RU2809703C2 - Driving system for switch and method for activating switch - Google Patents

Driving system for switch and method for activating switch Download PDF

Info

Publication number
RU2809703C2
RU2809703C2 RU2021134362A RU2021134362A RU2809703C2 RU 2809703 C2 RU2809703 C2 RU 2809703C2 RU 2021134362 A RU2021134362 A RU 2021134362A RU 2021134362 A RU2021134362 A RU 2021134362A RU 2809703 C2 RU2809703 C2 RU 2809703C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
switch
drive shaft
value
drive
shaft
Prior art date
Application number
RU2021134362A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2021134362A (en
Inventor
Катрин ПРЮССИНГ
Михаэль ШМАЙССЕР
Юрген ШИМБЕРА
Эдуард ЦЕРР
Себастьян ШМИД
Клаус ИКСМАЙЕР
Беньямин ДИТТМАНН
Ойген НАГЕЛЬ
Франц ХАБЕНШАДЕН
Original Assignee
Машиненфабрик Райнхаузен Гмбх
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 Машиненфабрик Райнхаузен Гмбх filed Critical Машиненфабрик Райнхаузен Гмбх
Publication of RU2021134362A publication Critical patent/RU2021134362A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2809703C2 publication Critical patent/RU2809703C2/en

Links

Images

Abstract

FIELD: electrical engineering.
SUBSTANCE: drive system (3) for the switch (17) includes a drive shaft (16) that connects the drive system (3) to the switch (17), as well as a motor (12) for driving the drive shaft (16) and the feedback system (17), which is designed to determine at least one value for the position of the drive shaft (16) and to generate a feedback signal based on said at least one value. In addition, it contains a control device (2), which is designed to influence the operation of the engine (12) depending on the feedback signal. The feedback system (4) includes at least one sensor (13), designed as a single-turn angle sensor, and an auxiliary contact (9), which in combination are designed and arranged to detect the absolute position of the drive shaft (16) or the absolute position of the additional shaft, which is connected to the drive shaft (16), and based on the registered position, generate at least one first output signal. And configured to determine a value for the position of the drive shaft (16) based on at least said first output signal.
EFFECT: increasing the switch reliability.
5 cl, 2 dwg

Description

Изобретение относится к приводной системе для переключателя и к способу приведения в действие переключателя.The invention relates to a drive system for a switch and a method for operating the switch.

На трансформаторных подстанциях существует множество переключателей для различных задач и с различными требованиями. Для активации соответствующих переключателей они должны приводиться в действие приводной системой. В случае этих переключателях речь идет в частности о переключателях ступеней нагрузки, переключателях ответвлений под нагрузкой, селекторах, двойных реверсивных переключателях, реверсивных переключателях, предварительных селекторах, переключателях мощности, переключателях нагрузки или разъединителях.In transformer substations there are many switches for different applications and with different requirements. To activate the corresponding switches, they must be actuated by the drive system. These switches are in particular load step switches, load tap changers, selectors, double changeover switches, changeover switches, pre-selectors, power switches, load switches or disconnectors.

Документ WO 2012135209 A1 раскрывает переключатель ступеней нагрузки по принципу реакторного переключения с приводом двигателя. Привод двигателя содержит многооборотный датчик абсолютных значений, который расположен на боковом валу. Кроме того, на самом двигателе закреплено устройство обратной связи („feedback device“), которое может быть выполнено в виде многооборотного датчика абсолютных значений или резольвера.Document WO 2012135209 A1 discloses a load step switch based on the reactor switching principle with a motor drive. The motor drive contains a multi-turn absolute value encoder, which is located on the side shaft. In addition, a feedback device ("feedback device") is attached to the motor itself, which can be made in the form of a multi-turn absolute value encoder or resolver.

Документ RU 2431884 C2 описывает отсек привода двигателя в переключателе отводов под нагрузкой. Внутри отсека размещены двигатель, редуктор и датчик положения. Двигатель через редуктор соединен с валом, который приводит в действие переключатель отводов под нагрузкой. Датчик положения расположен на редукторе.Document RU 2431884 C2 describes the motor drive compartment in the load tap changer. Inside the compartment there is a motor, gearbox and position sensor. The motor is connected through a gearbox to a shaft, which operates the load tap changer. The position sensor is located on the gearbox.

Документ WO 0036621 A1 раскрывает приводное устройство для распределительного устройства среднего или высокого напряжения, в котором привод содержит вращающуюся электрическую машину, функционально соединенную с подвижным контактом.Document WO 0036621 A1 discloses a drive device for a medium or high voltage switchgear, in which the drive comprises a rotating electrical machine operatively connected to a moving contact.

Документ US 7109670 B1 раскрывает систему привода с устройством для демпфирования скорости и устройством для регулировки скорости привода двигателя.Document US 7109670 B1 discloses a drive system with a device for damping speed and a device for adjusting the speed of a motor drive.

Так переключатели ступеней нагрузки служат, например, для бесперебойного переключения между различными отводами обмотки электрического оборудования, такого как силовой трансформатор или регулируемый дроссель. Вследствие этого может, например, изменяться коэффициент трансформации трансформатора или индуктивность дросселя. Двойные реверсивные переключатели служат для изменения полярности обмоток во время эксплуатации силового трансформатора.Thus, load step switches serve, for example, for smooth switching between different winding taps of electrical equipment, such as a power transformer or an adjustable inductor. As a result, for example, the transformation ratio of the transformer or the inductance of the inductor may change. Double reversing switches are used to change the polarity of the windings during operation of the power transformer.

