16 sich der Nordpol und auf der anderen Seite der
Südpol des Permanentmagneten befinden.
Bei dem ganz rechts in der Zeichnung gezeigten Permanentmagneten sowie dem Per
manentmagneten 14 (zweiter von links) weist der Nordpol N zum Joch 11 hin, wogegen
bei dem zwischen dem Permanentmagneten 12 und 14 liegenden Permanentmagneten
13 und dem links liegenden Permanentmagneten 15 der Südpol S zum Joch hingerich
tet ist. Dadurch wechseln sich Nord- und Südpole der einzelnen Permanentmagnete
12,13,14 und 15 in ihrer Lage ab.
Die Abmessungen der Permanentmagnete 12, 13, 14 und 15 und ihre Anordnung auf
dem Joch 11 mit ihren Abständen 16, 17 und 18 erzeugen eine annähernd sinusför
mige magnetische Induktion senkrecht zur Luftspaltebene zwischen den Permanent
magneten 12 bis 15 und dem beweglichen Teil (Fig. 2) des Linearmotors. Dabei sind
die Abstände 16, 17 und 18 zu optimieren: wenn die Abstände 16, 17, 18 klein sind,
sich die Magnetbelegung 100% annähert, ergibt sich näherungsweise eine Rechteck
verteilung der magnetischen Induktion senkrecht zur Luftspaltebene zwischen den
Permanentmagneten 12 bis 15 und dem beweglichen Teil (Fig. 2) des Linearmotors.
Durch Vergrößerung der Abstände 16, 17 und 18 nähert man sich der Sinusform der
magnetischen Induktion an.
Die Fig. 2 zeigt eine perspektivische Darstellung des beweglichen Teiles des Linear
motors. Er besteht im wesentlichen aus einem Anker 20 aus mehreren Spulen; hier
sind für ein dreiphasiges Wicklungssystem drei Spulen 21, 22 und 23 vorgesehen. Die
Spule 21 ist langgestreckt rechteckig, wobei die Schmalseiten 24 und 25 der Spule 21
in eine Richtung unter einem Winkel von < 90° aus der Ebene der Spule 21 heraus
abgekröpft bzw. ausgebogen sind; die Schmalseiten 26, 27 der Spule 23 sind in ent
sprechender Weise in entgegengesetzte Richtung ausgebogen bzw. abgekröpft, und
die mittlere Spule 22 ist so ausgebildet, daß sie eine Ebene aufspannt.
Alle drei Spulen bilden ein dreiphasiges Wickelsystem. Werden diesen Spulen sinus
förmige Ströme positionsabhängig eingeprägt, siehe Fig. 6, dann ergibt sich unter der
Voraussetzung einer sinusförmigen Induktion senkrecht zur Luftspaltebene eine prak
tisch positionsunabhängige Kraft. Der Zusammenhang zwischen der absoluten Höhe
der Ströme und der erzeugten Kraft ist im gesamten sinnvollen Betriebsbereich des
Motors, also in dem Bereich, der zur Betätigung des beweglichen Kontaktstückes aus
genutzt wird, konstant, da sich die Kraft in diesem "sinnvollen" Bereich linear mit dem
Strom ändert, weil einerseits aufgrund des großen, für die Ankerwicklung wirksamen
Luftspaltes keine Sättigung des weichmagnetischen Joches, ggf. seines weichmagneti
schen Trägers auftritt. Andererseits wird aufgrund der Ausführung mit großen effektiven
Luftspalten das Erregerfeld durch die Spulenströme nur gering beeinflußt.
In der Fig. 2 ist der Anker für das bewegliche Teil für eine dreiphasige Wicklung ge
zeigt. Das Prinzip läßt sich selbstverständlich auch mit weniger oder mehr Phasen der
Wicklung erzielen. Die Vorteile der dreiphasigen Wicklung liegen in der großen Ver
breitung des Konzeptes bei rotierenden Maschinen und daraus resultierenden großen
Auswahl an Komponenten für Stromrichter, Stromsteller und Regelung. Im Vergleich zu
einer zweiphasigen Wicklung kommt die dreiphasige Wicklung gemäß Fig. 2 darüber
hinaus mit der geringeren Anzahl von Halbleiterventilen für die Ansteuerung aus, da die
Summe der Ströme im dreiphasigen System ohne Rückleiter Null ist und somit die
Strompfade der Rückleiter entfallen können.
