TW486871B - Electrical switchgear with synchronous control system and actuator - Google Patents

Electrical switchgear with synchronous control system and actuator Download PDF

Info

Publication number
TW486871B
TW486871B TW088109703A TW88109703A TW486871B TW 486871 B TW486871 B TW 486871B TW 088109703 A TW088109703 A TW 088109703A TW 88109703 A TW88109703 A TW 88109703A TW 486871 B TW486871 B TW 486871B
Authority
TW
Taiwan
Prior art keywords
patent application
switching operation
item
contact
current
Prior art date
Application number
TW088109703A
Other languages
English (en)
Inventor
Michael P Dunk
John Francis Baranowski
Original Assignee
Cooper Ind Inc
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 Cooper Ind Inc filed Critical Cooper Ind Inc
Application granted granted Critical
Publication of TW486871B publication Critical patent/TW486871B/zh

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01HELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H11/00Apparatus or processes specially adapted for the manufacture of electric switches
    • H01H11/0062Testing or measuring non-electrical properties of switches, e.g. contact velocity
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01HELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H33/00High-tension or heavy-current switches with arc-extinguishing or arc-preventing means
    • H01H33/02Details
    • H01H33/59Circuit arrangements not adapted to a particular application of the switch and not otherwise provided for, e.g. for ensuring operation of the switch at a predetermined point in the ac cycle
    • H01H33/593Circuit arrangements not adapted to a particular application of the switch and not otherwise provided for, e.g. for ensuring operation of the switch at a predetermined point in the ac cycle for ensuring operation of the switch at a predetermined point of the ac cycle
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01FMAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F7/00Magnets
    • H01F7/06Electromagnets; Actuators including electromagnets
    • H01F7/08Electromagnets; Actuators including electromagnets with armatures
    • H01F7/18Circuit arrangements for obtaining desired operating characteristics, e.g. for slow operation, for sequential energisation of windings, for high-speed energisation of windings
    • H01F2007/1894Circuit arrangements for obtaining desired operating characteristics, e.g. for slow operation, for sequential energisation of windings, for high-speed energisation of windings minimizing impact energy on closure of magnetic circuit
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01HELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H3/00Mechanisms for operating contacts
    • H01H3/22Power arrangements internal to the switch for operating the driving mechanism
    • H01H3/26Power arrangements internal to the switch for operating the driving mechanism using dynamo-electric motor
    • H01H2003/268Power arrangements internal to the switch for operating the driving mechanism using dynamo-electric motor using a linear motor
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01HELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H9/00Details of switching devices, not covered by groups H01H1/00 - H01H7/00
    • H01H9/54Circuit arrangements not adapted to a particular application of the switching device and for which no provision exists elsewhere
    • H01H9/56Circuit arrangements not adapted to a particular application of the switching device and for which no provision exists elsewhere for ensuring operation of the switch at a predetermined point in the ac cycle
    • H01H2009/566Circuit arrangements not adapted to a particular application of the switching device and for which no provision exists elsewhere for ensuring operation of the switch at a predetermined point in the ac cycle with self learning, e.g. measured delay is used in later actuations
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01HELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H33/00High-tension or heavy-current switches with arc-extinguishing or arc-preventing means
    • H01H33/60Switches wherein the means for extinguishing or preventing the arc do not include separate means for obtaining or increasing flow of arc-extinguishing fluid
    • H01H33/66Vacuum switches
    • H01H33/666Operating arrangements
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01HELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H47/00Circuit arrangements not adapted to a particular application of the relay and designed to obtain desired operating characteristics or to provide energising current
    • H01H47/22Circuit arrangements not adapted to a particular application of the relay and designed to obtain desired operating characteristics or to provide energising current for supplying energising current for relay coil
    • H01H47/32Energising current supplied by semiconductor device
    • H01H47/325Energising current supplied by semiconductor device by switching regulator

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Control Of Linear Motors (AREA)
  • Keying Circuit Devices (AREA)
  • Driving Mechanisms And Operating Circuits Of Arc-Extinguishing High-Tension Switches (AREA)
  • Emergency Protection Circuit Devices (AREA)
  • Relay Circuits (AREA)
  • Particle Accelerators (AREA)

