EP0879474A1 - Elektronische schaltmagnetansteuerung zum einschalten und halten eines schutzes - Google Patents

Elektronische schaltmagnetansteuerung zum einschalten und halten eines schutzes

Info

Publication number
EP0879474A1
EP0879474A1 EP97900969A EP97900969A EP0879474A1 EP 0879474 A1 EP0879474 A1 EP 0879474A1 EP 97900969 A EP97900969 A EP 97900969A EP 97900969 A EP97900969 A EP 97900969A EP 0879474 A1 EP0879474 A1 EP 0879474A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
armature
current
sensor
electronic
contactor
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
EP97900969A
Other languages
English (en)
French (fr)
Other versions
EP0879474B1 (de
Inventor
Klaus Dieter NÜRENBERG
Ralf Thar
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Eaton Industries GmbH
Original Assignee
Kloeckner Moeller GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Kloeckner Moeller GmbH filed Critical Kloeckner Moeller GmbH
Publication of EP0879474A1 publication Critical patent/EP0879474A1/de
Application granted granted Critical
Publication of EP0879474B1 publication Critical patent/EP0879474B1/de
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H9/00—Details of switching devices, not covered by groups H01H1/00 - H01H7/00
    • H01H9/16—Indicators for switching condition, e.g. "on" or "off"
    • H01H9/168—Indicators for switching condition, e.g. "on" or "off" making use of an electromagnetic wave communication
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H47/00—Circuit arrangements not adapted to a particular application of the relay and designed to obtain desired operating characteristics or to provide energising current
    • H01H47/002—Monitoring or fail-safe circuits
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H50/00—Details of electromagnetic relays
    • H01H50/08—Indicators; Distinguishing marks