Все эти переключатели представляют собой имеющий чрезвычайное значение для безопасности компонент электрического оборудования. Переключение происходит во время эксплуатации электрического оборудования и в соответствии с этим, например, при его подключении к энергосети. Неисправности в работе могут иметь в крайних случаях существенные технические и экономические последствия.All of these switches represent a critical safety component of electrical equipment. Switching occurs during the operation of electrical equipment and accordingly, for example, when it is connected to the power grid. Operational faults can, in extreme cases, have significant technical and economic consequences.

Исходя из этого, задача настоящего изобретения состоит в предоставлении улучшенного концепта для приведения в действие переключателя, при помощи которого повышается безопасность эксплуатации.Based on this, it is an object of the present invention to provide an improved concept for actuating a switch, with which operational safety is improved.

Эта задача решается с помощью приводной системы по меньшей мере для одного переключателя, которая включает в себя признаки пункта 1 формулы изобретения.This problem is solved by means of a drive system for at least one switch, which includes the features of claim 1 of the claims.

Другая задача изобретения состоит в предоставлении способа приведения в действие по меньшей мере одного переключателя, который предоставляет в распоряжение улучшенный концепт для приведения в действие переключателя, при помощи которого повышается гибкость привода и безопасность при переключении.Another object of the invention is to provide a method for actuating at least one switch, which provides an improved concept for actuating a switch, with which drive flexibility and switching safety are increased.

Эта задача решается с помощью способа приведения в действие по меньшей мере одного переключателя, который включает в себя признаки пункта 10 формулы изобретения.This problem is solved using a method for actuating at least one switch, which includes the features of paragraph 10 of the claims.

Улучшенный концепт основывается на идее оснащать приводной вал для приведения в действие переключателя системой обратной связи, которая может регистрировать по меньшей мере одно значение для положения приводного вала. Воздействие на работу двигателя оказывается на основе сигнала обратной связи, который генерируется в зависимости от значения.The improved concept is based on the idea of equipping the drive shaft for actuating the switch with a feedback system that can record at least one value for the position of the drive shaft. The influence on the engine operation is based on a feedback signal that is generated depending on the value.

Согласно улучшенному концепту предоставляется приводная система для переключателя. Приводная система имеет приводной вал, который соединяет приводную систему с переключателем, двигатель для приведения в действие приводного вала и систему обратной связи. Система обратной связи выполнена для того, чтобы определять по меньшей мере одно значение для положения приводного вала и на основе по меньшей мере одного значения генерировать сигнал обратной связи. Кроме того, приводная система имеет устройство управления, которое выполнено для того, чтобы в зависимости от сигнала обратной связи воздействовать на работу двигателя.According to the improved concept, a drive system for the switch is provided. The drive system has a drive shaft that connects the drive system to the switch, a motor for driving the drive shaft, and a feedback system. The feedback system is configured to determine at least one value for the position of the drive shaft and, based on the at least one value, generate a feedback signal. In addition, the drive system has a control device, which is configured to influence the operation of the engine depending on the feedback signal.

Согласно по меньшей мере одному варианту осуществления переключатель может быть выполнен в виде переключателя ступеней нагрузки или переключателя ответвлений под нагрузкой или селектора или двойного реверсивного переключателя или реверсивного переключателя или предварительного селектора или переключателя мощности или переключателя нагрузки или разъединителя.According to at least one embodiment, the switch can be configured as a load step switch or a load tap changer or a selector or a double reversing switch or a reversing switch or a pre-selector or a power switch or a load switch or a disconnector.

Терминология “значения для положения приводного вала” включает в себя также такие значения измеряемых величин, из которых может однозначно определяться положение приводного вала, при необходимости в пределах диапазона допуска.The terminology “values for drive shaft position” also includes measured values from which the drive shaft position can be determined unambiguously, if necessary within a tolerance range.

Благодаря определению по меньшей мере одного значения для положения приводного вала устройство управления может повышать надежность определения положения и снижать соответствующий остаточный риск ошибочного определения положения.By determining at least one value for the position of the drive shaft, the control device can increase the reliability of the position determination and reduce the associated residual risk of erroneous position determination.

Согласно по меньшей мере одному варианту осуществления приводная система служит для того, чтобы приводить в действие вал переключателя, например переключателя ступеней нагрузки или соответствующий компонент переключателя ступеней нагрузки. Вследствие этого переключатель ступеней нагрузки побуждается выполнять одну или несколько операций, например выполнять переключение между двумя отводами обмотки оборудования или части переключения, как например переключение нагрузки, приведение в действие селектора, приведение в действие предварительного селектора или приведение в действие двойного реверсивного переключателя.According to at least one embodiment, the drive system serves to drive a shaft of a switch, such as a load step switch or a corresponding load step switch component. Consequently, the load step switch is caused to perform one or more operations, such as switching between two winding taps of an equipment or switching part, such as load switching, selector actuation, pre-selector actuation, or double reversing switch actuation.

Согласно по меньшей мере одному варианту осуществления приводной вал непосредственно или опосредованно, в частности через один или несколько передаточных механизмов, соединен с переключателем, в частности с валом переключателя.According to at least one embodiment, the drive shaft is connected directly or indirectly, in particular via one or more transmission mechanisms, to the switch, in particular to the switch shaft.

Согласно по меньшей мере одному варианту осуществления приводной вал непосредственно или опосредованно, в частности через один или несколько передаточных механизмов, соединен с переключателем ответвлений под нагрузкой, селектором, двойным реверсивным переключателем, реверсивным переключателем, переключателем мощности, переключателем нагрузки или разъединителем, в частности с валом переключателя ответвлений под нагрузкой, селектора, двойного реверсивного переключателя, реверсивного переключателя, переключателя мощности, переключателя нагрузки или разъединителя.According to at least one embodiment, the drive shaft is connected directly or indirectly, in particular via one or more transmission mechanisms, to a load tap changer, selector, double reversing switch, reversing switch, power switch, load switch or disconnector, in particular to the shaft on-load tap changer, selector, double changeover switch, changeover switch, power changer, load switch or disconnector.