Die elektrische Verbindung des bewegten Teiles zum feststehenden Teil kann durch
Schleifkontakte oder durch biegsame Leiter realisiert werden; da biegsame Leiter ins
besondere bei Schaltgeräten im Mittelspannungsbereich eine hohe Zuverlässigkeit
nachgewiesen haben, mögen biegsame Leiter bevorzugt werden.
Die Fig. 3 zeigt ein mögliches Ausführungsbeispiel eines solchen Antriebes auf sche
matische Weise. An dem feststehenden Joch 10 ist an dessen unterer Seite ein lang
gestreckter Gleitbock 30 angebracht, der mittig eine rechteckige Rille 31 trägt. Der An
ker mit den Spulen 21, 22 und 23 ist in einen rechteckigen Rahmen 32 eingesetzt, wo
bei die mittlere Spule 22 sich in der Ebene befindet, die durch den Rahmen 32 aufge
spannt ist. Der Anker mit den Spulen 21, 22, 23 befindet sich innerhalb des Rahmens
32; der untere Quersteg 33 des Rahmens ist so ausgebildet, daß er innerhalb der
Längsrille 31 gleiten kann. Senkrecht zu dem unteren Quersteg 33, ebenso zum oberen
Quersteg 34 und parallel zu den senkrecht dazu verlaufenden Längsstegen 35 und 36
sind Verstrebungen 37, 38, 39 und 40 vorgesehen. Die Verstrebungen 37 und 40
liegen an den senkrecht verlaufenden Längsstegen 35 und 36 an.
An der Außenseite der Längsstrebe 36 ist ein dreieckförmiger Anschluß 45 vorgese
hen, an dessen Spitze ein Anschlußauge 46 mit einer Gelenkbohrung 47 angeordnet
ist und die von dem Rahmen 32 weg weist, an der das bewegliche Kontaktstück oder
ein entsprechendes Zwischenglied (nicht gezeigt) angelenkt ist.
Man erkennt in der Fig. 3 auch den Träger 10, das Joch 11 sowie die Permanentma
gnete 15 und 14.
Man erkennt aus der Fig. 3, daß die Abkröpfungen 24 und 25 außerhalb der parallel zu
dem Querbock oder Träger 30 verlaufenden oberen und unteren Kanten der Perma
nentmagnete 12 bis 15 bzw. des Joches 11 liegen, so daß der Luftspalt zwischen den
Permanentmagneten und den Spulenstegen eingestellt werden kann.
Anstatt eines Gleitbocks können auch Führungsrohre oder -Stangen oder dgl. verwen
det werden, die zur linearen Führung dienen.
Oben ist gesagt worden, daß die Spulen 21 bis 23 im wesentlichen eine rechteckige
Form aufweisen; die längs verlaufenden Spulenabschnitte der einzelnen Spulen besit
zen folgende Bezugsziffern: die Längsschenkel der Spule 21 tragen die Bezugsziffern
21a, 21b; diejenigen der Spule 22 die Bezugsziffern 22a und 22a, und die Längsschen
kel der Spule 23 die Bezugsziffern 23a und 23b.
Die Fig. 4 zeigt zwei sich gegenüberliegende Joche 11, 11a, auf denen Permanent
magnete 12, 13, 14 und 15 bzw. 12a, 13a, 14a und 15a angebracht sind. Im Zwischen
raum zwischen den Permanentmagneten 12, 12a und 13, 13a befindet sich die An
keranordnung mit den Längsschenkeln 21a, 22a, 23a; 21b, 22b, 23b. Bei dieser An
ordnung werden durch die Permanentmagnete Feldlinien 55 erzeugt, die Polteilung ist
mit T bezeichnet. Der Verlauf der Induktion senkrecht zum Luftspalt 51 ist hier etwa si
nusförmig.