Definitions

  • the invention relates to an electronic switching magnet control for contactors, the protection having a displacement sensor with which the position of the armature can be determined, and the switching magnet control a measuring sensor that determines the actual current in the armature coil of the contactor, a current Target generator, which specifies a target current as a function of the position of the armature, and has a voltage regulator which specifies the voltage applied to the armature coil as a function of the current deviation between the actual current and target current.
  • DE 44 09 010 AI describes a switching device in which the position of the movable member, in particular the armature of a protection, can be determined during the switching process by means of a sensor.
  • the sensor is a potentiometer, consisting of an elongated sensor element and a movable rotor attached to the armature, which is supported on the sensor element.
  • the coil current is controlled over the entire displacement distance during the switching process, which on the one hand increases the closing force of the protection and on the other hand improves the electrical and mechanical durability of the device.
  • a current meter is connected in series to the coil.
  • the coil current is controlled as a function of the difference between the target coil current and the measured actual coil current by means of a pulse modulation circuit, the coil current depending on the level of the pulse size modulation.
  • a potentiometer as a position sensor has several disadvantages.
  • the resistance of the potentiometer is temperature-dependent, so that the actual position of the armature in the event of temperature fluctuations cannot be determined by the switching device without additional outlay on circuitry.
  • the armature moved by the coil is braked by the required pressing force of the sliding contacts of the potentiometer, which increases the coil current unnecessarily and thus reduces the electrical durability. Due to the relatively fast movement of the armature, the resistance area of the potentiometer is additionally stressed, which leads to changes in resistance due to detachment or abrasion of the resistance material. In this case, it is no longer possible to control the contactor.
  • the object of the invention is therefore to further develop an electronic solenoid control of the type mentioned above in such a way that the position of the armature can be determined without the force exerted on the armature, the position determination being independent of any temperature fluctuations.
  • the displacement sensor has a number n sensors, in particular mechanical switches, light barriers, Hall detectors or induction switches, which are arranged along the stroke distance to be covered by the armature and by means of which the position of the armature can be discretely determined, and that each sensor of the displacement sensor a target current value is assigned.
  • n sensors in particular mechanical switches, light barriers, Hall detectors or induction switches, which are arranged along the stroke distance to be covered by the armature and by means of which the position of the armature can be discretely determined, and that each sensor of the displacement sensor a target current value is assigned.
  • the target current is a function of the position of the armature or a function of the time and position of the armature. Due to the position-dependent current specification, a higher target current can advantageously be specified at the beginning of the switching process. As soon as the armature or the switching contacts have been accelerated and a maximum speed has been reached, the inertia of the armature is sufficient to move the armature into the ON position. The current through the coil can therefore be small compared to the initial current, since smaller acceleration forces are sufficient to accelerate the armature.
  • a maximum target current is advantageously specified again at the end of the switch-on process so that the armature is pressed firmly against the fixed parts of the magnetic circuit. Since the armature and the switching contacts of the protection are not rigidly connected to one another, the armature can be moved a smaller distance after the switching contacts have closed. This distance is also known as the residual anchor stroke. It has now been shown that a defined armature speed during the closing of the switch contacts of the protection means that the contact bounce of the switch contacts can be considerably reduced and thus an increase in the service life.
  • the n sensors are distributed at equal distances from one another over the stroke distance. are arranged.
  • the sensors recognize the armature or its markings, passages, protrusions or depressions and each send a specific signal to the switching magnet control.
  • the first sensor recognizes or detects the armature or its markings immediately after leaving the rest position or the exhibition.
  • the last sensor recognizes or detects the armature or its markings immediately before reaching the stop position or the ON position.
  • the ON position of the contactor is the position in which the circuit is closed. The position and speed of the armature can thus be determined precisely. The greater the accuracy requirements for determining the position and / or the speed, the higher the number of sensors to be selected.
  • the optimal target current values are determined empirically or arithmetically and stored in a memory.
  • the target current values or the course of the target current curve depend crucially on the length of the stroke, the inertia or mass of the armature and the switching contacts attached to it.
  • the switch-on process can be started, for example, by a start signal. However, it is also possible that the switch-on process is started when the supply voltage of the solenoid control exceeds a certain value. It is particularly advantageous if, at the beginning of the switch-on process, the current setpoint generator specifies a constant current profile or degressive or ramped current profile, each starting from zero, until the first sensor detects the armature or its markings by moving the armature and has given a corresponding signal to the switching magnet control. As soon as the first sensor or one of the subsequent sensors the anchor or its markings is detected, the So11 current value associated with the corresponding sensor is read from the memory. This nominal current value transmitter is specified by means of the current nominal value transmitter until the next sensor detects the armature or the markings, in which case another nominal current value is then generally specified.
  • a timer is also advantageously reset and started. For circuitry reasons, it is proposed to use only one timer. If only one timepiece is used, the timepiece must be reset and restarted each time the anchor is detected by a new sensor. However, it is also conceivable for the timer to run continuously and for the time to be stored in a memory each time the armature is detected by a new sensor. By comparing the stored time with the elapsed time, it is then also possible to determine the time that has passed since the anchor was detected by the previous sensor.
  • a certain time for driving through a distance determined by two sensors is exceeded, this is evaluated as an error and the switching magnet control is caused to abort the switch-on process or to start an emergency aid program for a predeterminable time. If the next sensor is not reached even after the emergency time has elapsed, the switch-on process is finally stopped. During the duration of the emergency aid program, a maximum target current is advantageously specified in order to accelerate a possibly stuck armature with the maximum available force. If the next sensor detects the anchor within the duration of the emergency aid program, the switch-on process is continued as normal.
  • a maximum time is predefined for each section of the stroke distance determined by two sensors arranged next to one another, after the anchor must reach the next sensor.
  • the maximum time is also stored in a memory.
  • a plurality of setpoint current values are assigned to each sensor of the displacement sensor, the setpoint current values assigned to a sensor each being assigned to different time intervals. This is particularly advantageous if, depending on the inertia or sluggishness, the armature and the moving parts operatively connected to it are fast or slow. If the anchor reaches e.g. relatively quickly a certain sensor, this is a sign that the armature can be accelerated without great effort. It is therefore not necessary to specify large target current values. If a relatively long time elapses before the armature is detected by a specific sensor, this is a sign of a great inertia of the armature and the parts that are operatively connected to it.
  • the further desired current values to be specified should be selected accordingly.
  • the time interval which has elapsed since the start of the switch-on process or since the detection of the sensor in front of it has therefore been determined in this embodiment. Then, in accordance with this time interval, the target current value associated with this sensor and the time interval is read out of the memory and specified by means of the target current value transmitter.
  • the current setpoint generator starts a holding program as soon as the switch-on process has been successfully completed or after the last sensor has detected the armature or its markings.
  • the current setpoint generator specifies the holding current, the strength of the holding current being dimensioned such that the force generated by the magnetic field of the coil is just sufficient to press the armature against the fixed magnetic parts. This makes energy consumption advantageous minimized. This also makes the use of the contactor more economical.
  • the current setpoint generator advantageously specifies a maximum holding current in order to close the switching magnet again with the greatest possible force. If it is determined by means of the sensors that the magnetic circuit is closed again, the current setpoint generator again specifies the smaller holding current. If it is found that the magnetic circuit is still not closed after a predetermined time, the holding phase is ended and the contactor is opened or the switch-off process is initiated.
  • the electronic switching magnet control has a data and / or control bus and communicates with other electronic devices via it.
  • the switching magnet control itself can also be controlled by means of the data and / or control bus. It is also conceivable that other electronic devices are controlled by the solenoid control via the data and / or control bus.