Согласно по меньшей мере одному варианту осуществления приводной вал непосредственно или опосредованно, в частности через один или несколько передаточных механизмов, соединен с двигателем, в частности с валом двигателя.According to at least one embodiment, the drive shaft is connected directly or indirectly, in particular via one or more transmission mechanisms, to the engine, in particular to the engine shaft.

Согласно по меньшей мере одному варианту осуществления положение, в частности абсолютное положение, вала двигателя соответствует положению, в частности абсолютному положению, приводного вала. То есть из положения вала двигателя можно однозначно делать вывод, при необходимости в пределах диапазона допуска, о положении приводного вала.According to at least one embodiment, the position, in particular the absolute position, of the motor shaft corresponds to the position, in particular the absolute position, of the drive shaft. That is, from the position of the motor shaft it is possible to unambiguously draw, if necessary within a tolerance range, the position of the drive shaft.

Согласно по меньшей мере одному варианту осуществления воздействие включает в себя управление, регулировку, торможение, ускорение или остановку двигателя. Регулировка может включать в себя, например, регулировку положения, регулировку скорости, регулировку ускорения или регулировку крутящего момента. По меньшей мере в случае таких регулировок можно говорить о том, что приводная система представляет собой систему сервопривода.In at least one embodiment, the effect includes controlling, adjusting, braking, accelerating or stopping the engine. The adjustment may include, for example, position adjustment, speed adjustment, acceleration adjustment, or torque adjustment. At least in the case of such adjustments, the drive system can be said to be a servo drive system.

Согласно по меньшей мере одному варианту осуществления приводная система включает в себя блок контроля, который выполнен для того, чтобы на основе сигнала обратной связи контролировать одну или несколько операций переключателя, переключателя ступеней нагрузки, переключателя ответвлений под нагрузкой, селектора, двойного реверсивного переключателя, реверсивного переключателя, предварительного селектора, переключателя мощности, переключателя нагрузки или разъединителя. Контроль включает в себя в частности контроль в отношении того, правильно ли, в частности в пределах ли предварительно заданных промежутков времени, выполняются отдельные операции или их части.According to at least one embodiment, the drive system includes a control unit that is configured to monitor, based on a feedback signal, one or more operations of a switch, a load step changer, a load tap changer, a selector, a double reversing switch, a reversing switch , pre-selector, power switch, load switch or disconnector. Control includes in particular control over whether individual operations or parts thereof are carried out correctly, in particular within predetermined periods of time.

Согласно по меньшей мере одному варианту осуществления устройство управления включает в себя блок управления и силовую часть для управляемого или регулируемого энергоснабжения двигателя. Блок управления выполнен для управления силовой частью в зависимости от по меньшей мере одного расчетного значения, в частности расчетного значения положения, скорости или ускорения.According to at least one embodiment, the control device includes a control unit and a power section for controlled or regulated power supply to the engine. The control unit is configured to control the power unit depending on at least one calculated value, in particular a calculated value of position, speed or acceleration.

Согласно по меньшей мере одному варианту осуществления силовая часть выполнена в виде преобразователя частоты или сервопреобразователя частоты или в виде эквивалентного электронного, в частности полностью электронного, блока для приводных машин.According to at least one embodiment, the power section is designed as a frequency converter or servo frequency converter or as an equivalent electronic, in particular fully electronic, unit for drive machines.

Согласно различным вариантам осуществления устройство управления включает в себя систему обратной связи полностью или частично.According to various embodiments, the control device includes a feedback system in whole or in part.

Согласно по меньшей мере одному варианту осуществления система обратной связи выполнена для того, чтобы устанавливать первое значение для положения приводного вала согласно первому методу.According to at least one embodiment, the feedback system is configured to set a first value for a drive shaft position according to a first method.

Согласно по меньшей мере одному варианту осуществления значение для положения приводного вала является значением для абсолютного положения приводного вала.According to at least one embodiment, the value for the drive shaft position is a value for the absolute position of the drive shaft.

Согласно по меньшей мере одному варианту осуществления значение для положения приводного вала является инкрементным значением для положения приводного вала или значением для относительного положения приводного вала.According to at least one embodiment, the value for the drive shaft position is an incremental value for the drive shaft position or a value for the relative position of the drive shaft.

Согласно по меньшей мере одному варианту осуществления система обратной связи выполнена для того, чтобы устанавливать положение ротора двигателя и в зависимости от положения ротора назначать таким образом значение для положения приводного вала.According to at least one embodiment, the feedback system is designed to set the position of the motor rotor and, depending on the rotor position, thus assign a value for the position of the drive shaft.

Согласно по меньшей мере одному варианту осуществления, говоря о положении ротора, речь идет об угловом диапазоне, в котором находится ротор двигателя, при необходимости в комбинации с несколькими полными оборотами ротора.According to at least one embodiment, the rotor position refers to the angular range in which the motor rotor is located, optionally in combination with several full rotations of the rotor.