Wenn nun durch die Spulen 21, 22 und 23 mit den Längsschenkeln 21a, 22a, 23a so
wie 21b, 22b, 23b Ströme fließen, der bei der Darstellung gemäß Fig. 5 in den Längs
stegen 21a, 22a, 23a zum Betrachter hin fließt, und in den Längsstegen 21b, 22b, 23b
vom Betrachter weg, dann erhält man im Bereich der Permanentmagnete 12, 12a; 13,
13a eine Bewegung des Ankers nach links. Dadurch ergeben sich bei der Position 0
Ströme unterschiedlicher Höhe, die durch unterschiedliche Größe der Strompfeile ge
kennzeichnet sind. Die Stromhöhen selbst ergeben sich für jede Stellung des bewegli
chen Teiles entsprechend der Kurven der Fig. 6.
Die Fig. 6 zeigt die eingeprägten Ströme, wobei auf der Abszisse die Position in Poltei
lungen und auf der Ordinate die relative Stromhöhe aufgetragen ist.
Die Fig. 7 zeigt eine Schaltungsanordnung im Blockschaltbild zur Ansteuerung der
Spulen 21, 22 und 23. Von einer Hilfsspannungsversorgung wird Energie über Leitun
gen 60, 61 einem Netzteil 62 zugeführt, wodurch ein Kondensator 63 aufgeladen wird,
der die Energie speichert, die für eine Ausschaltung, eine Einschaltung sowie eine wei
tere Ausschaltung erforderlich ist (O-C-O-Zyklus). Der Kondensator 63 entlädt seine
Energie über einen Stromrichter 64, der mit den Spulen 21, 22 und 23 verbunden ist.
Der Stromrichter 64 schaltet die Spulen 21, 22 und 23 an den Kondensator 63.
Über Sensoren 65 und 66 wird der Iststrom in den Zuleitungen zu den beiden Spulen
21 und 22 gemessen und einem Stromregler 66 zugeführt, der selbst wiederum die
einzelnen Schalter U, V, W, X, Y, Z des Stromrichters 64 steuert, was durch die Buch
staben u . . . z am Stromregler 66 angedeutet ist.
Über eine Leitung 67 wird die Schaltstellung des Ankers bzw. des beweglichen Kon
taktstückes einer Einrichtung 69 zugeführt, in der Strom-Soll-Werte ermittelt werden,
die über Leitungen 70, 71 dem Stromregler 66 zugeführt werden, so daß der Stromreg
ler 66 den Stromrichter 64 ansteuern kann.
Es besteht auch die Möglichkeit, die erforderliche Kraft aus der Position des Kontakt
stückes zu definieren; dadurch kann eine Einrichtung zur Erzeugung eines Kraft-Soll-
Wertes 71 das dem der Stellung des Kontaktstückes zugehörigen Positionssignals ent
spricht, vorgesehen sein; die Einrichtung 71 gibt ein Signal über eine Leitung 72 für die
Kraft F-Soll an die Einrichtung 69 ab, wodurch der Stromregler 66 angesteuert wird.
Wenn ein bestimmter Geschwindigkeitsverlauf eingehalten werden soll, dann wird von
einer Einrichtung 73 zur Erzeugung eines Geschwindigkeits-Soll-Wertes v-Soll über
eine Leitung 74 die Einrichtung 71 sowie von der Einrichtung 71 die Einrichtung 69 an
gesteuert, die selbst wiederum die Strom-Soll-Werte dem Stromregler 66 zuführt. Da
bei wird aus der Position des beweglichen Kontaktstückes die Einrichtung 73 gesteu
ert.
Es besteht auch die Möglichkeit, die Geschwindigkeit des beweglichen Kontaktstückes
direkt zu messen; dann würde die Signalleitung für die Geschwindigkeitssignale direkt
der Einrichtung 71 zur Erzeugung des Kraft-Soll-Wertes zugeführt.