  • Figure 1 A mechanical representation of an electronically controlled contactor
  • FIG. 2 an electronically controlled contactor with closed contacts
  • Figure 2b an electronically controlled contactor, the switching magnet was slightly opened by external influences
  • FIG. 3 a path-time diagram to show a normal closing process and the subsequent holding phase
  • FIG. 4 a path-time diagram to show two closing processes, the armature at A having a smaller moment of inertia than the armature at B;
  • Figure 5 is a block diagram of the electronic Wegmagnet ⁇ control
  • FIG. 6 a flow chart of a program wa for controlling the switching-on process of a controlled contactor according to FIG. 1.
  • FIG. 1 shows an electronically controlled contactor 2 with which at least one phase 15 of a circuit can be interrupted or closed.
  • the switching contact 5 of the contactor 2 is in the open position, ie the current path 15 is interrupted.
  • the switching contact 5 acted upon by a contact spring 5a is loosely connected to an armature 4 which can be moved by means of a coil 7.
  • a current I By applying a voltage U le to the connecting wires 7a of the coil 7, a current I, st flows in the coil 7, which current generates a magnetic field which pulls the armature 4 into the coil 7.
  • the current I actual is determined by means of the ammeter 6 and transmitted to the switching magnet control, not shown.
  • the armature 4 of the contactor 2 covers the stroke distance H between the ON position (FIG.
  • the anchor 4 has a mark 4a, which by means of Sensors S, 3a is detected as soon as the marking 4a passes the sensor S, 3a.
  • the sensors S, 3a can be light barriers, with exactly one light source 3a being arranged opposite each photodetector S.
  • the marking 4a can be a recess or bore, so that the light from a light source 3a is detected by the associated photodetector S as soon as the marking 4a of the armature 4 is exactly between the light source 3a and the associated sensor S.
  • the photodetectors S and the light sources 3a are connected by means of the feed lines 3b, 3c to the switching magnet control, not shown.
  • the displacement sensor 3 consists of n equal to seven light barriers with the sensors S t to S 7 .
  • marking 4a of armature 4 will first pass sensor S 1 . Shortly before the marking 4a has passed the last sensor S 7 , the switching contact 5 closes. The armature 4 is then moved by the remaining armature stroke until the marking 4a has also passed the last sensor S 7 . At this moment the armature 4 closes the magnetic circuit.
  • FIG. 3 shows in connection with FIG. 5 a time diagram to show a normal closing process and the subsequent holding phase.
  • the upper diagram shows a path-time diagram for the position of the marking 4a or the armature 4.
  • the switch-on process is started at time T equal to zero.
  • a setpoint current I SoU is specified by means of the current setpoint generator 8.
  • the current profile of the target current I SoU is an exponential function, the target current I SoU rising from zero towards a final value l m ⁇ .
  • the armature 4 is accelerated by the magnetic field of the coil 7, the marking 4a of the armature 4 moving in the direction of the first sensor S.
  • the switching magnet control specifies the target current I target 1 associated with the sensor S by means of the current setpoint generator 8.
  • the voltage divider 9 specifies a new voltage such that an actual current I actual is set in the coil 7, which is equal to the target current I target 1 .
  • the armature 4 with the switch contacts 5 attached to it is accelerated further in the direction of the ON position, as a result of which the mark 4a is detected by a second sensor S 2 after a time T 2 .
  • a new set current I set 2 is specified again by means of the current setpoint generator 8. This process is repeated for each sensor S ( .
  • the current setpoint generator 8 specifies a setpoint current I set 9 or I SoU 8 .
  • This maximum possible current is calculated in such a way that it can also be predetermined or regulated by means of the voltage regulator 9 when the supply voltage of the solenoid control 1 corresponds only to approximately 75% of the normal supply voltage I SoU 9 is from time T 9 for a certain Time specified, so that it is always ensured that the switching magnet is firmly closed and the armature 4 no longer bounces.
  • the switching magnet control switches to the holding phase, a current 1 holding being specified by means of the current setpoint generator 8, which is dimensioned such that the switching magnet just remains closed and the magnetic circuit is not opened even with normal vibrations . If the switching contacts 5 are deflected due to excessive vibrations, the armature 4 is also moved, the marking 4a being detected first by the last sensor S 9 . If this happens during the holding phase, as in 22 of FIG. 3, from time T 10 at which sensor S 9 detects the marking, the maximum possible target current I ma ⁇ is specified until sensor S 9 detects marking 4a no longer detected. However, it is also possible for the maximum set current I ma ⁇ to be predetermined for a certain time from the time T n , so that it is also ensured, as in the switch-on process, that the switch contacts 5 no longer bounce.
  • FIG. 4 show two possible acceleration processes A and B of the armature 4.
  • each sensor S only a fixed target current I SoU . assigned, so with an intelligent switching magnet control according to FIG. 4, a sensor S - a plurality of target currents I SoU . , assigned. It depends on the time elapsed until detection by the sensor S f which target current I target . , is specified.
  • the armature 4 and the parts of the contactor 2 to be accelerated by it have a smaller inertia in comparison to B, whereby the armature 4 is accelerated faster with the same initial predetermined target current I. u and accordingly also the marking from the first sensor S 1 is detected than in B.
  • the slower acceleration of the armature 4 at B can also result from the armature 4 being stuck or from the contactor being in an unfavorable installation position for switching on. Passes up if more time is to be detected, this means that the armature 4 is sluggish or sluggish and is more difficult to accelerate.
  • a larger acceleration force must be generated by means of the coil magnetic field. This means that the coil current must be increased accordingly. Since the time elapsed until detection is a measure of the inertia, a larger target current I target , is given in accordance with the past time.
  • FIG. 5 shows a block diagram of an intelligent switching solenoid control 1 in which the target currents I SoU; , depend on the time elapsed until the associated sensor S 1 is detected.
  • the solenoid control 1 has a control block 17.
  • the switch-on or switch-off process can be initiated by means of conventional input means 13. It is also advantageous if the solenoid control 1 has an auxiliary power supply 16 and the control is carried out via a bus control signal. From the supply voltage U v supplied by the control block 17, the coil voltage U s le lying on the coil 7 is adjusted by means of the voltage regulator 9 as a function of the difference between I, st and I Soll .
  • the timer 10 is controlled, ie reset and / or started, by means of the control block 17 and the displacement sensor 3.
  • the current setpoints ISoll, i t j are advantageously stored in a non-volatile memory 11 and are read out accordingly and fed to the comparator 20.
  • the actual current I of the coil 7 is determined by means of the ammeter 6 and is likewise fed to the comparator 20. Both the actual current I actual and the signals from the displacement sensor 3 and the contact system, consisting, among other things, of the switching contacts 5, are fed to the message block 19.
  • the message block 19 communicates with other electronic devices, not shown, by means of a data and / or control bus 12.
  • the Switching solenoid control 1 has a control circuit 18, by means of which the contactor is switched off.
  • FIG. 6 shows a flow chart for the switching magnet control 1 according to the invention.
  • the program sequence shown is the same for the normal and intelligent switching magnet control 1.
  • normal switching magnet control 1 only one target current I target is assigned to each sensor S, these being predetermined in each case in step S2 by means of the current target value transmitter 8.
  • ⁇ to specify which of the time duration or the time interval ⁇ ; , depends on the detection of the associated sensor S ⁇ (intelligent switching magnet control).
  • a start signal starts the switch-on process. This can be done by the supply voltage exceeding a certain voltage level. The voltage level is dimensioned so that the voltage is sufficient to regulate all current setpoints.
  • step S2 the target current I SoU 1 or I target 1 ⁇ is specified after detecting the first sensor SI. Simultaneously or immediately thereafter, the timer 10 is reset and restarted in step S3. After step S3, the loop S4, S5 is run through until the next sensor S k + 1 has detected the marking 4a (step S5) or has exceeded the time t (k) associated with sensor S k (step S4). If this time t (k) is exceeded, the program branches to an emergency aid program to step S8. In step S8, a higher nominal current value I SoU than the nominal current I nominal k is specified in order to accelerate the armature with the maximum possible force. After step S8, it may be expedient to reset and start the timer 10 again.
  • step S9 a loop consisting of steps S9 and S10 is run through again until the next sensor S k + 1 has detected the marking 4a (step S10) or the time t a measured by means of the timer 10 for the respective sensor S k proper time t (k) has exceeded (step S9). If the maximum time is exceeded during the emergency aid program (steps S8, S9, S10, SI1), the abort or switch-off process is initiated with step SI1 and a corresponding message is sent to other electronic devices by means of the data and / or control signal Components sent out. However, if the next sensor S k + 1 detects the marking 4a (step S10), the system branches back to the switch-on program and step S6 is carried out.
  • step S6 If the last sensor S n has detected the marking, the switch-on process is completed and the holding phase is initiated with step S7, ie the holding current I hold is specified until the switch-off process is initiated. If, on the other hand, it is determined in step S6 that the marking 4a has not yet passed the last sensor, a branch is made to step S2 and a new target current I target k + 1 is specified.