В зависимости от исполнения, в частности от числа пар полюсов, ротора положение или абсолютное положение вала двигателя может тем самым точно определяться по меньшей мере до 180°, например устройством управления. Благодаря преобразованию одним или несколькими передаточными механизмами достигаемая вследствие этого точность положения приводного вала существенно больше. Оценка устройством управления соответствует в этом случае в некоторой степени функции виртуального датчика. Эта комбинация обозначается также как виртуальный датчик угла поворота (энкодер).Depending on the design, in particular on the number of pole pairs, the rotor position or absolute position of the motor shaft can thereby be precisely determined up to at least 180°, for example by a control device. Thanks to the transformation by one or more transmission mechanisms, the resulting position accuracy of the drive shaft is significantly greater. The evaluation by the control device corresponds in this case to some extent to the function of a virtual sensor. This combination is also referred to as a virtual rotation angle sensor (encoder).

Согласно по меньшей мере одному варианту осуществления система обратной связи включает в себя датчик, который является датчиком абсолютных значений и расположен и выполнен для того, чтобы регистрировать абсолютное положение приводного вала или абсолютное положение дополнительного вала, который соединен с приводным валом, и на основе зарегистрированного положения генерировать по меньшей мере один выходной сигнал. Система обратной связи выполнена для того, чтобы устанавливать значение для положения приводного вала для абсолютного положения на основе по меньшей мере одного выходного сигнала.According to at least one embodiment, the feedback system includes a sensor that is an absolute value sensor and is located and configured to detect the absolute position of the drive shaft or the absolute position of an additional shaft that is connected to the drive shaft, and based on the recorded position generate at least one output signal. The feedback system is configured to set a value for a drive shaft position for an absolute position based on at least one output signal.

Согласно по меньшей мере одному варианту осуществления датчик закреплен непосредственно или опосредованно на валу двигателя, приводном валу или соединенном с ним валу.According to at least one embodiment, the sensor is attached directly or indirectly to a motor shaft, a drive shaft or a shaft connected thereto.

Согласно по меньшей мере одному варианту осуществления датчик имеет первый выход для выдачи первого значения для абсолютного положения.According to at least one embodiment, the sensor has a first output for providing a first value for an absolute position.

Терминология “датчик” включает в себя как устройства, которые определяют два значения для положения разными способами, так и устройства, которые содержат два отдельных датчика, из которых по меньшей мере один является датчиком абсолютных значений.The terminology “encoder” includes both devices that determine two values for a position in different ways, and devices that contain two separate encoders, at least one of which is an absolute value encoder.

Согласно по меньшей мере одному варианту осуществления датчик включает в себя датчик абсолютных значений или многооборотный датчик угла поворота или однооборотный датчик угла поворота.According to at least one embodiment, the sensor includes an absolute value sensor or a multi-turn rotation angle sensor or a single-turn rotation angle sensor.

Согласно по меньшей мере одному варианту осуществления датчик выполнен для того, чтобы регистрировать положение приводного вала или положение дополнительного вала посредством первого способа сканирования.According to at least one embodiment, the sensor is configured to detect the position of the drive shaft or the position of the additional shaft through the first scanning method.

Согласно по меньшей мере одному варианту осуществления способ сканирования включает в себя оптический, магнитный, емкостной, резистивный или индуктивный способ сканирования.According to at least one embodiment, the scanning method includes an optical, magnetic, capacitive, resistive or inductive scanning method.

Согласно по меньшей мере одному варианту осуществления датчик соединен с геометрическим замыканием с приводным валом, валом двигателя или дополнительным валом.According to at least one embodiment, the sensor is positively connected to a drive shaft, a motor shaft or an additional shaft.

Согласно по меньшей мере одному варианту осуществления датчик соединен дополнительно с силовым или молекулярным замыканием, например посредством клеевого соединения, с приводным валом, валом двигателя или дополнительным валом.According to at least one embodiment, the sensor is additionally connected by force or molecular closure, for example by means of an adhesive connection, to a drive shaft, a motor shaft or an additional shaft.

Благодаря соединению с геометрическим замыканием и дополнительно с силовым или молекулярным замыканием улучшается закрепление датчика, и в итоге дополнительно повышается эксплуатационная безопасность.Thanks to the connection with form-fitting and optionally with force- or molecular-locking, the sensor fixation is improved and, as a result, operational safety is further increased.

Согласно дополнительному варианту осуществления система обратной связи выполнена для того, чтобы определять по меньшей мере одно значение для положения приводного вала при помощи датчика и вспомогательного контакта и на основе по меньшей мере одного значения генерировать сигнал обратной связи. При этом датчик и вспомогательный контакт могут создавать в каждом случае отдельное значение, причем значения затем объединяются в одно значение, для того чтобы на основе этого значения генерировать сигнал обратной связи. Кроме того, соответствующее значение датчика и значение вспомогательного контакта, которые в комбинации представляют положение приводного вала, могут непосредственно генерировать общий сигнал обратной связи.According to a further embodiment, the feedback system is configured to determine at least one value for the position of the drive shaft using the sensor and the auxiliary contact and, based on the at least one value, generate a feedback signal. In this case, the sensor and the auxiliary contact can generate a separate value in each case, the values then being combined into one value in order to generate a feedback signal based on this value. In addition, the corresponding sensor value and the auxiliary contact value, which in combination represent the position of the drive shaft, can directly generate a common feedback signal.

Приводная система имеет устройство управления, которое выполнено для того, чтобы в зависимости от сигнала обратной связи, который основывается на общем значении датчика и вспомогательного контакта или на отдельных в каждом случае значениях, воздействовать на работу двигателя.The drive system has a control device which is designed to influence the operation of the motor depending on the feedback signal, which is based on the common value of the sensor and the auxiliary contact or on individual values in each case.

Благодаря определению двух значений, из которых определяется положение приводного вала, изобретательская идея может реализовываться при помощи самого разного аппаратного обеспечения. В конечном счете, тем самым повышается эксплуатационная безопасность приводной системы, переключателя и электрического оборудования.By defining two values from which the position of the drive shaft is determined, the inventive idea can be implemented using a wide variety of hardware. Ultimately, this increases the operational safety of the drive system, switch and electrical equipment.