Mit der erfindungsgemäßen Anordnung ergeben sich eine Reihe von Vorteilen; insbe
sondere ist es ohne weiteres möglich durch geeignete Ansteuerung den Geschwindig
keitsverlauf des Kontaktstückes sowie den Kraftbedarf korrekt einzuhalten.
Claims (16)
1. Antrieb für das bewegliche Kontaktstück eines Hochspannungsleistungsschal
ters, insbesondere eines SF6-Leistungsschalters, dadurch gekennzeichnet, daß das
bewegliche Kontaktstück mit dem beweglichen Teil eines entsprechend dem Kraftbe
darf und/oder der Soll-Ausschaltgeschwindigkeit angesteuerten elektrischen Linearmo
tors verbunden ist.
2. Antrieb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Prinzip einer
Transversalflußmaschine angewendet ist.
3. Antrieb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Prinzip des Re
luktanzmotors, mit oder ohne Einsatz von Permanentmagneten, angewendet ist.
4. Antrieb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Prinzip des Ho
mopolarmotors oder des Heteropolarmotors angewendet ist.
5. Antrieb nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der
feststehende Teil des Motors in Richtung der Bewegung des beweglichen Teiles ne
beneinander angeordnete auf einem weichmagnetischen Joch befestigte Permanent
magnete, die wechselweise mit dem Nord- bzw. Südpol gegen das Joch anliegen, und
der bewegliche Teil eine wenigstens einphasige Spulenanordnung aufweisen.
6. Antrieb nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Abstand der
Permanentmagnete voneinander in Richtung der Bewegung des beweglichen Teiles
gesehen so gewählt ist, daß die magnetische Induktion senkrecht zur Luftspaltebene
zwischen dem beweglichen und dem feststehenden Teil annähernd eine Sinusfunktion
ist.
7. Antrieb nach einem der Ansprüche 5 und 6, dadurch gekennzeichnet, daß das
Joch aus massivem oder lamellierten weichmagnetischem Material besteht.
8. Antrieb nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der
bewegliche Teil aus einer wenigstens einphasigen Spulenanordnung, vorzugsweise
aus einer dreiphasigen Spulenanordnung, besteht.
9. Antrieb nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der
feststehende Teil des Motors aus einer Anordnung aus Spulen und weichmagneti
schem Material aufgebaut ist, daß der bewegliche Teil aus einem elektrisch leitfähigen
Material besteht, in das zur Krafterzeugung über den feststehenden Teil Ströme indu
zierbar sind.
10. Antrieb nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß der bewegliche Teil
massiv, spulenförmig oder in der Struktur eines Käfigs aufgebaut ist.
11. Antrieb nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß der bewegliche
Teil zumindest teilweise Material umfaßt, das weichmagnetisch und/oder elektrisch
leitfähig ist.
12. Antrieb nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,
daß zur Erzielung einer magnetischen Induktion Mittel zur Erzeugung einer elektri
schen Erregung vorgesehen sind.
13. Antrieb nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,
daß magnetische Asymmetrien vorgesehen sind, so daß aus Anschlußklemmengrößen
des Motors (Strom, Spannung) Informationen und Signale betreffend Position und/oder
Geschwindigkeit des beweglichen Teiles ableitbar sind.
14. Antrieb nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,
daß der feststehende Teil einfach ausgeführt ist, und der bewegliche Teil sich auf einer
Seite des feststehenden Teiles befindet.
15. Antrieb nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß
zwei feststehende Teile, die in Abstand zueinander angeordnet sind, vorgesehen sind,
wobei das bewegliche Teil dazwischen bewegbar ist.
16. Antrieb nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,
daß zur Verriegelung des beweglichen Teiles in den beiden Endstellungen Haftma
gnete, Federelemente und dgl. verwendbar sind.
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---|---|---|---|
DE1998137009 DE19837009A1 (de) | 1998-08-14 | 1998-08-14 | Antrieb für das bewegliche Kontaktstück eines Hochspannungsleistungsschalters |
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Country Status (2)
Country | Link |
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