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Relay Circuits (AREA)
  • Control Of Linear Motors (AREA)
  • Keying Circuit Devices (AREA)

Description

B e s c h r e i b u n g
Elektronische Schaltmagnetansteuerung zum Einschalten und
Halten eines Schützes
Technisches Gebiet
Die Erfindung betrifft eine elektronische Schaltmagnetansteue- rung für Schütze, wobei das Schutz einen Wegsensor hat, mit dem die Position des Ankers bestimmbar ist, und die Schalt- magnetansteuerung einen Meßaufnehmer, der den Ist-Strom in der Ankerspule des Schützes ermittelt, einen Strom-Sollgeber, der in Abhängigkeit der Position des Ankers einen Soll-Strom vorgibt, und einen Spannungssteller hat, der die an der Anker¬ spule anliegende Spannung in Abhängigkeit von der Stromabwei¬ chung zwischen Ist-Strom und Soll-Strom vorgibt.
Stand der Technik
Die DE 44 09 010 AI beschreibt eine Schaltvorrichtung, bei der mittels eines Sensors die Position des beweglichen Organs, insbesondere des Ankers eines Schutzes, wahrend des Schaltvor¬ ganges bestimmbar ist. Der Sensor ist dabei ein Potentiometer, bestehend aus einem längsgestreckten Fühlerelement und einem am Anker befestigten beweglichen Laufer, welcher sich auf dem Fühlereiement abstutzt. Mittels der ermittelten Position des beweglichen Organs des Schutzes wird wahrend des Schaltvor- gangs der Spulenstrom über die gesamte Verεchiebungsstrecke gesteuert, womit zum einen die Schließkraft des Schutzes erhöht und zum anderen die elektrische und mechanische Halt¬ barkeit der Vorrichtung verbessert wird. Zur Steuerung des Spulenstroms ist der Spule ein Strommesser in Reihe geεchal¬ tet. Der Spulenstrom wird dabei in Abhängigkeit der Differenz zwischen Soll-Spulenstrom und gemessenem Ist-Spulenstrom mittels einer Impulsmodulations-Schaltung gesteuert, wobei der Spulenstrom vom Niveau der Impulsgrößenmodulation abhängt. Der Einsatz eines Potetiometers als Positionssensor hat jedoch mehrere Nachteile. So ist zum einen der Widerstand des Poten- tionemeters temperaturabhangig, wodurch die tatsächliche Position des Ankers bei Temperaturschwankungen von der Schalt¬ vorrichtung nicht ohne zusatzlichen schaltungstechnischen Aufwand ermittelt werden kann. Zum anderen wird der von der Spule bewegte Anker durch die erforderliche Andruckkraft der Schleifkontakte des Potemtiometers gebremst, wodurch der Spulenstrom unnötig erhöht wird und somit die elektrische Haltbarkeit herabgesetzt wird. Durch das relativ schnelle Verfahren des Ankers wird zusätzlich die Widerstandstlache des Potentiometers stark beansprucht, wodurch es zu Widerstands¬ veränderungen bedingt durch Ablösungen bzw. Abrieb des Wider¬ standsmaterials kommt. Eine Ansteuerung des Schützes ist in diesem Fall nicht mehr möglich.
Darstellung der Erfindung
Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine elektronische Schalt- magnetansteuerung der oben genannten Art derart weiterzubil¬ den, daß die Position des Ankers ohne Krafteinwirkung auf den Anker bestimmbar ist, wobei die Positionsbestimmung unabhängig von eventuellen Temperaturschwankungen ist.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelost, daß der Wegsensor eine Anzahl n Sensoren, insbesondere mechanische Schalter, Lichtschranken, Halldetektoren oder Induktionsschal¬ ter hat, die entlang der vom Anker zurückzulegenden Hubstrecke angeordnet sind, und mittels derer die Position des Ankers diskret bestimmbar ist, und daß jedem Sensor des Wegsensors ein Soll-Stromwert zugeordnet ist. Durch die Verwendung eines diskreten Sensors liegt die Information über die Position des Ankers des Schütze in digitaler Form vor, wodurch eine Umwand¬ lung des analogen Signals in ein digitales Positionssignl nicht mehr notwendig ist. Hierdurch werden vorteilhaft elek¬ tronische Bauteile eingespart, wodurch der technische Aufwand und die Produktionskosten verringert und gleichzeitig die Funktionssicherheit der Steuerung erhöht wird.
Um eine möglichst definierte Schließgeschwindigkeit des Schaltmagneten zu erzielen, ist der Soll-Strom eine Funktion der Position des Ankers oder eine Funktion der Zeit und der Position des Ankers. Durch die positionsabhangige Stromvorgabe kann zu Beginn des Schaltvorgangs vorteilhaft ein höherer Soll-Strom vorgegeben werden. Sobald der Anker bzw. die Schaltkontakte beschleunigt worden sind und eine maximale Geschwindigkeit erreicht ist, genügt die Trägheit des Ankers, um diesen in die EIN-Stellung zu verfahren. Der Strom durch die Spule kann demnach klein gegenüber den Anfangsstrom sein, da kleinere Beschleunigungskrafte ausreichen, um den Anker zu beschleunigen. Um ein sicheres Schließen des Schaltmagneten zu erreichen, wird vorteilmaßig zum Ende des Einschaltvorganges wieder ein maximaler Soll-Strom vorgegeben, damit der Anker fest gegen die feststehenden Teile des Magnetkreises gedruckt wird. Da der Anker und die Schaltkontakte des Schutzes nicht starr miteinander verbunden sind, kann der Anker nach dem Schließen der Schaltkontakte noch eine kleinere Wegstrecke verfahren werden. Diese Wegstrecke wird auch als Anker-Resthub bezeichnet. Es hat sich nun gezeigt, daß durch eine definierte Ankergeschwindigkeit wahrend des Schließens der Schaltkontakte des Schutzes eine erhebliche Verringerung des Kontaktprellens der Schaltkontakte und damit eine Erhöhung der Lebendauer erzielbar ist.
Es ist weiterhin von Vorteil, wenn die n Sensoren in gleichma¬ ßigen Abstanden zueinander über die Hubstrecke verteilt ange- ordnet sind. Durch das Verfahren des Ankers entlang der an der Hubstrecke angeordneten Sensoren des Wegsensors erkennen die Sensoren den Anker oder dessen Markierungen, Durchlässe, Vorsprünge oder Vertiefungen und senden jeweils ein bestimmtes Signal an die Schaltmagnetansteuerung. Hierbei erkennt bzw. detektiert der erste Sensor den Anker oder dessen Markierungen unmittelbar nach Verlassen der Ruheposition bzw. der Aus¬ stellung. Der letzte Sensor erkennt bzw. detektiert den Anker oder dessen Markierungen unmittelbar vor Erreichen der Halte¬ position bzw. der EIN-Stellung. Die EIN-Stellung des Schützes ist dabei die Stellung, in der der Schaltkreis geschlossen ist. Die Position und die Geschwindigkeit des Ankers ist somit genauestens bestimmbar. Je größer die Genauigkeitsanforderun¬ gen für die Ermittlung der Position und/oder der Geschwindig¬ keit sind, desto höher ist die Anzahl der zu verwendenden Sensoren zu wählen.
Die optimalen Soll-Stromwerte werden im einfachsten Fall empirisch oder rechnerisch ermittelt und in einem Speicher abgelegt. Die Soll-Stromwerte bzw. der Verlauf der Soll-Strom¬ kurve hängt dabei maßgeblich von der Länge der Hubstrecke, der Trägheit bzw. Masse des Ankers und der daran befestigten Schaltkontakte ab.
Der Einschaltvorgang kann z.B. durch ein Startsignal gestartet werden. Es ist jedoch auch möglich, daß der Einschaltvorgang dann gestartet wird, wenn die Versorgungsspannung der Schalt¬ magnetansteuerung einen bestimmten Wert überschreitet. Dabei ist es besonders vorteilhaft, wenn zu Beginn des Einschaltvor¬ gangs der Strom-Sollwertgeber einen konstanten Stromverlauf oder degressiven oder rampenförmigen, jeweils von Null begin¬ nenden Stromverlauf solange vorgibt, bis durch das Verfahren des Ankers der erste Sensor den Anker oder dessen Markierungen detektiert und ein entsprechendes Signal an die Schaltmagnet¬ ansteuerung abgegeben hat. Sobald der erste Sensor oder einer der nachfolgenden Sensoren den Anker oder dessen Markierungen detektiert, wird der zu dem entsprechenden Sensor gehörige So11-Stromwert aus dem Speicher ausgelesen. Dieser Soll-Strom¬ wertgeber wird mittels des Strom-Sollwertgeber solange vorge¬ geben, bis der nächste Sensor den Anker oder die Markierungen detektier, wobei dann im allgemeinen ein anderer Soll-Strom¬ wert vorgegeben wird.
Zu Beginn des Einschaltvorgangs wird vorteilhaft zusätzlich ein Zeitmesser zurückgesetzt und gestartet. Aus schaltungs¬ technischen Gründen wird vorgeschlagen, nur einen Zeitmesser zu verwenden. Wird nur ein Zeitmesser verwendet, so muß der Zeitmesser jedesmal dann zurückgesetzt und wieder neu gestar¬ tet werden, wenn der Anker von einem neuen Sensor detektiert wird. Es ist jedoch auch denkbar, daß der Zeitmesser konti¬ nuierlich durchläuft und jedesmal, wenn der Anker von einem neuen Sensor detektiert wird, die Zeit in einem Speicher abgespeichert wird. Durch Vergleich der abgespeicherten Zeit mit der abgelaufenen Zeit kann dann ebenso die Zeit ermittelt werden, die vergangen ist, seitdem der Anker von dem vorherge¬ henden Sensor detektiert worden ist. Wird eine bestimmte Zeit für das Durchfahren einer durch zwei Sensoren festgelegten Strecke überschritten, so wird dies als Fehler gewertet und die Schaltmagnetansteuerung veranlaßt, den Einschaltvorgang abzubrechen oder ein Nothilfsprogramm für eine vorbestimmbare Zeit zu starten. Wird der nächste Sensor auch nach Ablauf der Notzeit nicht erreicht, wird der Einschaltvorgang endgültig abgebrochen. Während der Dauer des Nothilfsprogramms wird vorteilhaft ein maximaler Soll-Strom vorgegeben, um einen eventuell festsitzenden Anker mit der maximal zur Verfügung stehenden Kraft zu beschleunigen. Detektiert innerhalb der Zeitdauer des Nothilfsprogramms der nächste Sensor den Anker, so wird der Einschaltvorgang normal fortgesetzt.