Согласно по меньшей мере одному варианту осуществления система обратной связи выполнена для того, чтобы устанавливать первое значение при помощи датчика согласно первому способу и устанавливать по меньшей мере второе значение при помощи вспомогательного контакта согласно второму способу. Значения объединяются после этого в одно значение.According to at least one embodiment, the feedback system is configured to set a first value using a sensor according to a first method and set at least a second value using an auxiliary contact according to a second method. The values are then combined into one value.

Способы могут отличаться различными техническими или физическими принципами или различными конструктивными элементами (компонентами аппаратного обеспечения).The methods may differ in different technical or physical principles or different design elements (hardware components).

Согласно по меньшей мере одному варианту осуществления первое значение датчика для положения приводного вала является первым значением для абсолютного положения приводного вала.According to at least one embodiment, the first sensor value for the drive shaft position is the first value for the absolute position of the drive shaft.

Согласно по меньшей мере одному варианту осуществления второе значение вспомогательного контакта для положения приводного вала является вторым значением для относительного положения приводного вала.According to at least one embodiment, the second auxiliary contact value for the drive shaft position is a second value for the relative position of the drive shaft.

Первое и второе значения образуют значение для абсолютного положения приводного вала.The first and second values form the value for the absolute position of the drive shaft.

Согласно по меньшей мере одному варианту осуществления система обратной связи выполнена для того, чтобы устанавливать положение ротора двигателя и определять одно из по меньшей мере двух значений для положения приводного вала в зависимости от положения ротора. При этом система обратной связи имеет датчик, который является так называемым виртуальным датчиком угла поворота.According to at least one embodiment, the feedback system is configured to set the position of the engine rotor and determine one of at least two values for the position of the drive shaft depending on the position of the rotor. In this case, the feedback system has a sensor, which is a so-called virtual rotation angle sensor.

Согласно по меньшей мере одному варианту осуществления система обратной связи включает в себя датчик и вспомогательный контакт, которые расположены и выполнены для того, чтобы в комбинации регистрировать абсолютное положение приводного вала или абсолютное положение дополнительного вала, который соединен с приводным валом, и на основе зарегистрированного положения генерировать по меньшей мере один выходной сигнал.According to at least one embodiment, the feedback system includes a sensor and an auxiliary contact that are arranged and configured to in combination detect an absolute position of a drive shaft or an absolute position of an auxiliary shaft that is connected to the drive shaft, and based on the sensed position generate at least one output signal.

Согласно по меньшей мере одному варианту осуществления датчик и вспомогательный контакт непосредственно или опосредованно закреплены на валу двигателя, приводном валу или соединенном с ним валу.According to at least one embodiment, the sensor and the auxiliary contact are directly or indirectly attached to the motor shaft, the drive shaft or a shaft connected thereto.

Согласно по меньшей мере одному варианту осуществления датчик имеет первый выход для выдачи первого значения, и вспомогательный контакт имеет второй выход для выдачи второго значения, причем значения образовывают абсолютное положение приводного вала.According to at least one embodiment, the sensor has a first output for outputting a first value, and the auxiliary contact has a second output for outputting a second value, the values forming an absolute position of the drive shaft.

Согласно по меньшей мере одному варианту осуществления вспомогательный контакт выполнен для того, чтобы регистрировать положение приводного вала или положение дополнительного вала дополнительно посредством способа сканирования.According to at least one embodiment, the auxiliary contact is configured to detect the position of the drive shaft or the position of the additional shaft additionally by means of a scanning method.

Согласно по меньшей мере одному варианту осуществления способ сканирования включает в себя механический, оптический, магнитный, емкостной, резистивный или индуктивный способ сканирования.According to at least one embodiment, the scanning method includes a mechanical, optical, magnetic, capacitive, resistive or inductive scanning method.

Согласно по меньшей мере одному варианту осуществления вспомогательный контакт соединен дополнительно с силовым или молекулярным замыканием, например посредством клеевого соединения, с приводным валом, валом двигателя или дополнительным валом.According to at least one embodiment, the auxiliary contact is additionally connected by force or molecular closure, for example by means of an adhesive connection, to the drive shaft, motor shaft or auxiliary shaft.

Благодаря соединению с геометрическим замыканием и дополнительно с силовым или молекулярным замыканием улучшается закрепление вспомогательного контакта, и в итоге дополнительно повышается эксплуатационная безопасность.Thanks to the form-fitting connection and additionally to the force or molecular connection, the securing of the auxiliary contact is improved and, as a result, operational safety is further increased.

Согласно улучшенному концепту указывается также способ приведения в действие переключателя ступеней нагрузки. Способ включает в себя определение по меньшей мере одного значения для абсолютного положения приводного вала для приведения в действие переключателя ступеней нагрузки, генерирование сигнала обратной связи на основе по меньшей мере одного значения и управление двигателем для приведения в действие переключателя ступеней нагрузки в зависимости от сигнала обратной связи.According to the improved concept, a method for actuating the load step switch is also specified. The method includes determining at least one value for an absolute position of a drive shaft to actuate a load stage switch, generating a feedback signal based on the at least one value, and controlling a motor to actuate the load stage switch depending on the feedback signal. .

Другие варианты осуществления и реализации способа проистекают непосредственно из различных вариантов осуществления системы переключателя ступеней. В частности отдельные или несколько из описанных в отношении системы переключателя ступеней компонентов и/или систем могут быть реализованы для выполнения способа соответствующим образом.Other embodiments and implementations of the method arise directly from various embodiments of the stage switch system. In particular, individual or several of the components and/or systems described in relation to the stage switch system can be implemented to carry out the method in a suitable manner.