In einer ebenfalls vorteilhaften Ausführungsform, wird für jede von zwei nebeneinander angeordneten Sensoren festgelegte Teilstrecke der Hubstrecke eine maximale Zeit vorgegeben, nach der der Anker den nächsten Sensor erreichen muß. Die maximale Zeit wird hierbei ebenfalls in einem Speicher abgelegt.
In einer besonders bevorzugten Ausführungsform sind jedem Sensor des Wegsensors mehrere Soll-Stromwerte zugeordnet, wobei die einem Sensor zugeordneten Soll-Stromwerte jeweils unterschiedlichen Zeitintervallen zugeordnet sind. Dies ist besonders dann von Vorteil, wenn je nach Trägheit oder Schwer- gängigkeit der Anzug des Ankers und der mit ihm wirkverbun¬ denen beweglichen Teile schnell oder langsam erfolgt. Erreicht der Anker z.B. relativ schnell einen bestimmten Sensor, so ist dies ein Zeichen dafür, daß der Anker ohne großen Kraftaufwand beschleunigt werden kann. Es ist daher nicht erforderlich große Soll-Stromwerte vorzugeben. Verstreicht relativ viel Zeit, bis der Anker von einem bestimmten Sensor detektiert wird, so ist dies ein Zeichen für eine große Trägheit des Ankers und der mit ihm wirkverbundenen Teile. Dementsprechend größer sind in diesem Fall die weiteren vorzugebenden Soll- Stromwerte zu wählen. Nachdem ein bestimmter Sensor den Anker detektiert hat, wird daher bei dieser Ausführungsform zuerst das Zeitintervall ermittelt, das seit dem Beginn des Ein¬ schaltvorgangs oder seit dem Detektieren des davorliegenden Sensors verstrichen ist. Danach wird entsprechend diesem Zeitintervall der zu diesem Sensor und dem Zeitintervall gehörige Soll-Stromwert aus dem Speicher ausgelesen und mittels des Soll-Stromwertgebers vorgegeben.
Ebenfalls vorteilhaft ist es, wenn der Strom-Sollwertgeber ein Halteprogramm startet, sobald der Einschaltvorgang erfolgreich abgeschlossen worden ist bzw. nachdem der letzte Sensor den Anker oder dessen Markierungen detektiert hat. Während des Halteprogramms gibt der Strom-Sollwertgeber den Haltestrom vor, wobei die Stärke des Haltestroms so bemessen ist, daß die durch das Magnetfeld der Spule erzeugte Kraft gerade noch ausreicht, um den Anker gegen die feststehenden Magnetteile zu drücken. Hierdurch wird vorteilmäßig der Energieverbrauch minimiert. Auch wird zudem der Einsatz des Schützes hierdurch wirtschaftlicher.
Sobald während der Haltephase der Anker durch eine Störung ausgelenkt wird, wird diese Auslenkung mittels des letzten Sensors detektiert und der Schaltmagnetansteuerung gemeldet. Nach Eintreten dieses Zustandes gibt der Strom-Sollwertgeber vorteilhaft einen maximalen Haltstrom vor, um den Schalt¬ magneten mit der größtmöglichen Kraft wieder zu schließen. Wird mittels der Sensoren festgestellt, daß der Magnetkreis wieder geschlossen ist, gibt der Strom-Sollwertgeber wieder den kleineren Haltestrom vor. Wird festgestellt, daß der Magnetkreis nach einer vorbestimmten Zeit immer noch nicht wieder geschlossen ist, wird die Haltephase beendet und das Schütz geöffnet bzw. der Ausschaltvorgang eingeleitet.
Ebenfalls vorteilmäßig ist es, wenn die elektronische Schalt¬ magnetansteuerung einen Daten- und/oder Steuerbus hat, und über diesen mit anderen elektronischen Geräten kommuniziert. Auch kann die Schaltmagnetansteuerung selbst mittels des Daten- und/oder Steuerbusses gesteuert werden. Es ist eben¬ falls denkbar, daß andere elektronische Geräte von der Schalt¬ magnetansteuerung über den Daten- und/oder Steuerbus gesteuert werden.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Nachfolgend wird die Erfindung anhand von Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen
Figur 1: Eine mechanische Darstellung eines elektronisch gesteuerten Schützes;
Figur 2: ein elektronisch gesteuertes Schütz mit geschlos¬ senen Kontakten; Figur 2b: ein elektronisch gesteuertes Schütz, dessen Schalt¬ magnet durch äußere Einflüsse leicht geöffnet wurde;
Figur 3: ein Weg-Zeitdiagramm zur Darstellung eines normalen Schließvorganges und der sich daran anschließenden Haltephase;
Figur 4: ein Weg-Zeitdiagramm zur Darstellung zweier Schließ- vogänge, wobei der Anker bei A ein kleineres Träg¬ heitsmoment hat als der Anker bei B;
Figur 5: ein Blockschaltbild der elektronischen Schaltmagnet¬ ansteuerung und
Figur 6: ein Flußdiagramm eines Programmwa zur Steuerung des Einschaltvorganges eines gesteuerten Schützes nach Figur 1.
Bester Weg zur Ausführung der Erfindung
Die Figur 1 zeigt ein elektronisch gesteuertes Schütz 2, mit dem mindestens eine Phase 15 eines Schaltkreises unterbrochen oder geschlossen werden kann. In Figur 1 ist der Schaltkontakt 5 des Schützes 2 in geöffneter Stellung, d.h. , der Strompfad 15 ist unterbrochen. Der durch eine Kontaktfeder 5a beauf¬ schlagte Schaltkontakt 5 ist mit einem Anker 4 lose in Ver¬ bindung, der mittels einer Spule 7 verfahrbar ist. Durch Anlegen einer Spannung U le an die Anschlußdrähte 7a der Spule 7 fließt in der Spule 7 ein Strom I,st, welcher ein Magnetfeld erzeugt, das den Anker 4 in die Spule 7 hineinzieht. Der Strom IIst wird dabei mittels des Strommessers 6 bestimmt und der nicht dargestellten Schaltmagnetansteuerung übermittelt. Zwischen der EIN-Stellung (Fig. 2a) und der AUS-Stellung (Fig. 1) legt der Anker 4 des Schützes 2 die Hubstrecke H zurück. Der Anker 4 hat dabei eine Markierung 4a, welche mittels der Sensoren S, 3a detektiert wird, sobald die Markierung 4a an dem Sensor S, 3a vorbeifährt. Dabei können die Sensoren S, 3a Lichtschranken sein, wobei jeweils einem Photodetektor S genau eine Lichtquelle 3a gegenüberliegend angeordnet ist. Die Markierung 4a kann eine Ausnehmung oder Bohrung sein, so daß das Licht einer Lichtquelle 3a von dem jeweils zugehörigen Photodetektor S detektiert wird, sobald sich die Markierung 4a des Ankers 4 genau zwischen der Lichtquelle 3a und dem zuge¬ hörigen Sensor S befindet. Die Photodetektoren S und die Lichtquellen 3a sind mittels der Zuführungsleitungen 3b, 3c mit der nicht dargestellten Schaltmagnetansteuerung in Ver¬ bindung.
Wie in Figur 2a dargestellt, besteht der Wegsensor 3 aus n gleich sieben Lichtschranken mit den Sensoren St bis S7. Sobald das Schütz 2 eingeschaltet bzw. der Einschaltvorgang gestartet wird, wobei sich das Schütz 2 zu Beginn des Einschaltvorgangs in der AUS-Stellung befindet, wird die Markierung 4a des Ankers 4 zuerst den Sensor S1 passieren. Kurz bevor die Markie¬ rung 4a den letzten Sensor S7 passiert hat, schließt der Schaltkontakt 5. Der Anker 4 wird danach noch um den Anker- Resthub verfahren, bis auch die Markierung 4a den letzten Sensor S7 passiert hat. In diesem Moment schließt der Anker 4 den Magnetkreis.
Wird, wie in Figur 2b dargestellt, durch Schock oder sonstige Einflüsse der Anker 4 ausgelenkt, so passiert die Markierung 4a des Ankers 4 den letzten Sensor S7 . Der Anker 4 muß dabei noch nicht soweit ausgelenkt worden sein, daß auch der Schalt¬ kontakt 5 ausgelenkt wurde. Die Schaltmagnetansteuerung regi¬ striert mittels des Sensors 3 diesen Zustand und leitet ent¬ sprechende Maßnahmen ein, um den Magnetkreis des Schalt¬ magneten wieder zu schließen. Gelingt dies nicht innerhalb einer bestimmten Zeit, so wird das Schütz 2 notabgeschaltet. Figur 3 zeigt in Verbindung mit Figur 5 ein Zeitdiagramm zur Darstellung eines normalen Schließvorganges und der sich daran anschließenden Haltephase. Das obere Diagramm zeigt ein Weg- Zeit-Diagramm für die Position der Markierung 4a bzw. des Ankers 4. Zum Zeitpunkt T gleich Null wird der Einschaltvor¬ gang gestartet. Dies kann manuell mittels eines Schalters 13 oder über einen Steuerbus 12 geschehen. Zu Beginn der Ein¬ schaltphase (0<t<T1) wird mittels des Strom-Sollwertgebers 8 ein Soll-Strom ISoU vorgegeben. Der Stromverlauf des Soll- Stroms ISoU ist dabei eine Exponentialfunktion, wobei der Soll- Strom ISoU von Null gegen einen Endwert lmχ ansteigt. Während der Zeit von t=0 bis t=T, wird der Anker 4 von dem Magnetfeld der Spule 7 beschleunigt, wobei sich die Markierung 4a des Ankers 4 in Richtung des ersten Sensors S., bewegt. Sobald der Sensor S] die Markierung detektiert hat, wird dies von der Schaltmagnetansteuerung 1 erkannt, und die Schaltmagnetan¬ steuerung gibt mittels des Strom-Sollwertgebers 8 den zum Sensor S, gehörigen Soll-Strom ISoll 1 vor. Durch die neue Soll- Stromvorgabe ISoU 1 wird von dem Spannungssteiler 9 eine neue Spannung derart vorgegeben, daß sich in der Spule 7 ein Ist- Strom IIst einstellt, der gleich dem Soll-Strom ISoll 1 ist. Während dieses Vorgangs wird der Anker 4 mit den daran befe¬ stigten Schaltkontakten 5 weiter in Richtung der EIN-Stellung beschleunigt, wodurch nach einer Zeit T2 die Markierung 4a von zweiten Sensor S2 detektiert wird. Sobald dies der Fall ist, wird erneut mittels des Strom-Sollwertgebers 8 ein neuer Soll- Strom ISoll 2 vorgegeben. Dieser Vorgang wiederholt sich bei jedem Sensor S( . Wird die Markierung vom z.B. letzten Sensor Sn=9 oder vorletzten Sensor S8 detektiert, gibt der Strom-Soll¬ wertgeber 8 einen Soll-Strom ISoll 9 bzw. ISoU 8 vor, der dem maximal möglichen Strom entspricht. Dieser maximal mögliche Strom ist dabei so berechnet, daß er auch dann vorgegeben bzw. mittels des Spannungsreglers 9 einregelbar ist, wenn die Versorgungsspannung der Schltmagnetansteuerung 1 lediglich ca. 75% der normalen Versorgungsspannung entspricht. Der Soll- Strom ISoU 9 wird dabei ab dem Zeitpunkt T9 für eine bestimmte Zeit vorgegeben, so daß stets gewährleistet ist, daß der Schaltmagnet fest geschlossen ist und der Anker 4 nicht mehr nachprellt. Ist diese Zeit abgelaufen, schaltet die Schalt¬ magnetansteuerung in die Haltephase, wobei mittels des Strom- Sollwertgebers 8 ein Strom lHalten vorgegeben wird, der so bemessen ist, daß der Schaltmagnet gerade noch geschlossen bleibt und auch bei normalen Erschütterungen der Magnetkreis nicht geöffnet wird. Werden die Schaltkontakte 5 bei zu starken Erschütterungen ausgelenkt, so wird auch der Anker 4 verfahren, wobei die Markierung 4a zuerst vom letzten Sensor S9 detektiert wird. Geschieht dies während der Haltephase, wie bei 22 der Figur 3, so wird ab dem Zeitpunkt T10 , bei dem der Sensor S9 die Markierung detektiert, solange der maximal mögliche Soll-Strom Imaχ vorgegeben, bis der Sensor S9 die Markierung 4a nicht mehr detektiert. Es ist jedoch auch mög¬ lich, daß der maximale Soll-Strom Imaχ ab dem Zeitpunkt Tn für eine bestimmte Zeit weiter vorgegeben wird, so daß ebenfalls wie beim Einschaltvorgang sichergestellt ist, daß die Schalt¬ kontakte 5 nicht mehr nachprellen.
Die Diagramme der Figur 4 zeigen zwei mögliche Beschleuni- gungsvorgänge A und B des Ankers 4. Wird bei einer einfachen Schaltmagentansteuerung jedem Sensor S; lediglich ein fester Soll-Strom ISoU . zugeordnet, so werden bei einer intellegenten Schaltmagnetansteuerung nach Figur 4 einem Sensor S - mehrere Soll-Ströme ISoU . . zugeordnet. Dabei hängt es von der bis zur Detektierung durch den Sensor Sf vergangenen Zeit ab, welcher Soll-Strom ISoll . . vorgegeben wird. Bei A besitzen der Anker 4 und die von ihm zu beschleunigenden Teile des Schützes 2 im Vergleich zu B eine kleinere Trägheit, wodurch der Anker 4 bei gleichem anfänglichen vorgegebenen Soll-Strom I. u schneller beschleunigt wird und demnach auch eher die Markierung vom ersten Sensor S1 detektiert wird als bei B. Die langsamere Beschleunigung des Ankers 4 bei B kann auch daher resultieren, daß der Anker 4 festsitzt oder eine für das Einschalten ungün¬ stige Einbaulage vom Schütz eingenommen wird. Verstreicht bis zur Detektierung mehr Zeit, so bedeutet dies, daß der Anker 4 träger bzw. schwergängiger ist und sich schlechter beschleu¬ nigen läßt. Um auch bei diesem trägen Anker 4 eine möglichst definierte Schließgeschwindigkeit zu erzielen, muß eine grö¬ ßere Beschleunigungskraft mittels des Spulenmagnetfeldes erzeugt werden. Dies bedeutet, daß der Spulenstrom entspre¬ chend erhöht werden muß. Da die bis zur Detektierung vergan¬ gene Zeit ein Maß für die Trägheit ist, wird entsprechend der vergangenen Zeit ein größerer Soll-Strom ISoll ,• : vorgegeben.
Die Figur 5 zeigt ein Blockschaltbild einer intellegenten Schaltmagnetansteuerung 1, bei der die Soll-Ströme ISoU ; . von der jweils bis zur Detektierung des zugehörigen Sensors S1 vergangenen Zeit abhängen. Die Schaltmagnetansteuerung 1 hat einen Ansteuerungsblock 17. Mittels konventionellen Eingabe¬ mitteln 13, kann der Einschaltvorgang oder der Ausschaltvor¬ gang eingeleitet werden. Es ist zudem vorteilhaft, wenn die Schaltmagnetansteuerung 1 eine Energiehilfsversorgung 16 hat, und die Ansteuerung über ein Bus-Ansteuerungssignal vollzogen wird. Aus der vom Ansteuerblock 17 gelieferten Versorgungs¬ spannung Uv wird mittels des Spannungsstellers 9 die an der Spule 7 liegende Spulenspannung Us le in Abhängigkeit der Differenz zwischen I,st und ISoll eingeregelt. Mittels des An- steuerungsblocks 17 und dem Wegsensor 3 wird der Zeitmesser 10 gesteuert, d.h. rückgesetzt und/oder gestartet. Die Strom- Sollwerte ISoll, i t j sind dabei vorteilhaft in einem nicht¬ flüchtigen Speicher 11 abgespeichert und werden entsprechend ausgelesen und dem Vergleicher 20 zugeführt. Mittels des Strommessers 6 wird der Ist-Strom I der Spule 7 ermittelt und ebenfalls dem Vergleicher 20 zugeführt. Sowohl der Ist- Strom IIst , als auch die Signale des Wegsensors 3 und des Kontaktsystems, bestehend unter anderem aus den Schaltkon¬ takten 5, werden dem Meldeblock 19 zugeführt. Der Meldeblock 19 kommuniziert mittels eines Daten- und/oder Steuerbusses 12 mit anderen nicht dargestellten elektronischen Geräten. Die Schaltmagnetansteuerung 1 hat darüber eine Aussteuerschaltung 18, mittels der das Schütz ausgeschaltet wird.
Die Figur 6 zeigt ein Flußdiagramm für die erfindungsgemäß Schaltmagnetansteuerung 1. Dabei iεt der dargestellte Pro¬ grammablauf für die normale und die intelligente Schaltmagnet- anεteuerung 1 gleich. Bei der normalen Schaltmagnetansteuerung 1 ist jedem Sensor S, lediglich ein Soll-Strom ISoll , zugeord¬ net, wobei diese jeweils im Schritt S2 mittels des Strom- Sollwertgebers 8 vorgegeben werden. Es ist jedoch auch mög¬ lich, im Schritt S2 einen Soll-Strom ISoll ,. ■ vorzugeben, welcher von der Zeitdauer bzw. dem Zeitintervall Δτ; . bis zur Detektierung des zugehörigen Sensors S^ abhängt (intelligente Schaltmagnetansteuerung) . Im Schritt SI startet ein Start¬ signal den Einschaltvorgang. Dies kann dadurch geschehen, daß die Versorgungsspannung einen bestimmten Spannungspegel über¬ schreitet. Der Spannungspegel ist dabei so bemessen, daß die Spannung ausreichend ist, um sämtliche Stromsollvorgaben einzuregeln. Im Schritt S2 wird nach Detektieren des ersten Sensors SI der Soll-Strom ISoU 1 bzw. ISoll 1 Δτ vorgegeben. Gleichzeitig oder unmittelbar danach wird in Schritt S3 der Zeitmesser 10 zurückgesetzt und neu gestartet. Nach dem Schritt S3 wird die Schleife S4, S5 so lange durchlaufen, bis der nächste Sensor Sk+1 die Markierung 4a detektiert hat (Schritt S5) oder die mittels Sensor Sk gehörige Zeit t(k) überschritten hat (Schritt S4) . Wird diese Zeit t(k) über¬ schritten, so wird in ein Nothilfsprogramm zu Schritt S8 verzweigt. Bei Schritt S8 wird ein höherer Soll-Stromwert ISoU als der Soll-Strin ISoll k vorgegeben, um den Anker mit der möglichst maximalen Kraft zu beschleunigen. Nach dem Schritt S8 kann es zweckmäßig sein, den Zeitmesser 10 erneut zurückzu¬ setzen und zu starten. Danach wird erneut eine Schleife, bestehend aus den Schritten S9 und S10, solange durchlaufen, bis der nächste Sensor Sk+1 die Markierung 4a detektiert hat (Schritt S10) oder die mittels des Zeitmessers 10 gemessene Zeit t ein für den jeweilgen Sensor Sk gehörige Zeit t(k) überschritten hat (Schritt S9) . Wird die maximale Zeit während des Nothilfsprogramms (Schritte S8, S9, S10, SIl) überschrit¬ ten, so wird mit Schritt SIl der Abbruch bzw. der Ausschalt¬ vorgang eingeleitet und eine entsprechende Meldung mittels des Daten- und/oder Steuerbuεses an andere elektronische Kompo¬ nenten ausgesandt. Detektiert jedoch der nächste Sensor Sk+1 die Markierung 4a (Schritt S10) , so wird zurück zum Einschalt¬ programm verzweigt und der Schritt S6 ausgeführt. Hat der letzte Sensor Sn die Markierung detektiert, so wird der Ein¬ schaltvorgang abgeshlossen und mit Schritt S7 die Haltephase eingeleitet, d.h. der Haltestrom IHalten bis zum Einleiten des Ausschaltvorgangs vorgegeben. Wird dagegen bei Schritt S6 festgestelltm, daß die Markierung 4a den letzten Sensor noch nicht passiert hat, so wird zum Schritt S2 verzweigt und ein neuer Soll-Strom ISoll k+1 vorgegeben.