Далее изобретение подробно разъясняется на основе предпочтительных вариантов осуществления со ссылкой на чертеж. Компоненты, которые идентичны или функционально идентичны или обладают идентичным действием, могут быть снабжены идентичными ссылочными позициями. Идентичные компоненты или компоненты с идентичной функцией разъяснены при возможности только на той фигуре, на которой они появляются впервые. Разъяснение не обязательно повторяется на последующих фигурах.The invention will now be explained in detail on the basis of preferred embodiments with reference to the drawing. Components that are identical or functionally identical or have identical action may be provided with identical reference numerals. Identical components or components with identical function are explained, if possible, only in the figure in which they first appear. The explanation is not necessarily repeated in subsequent figures.

Показаны:Shown:

фиг. 1 - схематичное изображение примерного варианта осуществления приводной системы согласно улучшенному концепту; иfig. 1 is a schematic illustration of an exemplary embodiment of a drive system according to an improved concept; And

фиг. 2 - схематичное изображение дополнительного примерного варианта осуществления приводной системы согласно улучшенному концепту.fig. 2 is a schematic illustration of a further exemplary embodiment of a drive system according to an improved concept.

Для одинаковых или действующих одинаково элементов изобретения используются идентичные ссылочные позиции. Кроме того, для наглядности на отдельных фигурах изображаются только те ссылочные позиции, которые необходимы для описания соответствующей фигуры. Фигуры изображают лишь примеры осуществления изобретения, не ограничивая, однако, изобретение изображенными примерами осуществления.For identical or identically acting elements of the invention, identical reference numerals are used. In addition, for clarity, the individual figures depict only those reference numerals that are necessary to describe the corresponding figure. The figures depict only examples of implementation of the invention, without, however, limiting the invention to the illustrated examples of implementation.

Фиг. 1 показывает схематичное изображение примерного варианта осуществления приводной системы 3 для переключателя 1. Приводная система 3 соединена через приводной вал 16 с переключателем 1. Приводная система 3 содержит двигатель 12, который через вал 14 двигателя и опционально передаточный механизм 15 может приводить в движение приводной вал 16. Устройство 2 управления приводной системы 3 включает в себя силовую часть 11, которая содержит, например, преобразователь частоты (не изображен) для управляемого или регулируемого энергоснабжения двигателя 12, а также блок 10 управления для управления силовой частью 11, например через шину 18. Приводная система 3 имеет датчик 13, который служит в качестве системы 4 обратной связи или является частью системы 4 обратной связи и соединен с силовой частью 11. Далее датчик 13 непосредственно или опосредованно соединен с приводным валом 16.Fig. 1 shows a schematic representation of an exemplary embodiment of a drive system 3 for a switch 1. The drive system 3 is coupled via a drive shaft 16 to the switch 1. The drive system 3 includes a motor 12 which, via a motor shaft 14 and optionally a transmission mechanism 15, can drive the drive shaft 16 The control device 2 of the drive system 3 includes a power section 11, which contains, for example, a frequency converter (not shown) for controlled or regulated power supply to the motor 12, as well as a control unit 10 for controlling the power section 11, for example via a bus 18. system 3 has a sensor 13, which serves as a feedback system 4 or is part of a feedback system 4 and is connected to the power part 11. Further, the sensor 13 is directly or indirectly connected to the drive shaft 16.

Датчик 13 выполнен для того, чтобы регистрировать по меньшей мере одно первое значение для положения, в частности углового положения, например абсолютного углового положения приводного вала 16. Для этого датчик 13 может включать в себя, например, датчик абсолютных значений, в частности многооборотный датчик абсолютных значений, который закреплен на приводном валу 16, валу 14 двигателя или на другом валу, положение которого однозначно связано с абсолютным положением приводного вала 16. Например, положение приводного вала 16 может однозначно определяться из положения вала 14 двигателя, например через передаточное отношение передаточного механизма.The sensor 13 is configured to register at least one first value for a position, in particular an angular position, for example the absolute angular position of the drive shaft 16. For this purpose, the sensor 13 may include, for example, an absolute value encoder, in particular a multi-turn absolute encoder values that is attached to the drive shaft 16, the engine shaft 14, or another shaft whose position is uniquely related to the absolute position of the drive shaft 16. For example, the position of the drive shaft 16 can be uniquely determined from the position of the engine shaft 14, for example through a gear ratio.

Система 4 обратной связи выполнена для того, чтобы регистрировать значение для положения приводного вала 16.The feedback system 4 is configured to register a value for the position of the drive shaft 16.

Устройство 2 управления и в частности блок 10 управления и/или силовая часть 11 выполнены для того, чтобы регулировать или управлять двигателем 12 в зависимости от сигнала обратной связи, который генерирует система 4 обратной связи на основе значения.The control device 2 and in particular the control unit 10 and/or the power part 11 are configured to regulate or control the motor 12 depending on the feedback signal that the value-based feedback system 4 generates.

Фиг. 2 показывает дополнительное схематичное изображение примерного варианта осуществления приводной системы 3. Здесь в дополнение к датчику 13, который выполнен в виде датчика абсолютных значений, многооборотного датчика абсолютных значений, однооборотного датчика абсолютных значений или однооборотного датчика угла поворота или инкрементального датчика или виртуального датчика угла поворота, может быть предусмотрен вспомогательный переключатель 9. Приводная система 3 имеет таким образом датчик 13 и вспомогательный переключатель 9, которые служат в качестве системы 4 обратной связи или являются частью системы 4 обратной связи и соединены с силовой частью 11.Fig. 2 shows a further schematic view of an exemplary embodiment of the drive system 3. Here, in addition to the encoder 13, which is configured as an absolute encoder, a multi-turn absolute encoder, a single-turn absolute encoder, or a single-turn encoder, or an incremental encoder, or a virtual encoder, an auxiliary switch 9 may be provided. The drive system 3 thus has a sensor 13 and an auxiliary switch 9, which serve as a feedback system 4 or are part of a feedback system 4 and are connected to the power section 11.

Вспомогательный переключатель 9 может быть выполнен в виде по меньшей мере одного микропереключателя или резольвера (вращающегося трансформатора) или датчика sin/cos. Положение приводного вала 16 может однозначно определяться датчиком 13 в соединении с вспомогательным переключателем 9.The auxiliary switch 9 can be made in the form of at least one microswitch or resolver (rotating transformer) or sin/cos sensor. The position of the drive shaft 16 can be uniquely determined by the sensor 13 in connection with the auxiliary switch 9.

Альтернативно или дополнительно устройство 2 управления может быть выполнено для того, чтобы из положения ротора двигателя 12 устанавливать значение для положения приводного вала 16. При этом речь шла бы об уже упомянутом датчике 13, который выполнен в виде виртуального датчика угла поворота.Alternatively or additionally, the control device 2 can be configured to set a value for the position of the drive shaft 16 from the position of the rotor of the motor 12. This would be the already mentioned sensor 13, which is designed as a virtual angle sensor.

Для этого может использоваться, например, индуктивная обратная связь из-за движения ротора в обмотках двигателя 12. Так как сила обратной связи периодически меняется, положение ротора может приблизительно определять в частности при помощи анализа сигналов, например анализа быстрого преобразования Фурье (БПФ). Так как полный оборот приводного вала 16 соответствует множеству оборотов ротора, из этого со значительно более высокой точностью может делаться вывод о положении приводного вала 16. Дополнительно вспомогательный переключатель 9 может дополнять определение положения приводного вала 16.This can be done, for example, by inductive feedback due to the movement of the rotor in the windings of the motor 12. Since the feedback strength varies periodically, the position of the rotor can be approximated, in particular by signal analysis, such as fast Fourier transform (FFT) analysis. Since a full revolution of the drive shaft 16 corresponds to many revolutions of the rotor, the position of the drive shaft 16 can be inferred with significantly higher accuracy. Additionally, the auxiliary switch 9 can complement the determination of the position of the drive shaft 16.

Устройство 2 управления, в частности блок 10 управления и/или силовая часть 11, выполнено для того, чтобы регулировать или управлять двигателем 12 в зависимости от сигнала обратной связи, который генерирует система 4 обратной связи на основе значения. В зависимости от исполнения значение создается выходным сигналом датчика 13 или выходным сигналом датчика 13 в сочетании с вспомогательным переключателем 9.The control device 2, in particular the control unit 10 and/or the power part 11, is configured to regulate or control the motor 12 depending on the feedback signal that the value-based feedback system 4 generates. Depending on the version, the value is generated by the output signal of sensor 13 or the output signal of sensor 13 in combination with auxiliary switch 9.

СПИСОК ССЫЛОЧНЫХ ПОЗИЦИЙLIST OF REFERENCE POSITIONS

1 переключатель1 switch

2 устройство управления2 control device

3 приводная система3 drive system

4 система обратной связи4 feedback system

9 вспомогательный контакт9 auxiliary contact

10 блок управления10 control unit

11 силовая часть11 power section

12 двигатель12 engine

13 датчик13 sensor

14 вал двигателя14 motor shaft

15 передаточный механизм15 gear mechanism

16 приводной вал16 drive shaft

18 шина18 tire

Claims (14)