Claims

A n s p r ü c h e
Elektronische Schaltmagnetansteuerung für Schütze, wobei das Schütz (2) einen Wegsensor (3) hat, mit dem die Position des Ankers (4) bestimmbar ist, und die Schaltma¬ gnetansteuerung (1) einen Meßaufnehmer (6) , der den Ist- Strom (Iist) in der Ankerspule (7) des Schützes (2) ermit¬ telt, und einen Strom-Sollwertgeber (8) , der in Abhängig¬ keit der Position des Ankers (4) einen Soll-Strom (ISoU) vorgibt, und einen Spannungsregler (9) hat, der die an der Ankerspule (7) anliegende Spannung (Us le) in Anhän¬ gigkeit von der Stromabweichung zwischen Ist-Strom und Soll-Strom vorgibt, dadurch gekennzeichnet, daß der Wegsensor (3) eine Anzahl n Sensoren (Sk=1 n) insbesondere mechanische Schalter, Lichtschranken, Halldetektoren oder Induktionsschalter hat, die entlang dem Anker (4) zurückzulegende Hubstrecke (H) angeordnet sind, und mittels derer die Position des Ankers (4) diskret bestimmbar ist, und daß jedem Sensor (S.) des Wegsensors (3) ein Soll- Stromwert (ISoll ,) zugeordnet ist.
Elektronische Schaltmagnetansteuerung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Soll-Strom (ISoll) eine Funktion der Position des Ankers (4) oder eine Funktion der Zeit und der Position des Ankers (4) ist.
Elektronische Schaltmagnetansteuerung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß jedem Sensor (S;) des Wegsen¬ sors (3) mehrere Soll-Stromwerte (ISoll ,- j) zugeordnet sind, wobei die einem Sensor (S;) zugeordneten Soll- Stromwerte (ISoll i# j) jeweils unterεchiedlichen Zeitinter¬ vallen (,τ . .) zugeordnet sind. Elektroniεche Schaltmagnetanεteuerung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Zeitintervalle (Λτ ; ;) jeweils der Dauer der gesamten abgelaufenen Zeit vom Zeitpunkt des Einschaltens des Schützes (2) bis zum Erreichen des zugehörigen Sensors (S - ) entsprechen oder die Zeitintervalle ( IΛMτ t I., J;) jeweils der Dauer der für das
Durchfahren der Wegstrecke der davor angeordneten Senso¬ ren (Sj..) und (S . ) benötigten Zeit entsprechen.
Elektronische Schaltmagnetansteuerung nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaltmagnetansteuerung (1) mindestens einen Zeitmesser (10) hat.
Elektronische Schaltmagnetansteuerung nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Sensoren (Sk) in gleichmäßigen Abständen zueinander über die Hubstrecke (H) verteilt angeordnet sind.
Elektronische Schaltmagnetansteuerung nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß durch das Verfahren des Ankers (4) die entlang der Hubstrecke (H) angeordneten Sensoren (Sk) des Wegsensors (3) nach¬ einander jeweils nach Erkennung des Ankers (4) oder nach Erkennung entsprechender Markierungen, Durchlässem Vor¬ sprünge oder Vertiefungen (4a, 5a) des Ankers (4) jeweilε ein bestimmtes Signal an die Schaltmagnetansteuerung (1) senden.
Elektronische Schaltmagnetansteuerung nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Sensor (S.,) des Wegsensors (3) den Anker (4) unmit¬ telbar nach Verlassen der Ruheposition bzw. der Aus¬ stellung detektiert bzw. erkennt und der letzte Sensor (Sn) den Anker (4) unmittelbar vor Erreichen der Haltepo¬ sition detektiert bzw. erkennt. 9. Elektronische Schaltmagnetansteuerung nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaltmagnetansteuerung (1) einen Speicher (11) hat, in dem Soll-Stromwerte (ISoU) abgelegt sind.
10. Elektronische Schaltmagnetansteuerung nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die elektronische Schaltmagnetansteuerung (1) einen Daten- und/oder Steuerbus (12) hat, und über diese mit anderen elektronischen Geräten kommuniziert.
11. Elektronische Schaltmagnetansteuerung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß mittels des Daten- und/oder Steuerbus (12) die elektronische Schaltmagnetansteuerung (1) steuerbar ist und/oder von der elektronischen Schalt¬ magnetansteuerung (1) andere Geräte steuerbar sind und/ oder Daten- über den Datenbus (12) austauschbar sind.
12. Elektronische Schaltmagnetansteuerung nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Soll-Stromwerte (ISoll) derart bemesεen sind, daß bei Anliegen einer wertemäßig kleineren als der normalen Versorgungsspannung des Spannungstellers (9) der vorge¬ gebene Soll-Strom einregelbar ist.
13. Verfahren zum Einschalten eines elektronischen Schützes mittels der elektronischen Schaltmagnetansteuerung nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaltmagnetansteuerung (1) den Einschaltvorgang des Schützes (2) startet, sobald ein Startsignal am Eingang der Schaltmagnetansteuerung (1) anliegt oder die Versorgungsspannung (Uv) der Schaltmagnetansteuerung (1) einen bestimmten Wert überschreitet.
14. Verfahren zum Einschalten eines elektronischen Schützes nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß zu Beginn des Einschaltvorgangs ein Zeitmesεer (10) zurückgesetzt und gestartet wird und der Strom-Sollwertgeber (8) einen konstanten Stromverlauf oder degressiven oder rampenför- migen jeweils von Null beginnenden Stromverlauf dem Spannungssteller (9) solange vorgibt, bis durch das Verfahren des Ankers (4) der erste Sensor (S^ den Anker (4) oder dessen Markierungen (4a) detektiert und ein entsprechendes Signal an die Schaltmagnetansteuerung (1) abg 3ibt oder ein bestimmter Zeitwert (vTei•n, „m,a„x„)' überschrit- ten wird.
15. Verfahren zum Einschalten eines elektronischen Schützes nach Anspruch 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet, daß sobald der erste Sensor (S.,) oder einer der nachfolgenden Sensoren (Sj) den Anker (4) oder dessen Markierungen (4a) detektiert, der Strom-Sollwertgeber (8) den zu dem jewei¬ ligen Sensor (S^) gehörigen Soll-Stromwert (ISoll ,) oder den zu dem jeweiligen Sensor (S;) und der für das Ver¬ fahren des Ankers (4) bis zu dieser Position benötigten Zeit (Δτ j .) gehörenden Soll-Stromwert (ISoU s :) vorgibt.
16. Verfahren zum Einschalten eines elektronischen Schützes nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß anschlie¬ ßend der Zeitmesser (10) zurückgesetzt und gestartet wird.
17. Verfahren zum Einschalten eines elektronischen Schützes nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß für jede vom Anker (4) zurückzulegende Wegstrecke (Hj) zwiεchen jeweils zwei Sensoren (S() und (Si+1) (Sensor-Intervall S., S-+1) eine maximale Zeitdauer (Tmaχ ,.) bestimmt ist, und daß die tatsächlich benötigte Zeit (t) mit der vorbestimmten maximalen Zeitdauer (Tmaχ {) kontinuierlich verglichen wird und sobald (t) größer oder gleich (Tmaχ t.) ist, ein Nothilfsprogramm gestartet wird. 18. Verfahren zum Einschalten eines elektronischen Schützes nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß zu Beginn des Nothilfsprogramms ein Zeitmesεer (10) zurückgesetzt und gestartet wird und für die Dauer des Nothilfspro¬ gramms ein maximaler Soll-Strom (ISoll „ x ) vom Strom- Sollwertgeber (8) vorgegeben wird, wobei entweder für alle Sensor-Intervalle (Sf S.+1) der gleiche maximale Soll-Strom (ISoll ^ oder für jedes Sensor-Intervall (Sjf Sϊ+1) ein eigener maximaler Soll-Strom (ISoU# maXι ,■) vor¬ gebbar ist.
19. Verfahren zum Einschalten eines elektronischen Schützes nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß für jede vom Anker (4) zurückzulegende Wegstrecke (H^ zwischen jeweils zwei Sensoren (Ss) und (Si+1) (Sensor-Intervall S,-, S,+1) eine maximale Nothilfszeitdauer (Tmaχ Not () bestimmt ist, und daß die tatsächlich benötigte Zeit (t) mit der vorbestimmten maximalen Nothilfszeitdauer (Tmax Not s) kontinuierlich verglichen wird, und sobal (t) größer oder gleich (Tωx Not s) ist der Einεchaltvorgang des Schützes (2) beendet wird.
20. Verfahren zum Einschalten eines elektronischen Schützes nach einem der Ansprüche 13 bis 19, dadurch gekennzeich¬ net, daß sobald der letzte Sensor (Sn) den Anker (4) oder dessen Markierungen (4a) detektiert hat, der Strom-Soll¬ wertgeber (8) einen Haltestrom (IHβlten) vorgibt und die Haltephase startet.
21. Verfahren zum Halten eines elektronischen Schützes in seiner EIN-Stellung nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß bei geschlossenen Schaltma¬ gneten des Schützes (2) ein kleiner Haltestrom (Iu ._ klein) und daß bei Auslenkung deε Ankers (4) ein maximaler Haltestrom (IHalten# max) mittels des Strom-Sollwertgebers (8) vorgegeben wird. - 20 -
22. Verfahren zum Halten eines elektronischen Schützes in seiner EIN-Stellung nach Anspruch 21, dadurch gekenn¬ zeichnet, daß der letzte Sensor (Sn) ein ungewolltes Auslenken des Ankers (4) detektiert, und daß sobald der Sensor (Sn) den Anker (4) oder dessen Markierungen (4a) detektiert vom Soll-Stromwertgeber (8) der maximale Haltestrom (IHalten m^) solange vorgegeben wird, bis der Schaltmagnet des Schützes wieder geschlossen ist oder eine maximale Zeit überschritten ist.
23. Verfahren zum Halten eines elektronischen Schützes in seiner EIN-Stellung nach Anspruch 22, dadurch gekenn¬ zeichnet, daß das bei Überschreitung der maximalen Zeit das Schütz (2) ausgeschaltet wird.
EP97900969A 1996-02-06 1997-01-09 Elektronische schaltmagnetansteuerung zum einschalten und halten eines schützes Expired - Lifetime EP0879474B1 (de)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE19605974A DE19605974A1 (de) 1996-02-06 1996-02-06 Elektronische Schaltmagnetansteuerung zum Einschalten und Halten eines Schützes
DE19605974 1996-02-06
PCT/EP1997/000052 WO1997029501A1 (de) 1996-02-06 1997-01-09 Elektronische schaltmagnetansteuerung zum einschalten und halten eines schutzes

Publications (2)

Publication Number Publication Date
EP0879474A1 true EP0879474A1 (de) 1998-11-25
EP0879474B1 EP0879474B1 (de) 2000-04-05

Family

ID=7785715

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
EP97900969A Expired - Lifetime EP0879474B1 (de) 1996-02-06 1997-01-09 Elektronische schaltmagnetansteuerung zum einschalten und halten eines schützes

Country Status (4)

Country Link
EP (1) EP0879474B1 (de)
AT (1) ATE191583T1 (de)
DE (2) DE19605974A1 (de)
WO (1) WO1997029501A1 (de)