1. Приводная система (3) для переключателя (17), приводная система (3) включает в себя1. Drive system (3) for switch (17), drive system (3) includes - приводной вал (16), который соединяет приводную систему (3) с переключателем (17);- drive shaft (16), which connects the drive system (3) to the switch (17); - двигатель (12) для приведения в движение приводного вала (16);- motor (12) for driving the drive shaft (16); - систему (4) обратной связи, которая выполнена для того, чтобы определять по меньшей мере одно значение для положения приводного вала (16) и на основе упомянутого по меньшей мере одного значения генерировать сигнал обратной связи; и- a feedback system (4), which is configured to determine at least one value for the position of the drive shaft (16) and based on said at least one value to generate a feedback signal; And - устройство (2) управления, которое выполнено для того, чтобы в зависимости от сигнала обратной связи воздействовать на работу двигателя (12);- control device (2), which is designed to influence the operation of the engine (12) depending on the feedback signal; причемand - система (4) обратной связи включает в себя по меньшей мере один датчик (13), выполненный в виде однооборотного датчика угла поворота, и вспомогательный контакт (9), которые в комбинации выполнены и расположены для того, чтобы регистрировать абсолютное положение приводного вала (16) или абсолютное положение дополнительного вала, который соединен с приводным валом (16), и на основе зарегистрированного положения генерировать по меньшей мере один первый выходной сигнал; и выполнена для того, чтобы определять значение для положения приводного вала (16) на основе упомянутого по меньшей мере первого выходного сигнала.- the feedback system (4) includes at least one sensor (13), made in the form of a single-turn angle sensor, and an auxiliary contact (9), which in combination are designed and located in order to register the absolute position of the drive shaft ( 16) or the absolute position of the additional shaft, which is connected to the drive shaft (16), and based on the registered position, generate at least one first output signal; and configured to determine a value for the position of the drive shaft (16) based on said at least first output signal. 2. Приводная система (3) по п. 1, причем значение для положения приводного вала (16) является значением для абсолютного положения приводного вала (16).2. The drive system (3) according to claim 1, wherein the value for the position of the drive shaft (16) is the value for the absolute position of the drive shaft (16). 3. Приводная система (3) по п. 1 или 2, причем вспомогательный контакт (9) выполнен в виде по меньшей мере одного микропереключателя или резольвера.3. Drive system (3) according to claim 1 or 2, wherein the auxiliary contact (9) is made in the form of at least one microswitch or resolver. 4. Приводная система (3) по любому из пп. 1-3, причем переключатель (17) является переключателем ступеней нагрузки, или переключателем ответвлений под нагрузкой, или селектором нагрузки, или селектором, или реверсивным переключателем, или двойным реверсивным переключателем, или предварительным селектором, или переключателем мощности, или переключателем нагрузки, или разъединителем.4. Drive system (3) according to any one of claims. 1-3, wherein the switch (17) is a load step switch, or a load tap changer, or a load selector, or a selector, or a reversing switch, or a double reversing switch, or a pre-selector, or a power switch, or a load switch, or a disconnector . 5. Способ приведения в действие переключателя (17) при помощи приводной системы (3) по любому из пп. 1-4, способ включает в себя:5. A method for actuating the switch (17) using a drive system (3) according to any one of claims. 1-4, the method includes: - определение по меньшей мере одного значения для абсолютного положения приводного вала (16) для приведения в действие переключателя (17);- determining at least one value for the absolute position of the drive shaft (16) for actuating the switch (17); - генерирование сигнала обратной связи на основе упомянутого по меньшей мере одного значения; и- generating a feedback signal based on said at least one value; And - управление двигателем (12) для приведения в действие переключателя (17) в зависимости от сигнала обратной связи.- motor control (12) to operate the switch (17) depending on the feedback signal.
RU2021134362A 2019-05-15 2020-04-23 Driving system for switch and method for activating switch RU2809703C2 (en)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102019112716.5 2019-05-15

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2021134362A RU2021134362A (en) 2023-06-15
RU2809703C2 true RU2809703C2 (en) 2023-12-14

Family

ID=

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU94045928A (en) * 1992-04-30 1996-09-10 Машиненфабрик Райнхаузен Гмбх (De) Step switch with motor drive
WO2000036621A1 (en) * 1998-12-16 2000-06-22 Abb Ab Operating device for driving and controlling an electrical switching apparatus
US7109670B1 (en) * 2005-05-25 2006-09-19 Rockwell Automation Technologies, Inc. Motor drive with velocity-second compensation
RU2431884C2 (en) * 2006-08-25 2011-10-20 Абб Текнолоджи Лтд Electric motor for on-load tap changer
WO2012135209A1 (en) * 2011-03-27 2012-10-04 Abb Technology Ag Tap changer with an improved drive system

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU94045928A (en) * 1992-04-30 1996-09-10 Машиненфабрик Райнхаузен Гмбх (De) Step switch with motor drive
WO2000036621A1 (en) * 1998-12-16 2000-06-22 Abb Ab Operating device for driving and controlling an electrical switching apparatus
US7109670B1 (en) * 2005-05-25 2006-09-19 Rockwell Automation Technologies, Inc. Motor drive with velocity-second compensation
RU2431884C2 (en) * 2006-08-25 2011-10-20 Абб Текнолоджи Лтд Electric motor for on-load tap changer
WO2012135209A1 (en) * 2011-03-27 2012-10-04 Abb Technology Ag Tap changer with an improved drive system

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US9697963B2 (en) On-load tap changer
US20100145519A1 (en) Industrial robot and method to operate an industrial robot
CN104205613A (en) Method and device for determining and/or actuating a position of an electric motor, in particular in a clutch-activation system of a motor vehicle
US11908642B2 (en) Drive system for a switch, and method for driving a switch
JP4703846B2 (en) Motor driver for continuous casting machine
RU2809703C2 (en) Driving system for switch and method for activating switch
CN113811968A (en) Drive system for a switch and method for driving a switch
EP2093877B1 (en) Method for operating an actuating drive and actuating drive
US20220216015A1 (en) Switch assembly with drive system
US5006772A (en) Position monitor for a stepper motor
GB2162970A (en) Correction for non-linearity in braking
KR102216270B1 (en) Absolute position angle measuring device using analog Hall sensor method of electric drive system for aircraft
EP1805435A1 (en) Selector drive for automatic manual transmissions of motor vehicles
US20220208482A1 (en) Method for carrying out a switchover of a switch, and drive system for a switch
EP4272235A1 (en) Switch assembly comprising an on-load tap changer and a drive system
US20220216005A1 (en) Method for carrying out a switchover of an on-load tap changer using a drive system, and drive system for an on-load tap changer
KR20220006649A (en) Switch assembly with actuation system and method for actuating the switch
RU2809179C2 (en) Method for performing switching of load stage switch by means of driving system and driving system for load stage switch
RU2817402C2 (en) Method of performing switch switching and drive system for switch
US11996250B2 (en) Switch assembly with drive system, and method for safely operating a switch assembly
US11948761B2 (en) Method for carrying out a switchover of at least two switching means for equipment, and drive system for at least two switching means in equipment
CN208655437U (en) A kind of contact limit switch
RU2815269C2 (en) Drive system for switch and method of actuating switch
CN106158442A (en) A kind of high-voltage switch gear and electric operating mechanism thereof
RU2021134362A (en) DRIVE SYSTEM FOR SWITCH AND METHOD FOR ACTIVATED SWITCH