Families Citing this family (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19813395A1 (de) * 1998-03-26 1999-09-30 Lsp Innovative Automotive Sys Elektromagnetische Stelleinrichtung
DE19832198A1 (de) * 1998-07-17 2000-01-20 Bayerische Motoren Werke Ag Regelungsverfahren für die Endphasen-Bewegung eines Ankers eines elektromagnetischen Aktuators
DE19834548B4 (de) * 1998-07-31 2007-11-29 Bayerische Motoren Werke Ag Verfahren zur Bewegungssteuerung für einen Anker eines elektromagnetischen Aktuators
US6292345B1 (en) 1998-09-02 2001-09-18 Siemens Aktiengesellschaft Method for controlling an electromechanical actuator
EP1101015B1 (de) * 1999-05-27 2002-09-04 FEV Motorentechnik GmbH Verfahren zur ansteuerung eines elektromagnetischen aktuators zur betätigung eines gaswechselventils an einer kolbenbrennkraftmaschine
DE10315584B4 (de) * 2003-04-05 2015-01-08 Mahle Filtersysteme Gmbh Verfahren zum Betätigen einer elektromagnetischen Stelleinrichtung und Vorrichtung zu dessen Durchführung
DE102007002176B4 (de) * 2007-01-15 2018-07-19 Siemens Aktiengesellschaft Erfassungseinrichtung zum Erfassen des Schaltzustands eines elektromagnetischen Schaltgeräts
DE102008046374B3 (de) * 2008-09-09 2009-12-31 Siemens Aktiengesellschaft Schaltgerät
FR2940509B1 (fr) * 2008-12-19 2010-12-10 Schneider Electric Ind Sas Appareil electrique interrupteur a fonctionnement optimise
DE102012112692A1 (de) * 2012-12-20 2014-06-26 Eaton Electrical Ip Gmbh & Co. Kg Vorrichtung und Verfahren zum Betrieb eines elektromagnetischen Schaltgeräteantriebs
DE102015215028A1 (de) * 2015-08-06 2017-02-09 Siemens Aktiengesellschaft Verfahren zum Melden eines Schaltzustandes eines elektrischen Schaltgerätes sowie Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2910810C2 (de) * 1979-03-20 1984-06-20 Popp + Co Gmbh, 8582 Bad Berneck Kontaktfeder
US4608620A (en) * 1985-11-14 1986-08-26 Westinghouse Electric Corp. Magnetic sensor for armature and stator
DE3615908A1 (de) * 1986-05-12 1987-11-19 Siemens Ag Elektromagnetisches schaltgeraet
DE3822342A1 (de) * 1987-07-09 1989-01-19 Mitsubishi Electric Corp Strompfadunterbrecher
DE3731661A1 (de) * 1987-09-20 1989-03-30 Sempell Rhein Armaturen Einrichtung zur beeinflussung des rueckschaltwertes eines ventiles oder eines druckschalters
US4851959A (en) * 1988-07-25 1989-07-25 Eastman Kodak Company Solenoid engagement sensing circuit
DE4031427A1 (de) * 1990-10-04 1992-04-09 Luetze Gmbh Co F Verfahren und vorrichtung zum energiereduzierten betrieb eines elektromagnetischen stellgliedes
DE4129265A1 (de) * 1991-08-30 1993-03-04 Mannesmann Ag Elektromagnetisches schaltgeraet
FR2702880B1 (fr) * 1993-03-17 1995-04-28 Telemecanique Appareil interrupteur électromagnétique.
DE4430867A1 (de) * 1994-08-31 1996-03-07 Licentia Gmbh Schaltungsanordnung zur Regelung des elektromagnetischen Antriebes eines Schaltgerätes

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
See references of WO9729501A1 *

Also Published As

Publication number Publication date
WO1997029501A1 (de) 1997-08-14
EP0879474B1 (de) 2000-04-05
ATE191583T1 (de) 2000-04-15
DE59701402D1 (de) 2000-05-11
DE19605974A1 (de) 1997-08-07

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP0879474B1 (de) Elektronische schaltmagnetansteuerung zum einschalten und halten eines schützes
DE3407440C2 (de)
WO2015165684A1 (de) Elektrischer schalter mit elektromagnetischem aktuator
WO2007079767A1 (de) Verfahren und vorrichtung zum betrieb eines schaltgerätes
EP1927121A1 (de) Verfahren zum bestimmen des abbrandes von kontakten eines elektromagnetischen schaltgerätes und elektromagnetisches schaltgerät mit einer nach diesem verfahren arbeitenden einrichtung
EP1234316B1 (de) Elektromagnetisches schaltgerät mit gesteuertem antrieb sowie zugehörig ein verfahren und eine schaltung
WO1982002115A1 (fr) Dispositif electronique pour l&#39;excitation d&#39;un element electromagnetique
WO2012041936A1 (de) Ermitteln der ballistischen flugbahn eines elektromagnetisch angetriebenen ankers eines spulenaktuators
DE10029789C1 (de) Verfahren zum Betrieb eines elektromagnetischen Schaltgeräts und elektromagnetisches Schaltgerät
DE4409010B4 (de) Elektromagnetische Schaltvorrichtung
DE10260249B4 (de) Verfahren und Vorrichtung zur Bestimmung der Restlebensdauer eines Schaltgerätes
EP2018739B1 (de) Verfahren zum betreiben eines digitalen steuersystems für mehrere zu steuernde objekte
WO1997000525A1 (de) Schaltungsanordnung zum betrieb eines elektromagneten
EP3669385B1 (de) Verfahren zur einstellung des anzugsverhaltens eines elektromagnetischen feedback-aktuators
DE102014118743A1 (de) Verfahren zur Steuerung der Fadenlieferung eines Fadenliefergerät und Fadenliefergerät
DE3126334C2 (de)
DE102022202224B3 (de) Verfahren zum Bestimmen der Position eines Ankers eines Elektromagneten und Fluidsystem
DE102018218799B4 (de) Aktoreinrichtung, Ventileinrichtung und Verfahren zur Erfassung einer Stellung eines Stellglieds
EP0333650B1 (de) Kraftübertragung im elektromagnetischen Auslösesystem eines Installationseinbauschalters
WO1997021237A2 (de) Ansteuergerät für schaltgeräte
EP0879475B1 (de) Elektronische schaltmagnetansteuerung zum halten eines schützes
DE102015009589B3 (de) Verfahren zur dynamischen Steuerung von elektrisch betätigten Tonventilen in Pfeifenorgeln
EP0879495B1 (de) Elektronische schaltmagnetansteuerung zum ausschalten eines schützes
DE2139418C3 (de) Schaltungsanordnung zur Steuerung der Einschaltdauer eines Maschinenkanonen-Abfeuerungsmagneten
DE976946C (de) Elektromagnetischer Blinkgeber fuer Blinklichtsignalanlagen an Kraftfahrzeugen

Legal Events

Date Code Title Description
PUAI Public reference made under article 153(3) epc to a published international application that has entered the european phase

Free format text: ORIGINAL CODE: 0009012

17P Request for examination filed

Effective date: 19980814

AK Designated contracting states

Kind code of ref document: A1

Designated state(s): AT CH DE FR GB IT LI SE

17Q First examination report despatched

Effective date: 19990114

GRAG Despatch of communication of intention to grant

Free format text: ORIGINAL CODE: EPIDOS AGRA

RAP1 Party data changed (applicant data changed or rights of an application transferred)

Owner name: MOELLER GMBH

GRAG Despatch of communication of intention to grant

Free format text: ORIGINAL CODE: EPIDOS AGRA

GRAH Despatch of communication of intention to grant a patent

Free format text: ORIGINAL CODE: EPIDOS IGRA

GRAH Despatch of communication of intention to grant a patent

Free format text: ORIGINAL CODE: EPIDOS IGRA

GRAA (expected) grant

Free format text: ORIGINAL CODE: 0009210

AK Designated contracting states

Kind code of ref document: B1

Designated state(s): AT CH DE FR GB IT LI SE

PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: GB

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20000405

REF Corresponds to:

Ref document number: 191583

Country of ref document: AT

Date of ref document: 20000415

Kind code of ref document: T

REG Reference to a national code

Ref country code: CH

Ref legal event code: EP

REF Corresponds to:

Ref document number: 59701402

Country of ref document: DE

Date of ref document: 20000511

REG Reference to a national code

Ref country code: CH

Ref legal event code: NV

Representative=s name: E. BLUM & CO. PATENTANWAELTE

ITF It: translation for a ep patent filed
PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: SE

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20000705

ET Fr: translation filed
GBV Gb: ep patent (uk) treated as always having been void in accordance with gb section 77(7)/1977 [no translation filed]

Effective date: 20000405

PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: AT

Free format text: LAPSE BECAUSE OF NON-PAYMENT OF DUE FEES

Effective date: 20010109

PGFP Annual fee paid to national office [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: CH

Payment date: 20010123

Year of fee payment: 5

PLBE No opposition filed within time limit

Free format text: ORIGINAL CODE: 0009261

STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: NO OPPOSITION FILED WITHIN TIME LIMIT

26N No opposition filed
PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: LI

Free format text: LAPSE BECAUSE OF NON-PAYMENT OF DUE FEES

Effective date: 20020131

Ref country code: CH

Free format text: LAPSE BECAUSE OF NON-PAYMENT OF DUE FEES

Effective date: 20020131

REG Reference to a national code

Ref country code: CH

Ref legal event code: PL

PGFP Annual fee paid to national office [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: DE

Payment date: 20060112

Year of fee payment: 10

PGFP Annual fee paid to national office [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: FR

Payment date: 20060113

Year of fee payment: 10

PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: DE

Free format text: LAPSE BECAUSE OF NON-PAYMENT OF DUE FEES

Effective date: 20070801

REG Reference to a national code

Ref country code: FR

Ref legal event code: ST

Effective date: 20070930

PGFP Annual fee paid to national office [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: IT

Payment date: 20070618

Year of fee payment: 11

PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: FR

Free format text: LAPSE BECAUSE OF NON-PAYMENT OF DUE FEES

Effective date: 20070131

PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: IT

Free format text: LAPSE BECAUSE OF NON-PAYMENT OF DUE FEES

Effective date: 20080109