Description

486871 五、發明說明(1) 相關專利之交互參照 本專利係有關於在1 9 9 7年1 0月2 7日所申請的美國專利案 號0 8 / 9 4 5,3 8 4 ;該申請專利係源自於在1 9 9 6年5月1 5日所 申請的國際專利案號PCT/US 96/ 0 7 1 1 4 ;該專利是於1 9 9 5年 5月15日所申請的美國專利案號0 8/440, 783的延續。 發明背景 1. 發明範圍 本發明係有關於用以控制電氣開關之方法及裝置。更明 確而言,本發明係關於持續與自動地充份運用開關性能之 方法及裝置。 2. 相關技藝之說明 在一功率分配系統中,開關係典型用來保護系統的不正 常情況。不正常情況包括例如電源線故障情況或不規則載 入情況。大體上,開關在技藝中是眾所週知的。 不同應用有不同的開關類型。一故障中斷器是一開關類 型。故障中斷器係用於只要偵測到一故障情況,便可自動 切斷一電源線。自動開關(r e c 1 〇 s e r )是另一開關類型。為 回應一故障情況,不像是故障中斷器,自動開關可快速跳 動開啟,而然後根據一組時間-電流曲線而重新將電源線 關閉許多次。然後,在跳動/重新關閉操作的一預定數目 之後而如果故障情況已排除,該自動開關便會將電源線” 鎖定π 。一斷路器是一第三類型開關。斷路器係類似於自 動開關;然而,他們通常只能夠執行開-關-開的順序,而 且他們的中斷率係明顯較高於自動開關。一電容器開關是
第6頁 486871 五、發明說明(2) 一第四類型開關。電容器開關是用於使電容器排列啟動與 關閉。當該負載造成線電流落後線電壓時,電容器排列便 可用於調節供應較大負載(例如,工業負載)的線電流。只 要啟動,一電容器排列便會將線電流推I到線電壓的相 位,藉此推進該功率因素(亦即,要傳遞給負載的功率 量)。電容器開關通常係同時只執行一開啟或一關閉操 作0
當該開關接觸進入彼此(亦即,在關閉操作期間)附近或 當該等接觸首先分開(亦即,在一開啟操作期間)的時候, 一些電弧量便會在接觸之間發生。電弧可在該等接觸表面 上造成過度的熱量,而因此以非常快的速率造成接觸上的 摩損。電弧亦能使系統造成諸如電源變壓器的傷害或受 損。因此,電弧是非常不受歡迎。 大體上,不管開關類型的所有開關可嘗試將電弧減少。
|某些開關設計可嘗試藉由儘可能快速個別地驅動該等開關 接觸(亦即,在一開始操作期間)或一起(亦即,在一關閉 操作期間)而將此完成。在此方法背後的理論是如果接近 彼此關閉所花費接觸的時間量減少,電弧亦可減少。實際 上,此策略有缺點,特別是在關閉操作期間,因為當該等 接觸的相對速度增加而該等接觸彼此相互實質接觸的時 候,該等接觸便可容易彈跳。以公釐單元的接觸彈跳會導 致不想要的暫態電壓與電流事件的發生。 用以減少電弧及減少暫態現像產生的一更有效方法係同 步於該切換操作的開始,所以當跨在接觸上的交流電壓或
第7頁 486871 五、發明說明(3) 電流是分別在零伏特或零安培時,該等接觸的實際關閉或 I開啟便會發生。例如,在圖1,當交流電壓波形1〇〇通過諸 如點A的一零-電壓交叉點時,該等接觸的關閉便會發生是 -較佳。通常較佳的情況係跨在該等開關接觸的電壓零便關 閉,而在電流零便會開啟。正常的電弧中斷是在電流零發 生。對於一電容器開關應用而言,該電容器負載電流會領 先電壓9 0度。因此,該電流波形不需要監督,而且可假設 在電壓零時,該電流是在峰值,而在電流零的時候,該電 壓是在峰值。對於其他應用的實際同步操作而言,電壓波 形與電流波形需要監督。 ® | 採用此方法的目前開關設計係通常藉由預先定義時間扒
I |值而如此做,其中h是等於小於1:2值的一假定交流電壓波 ;形週期τ,其此,其中1:2是完成該切換操作所需的時間 值。例如,在圖1,如果交流電壓波形是以6 0 Η z操作,交 流波形1 0 0的週期Τ是1 6. 6 6毫秒。如果預先定義的時間t2 丨是11. 66毫秒,那麼、是5毫秒。因此,如果採用此方法的 |開關接受一命令而啟動一關閉操作,該開關會在交插點上 I偵測下一零電壓,例如在圖1中所示的交叉點B,然後等待
I !符合在圖1中點(:的^毫秒,以便開始該切換操作。同樣 φ I地,如果收到一開啟命令,該開關將在交叉點上偵測下一 I靈電流,並決定一適當開啟點,此係略類似於上述關閉操 i作的時間序列。該開啟點會決定,以致於在下一零電流交 丨叉上,一足夠的接觸開啟縫隙會建立,其會中斷電流的流 動與抗拒電源系統恢復電壓,以避免重新啟動或重開始。.<
第8頁 486871 五、發明說明(4) 於此,該討論係著重在同步的電壓開關。然而,在技藝中 熟諳此技術者可了解到開關動作亦能在開啟上與電流波形 同步。 不幸地,此另一方法並未始終產生正確的結果。首先, 該交流電壓波形1 0 0很少以剛好6 Ο Η Z傳遞。事實上,它通 常會在6 Ο Η ζ上與下略微變動。因此,該交流電壓波形1 0 0 的週期Τ會變動。因此,在點C上開始一切換操作並非始終 保証一同步開啟或關閉操作(亦即,與一零電壓交插點同 步的操作)。其次,諸如周圍溫度的條件能影響機械的動 態摩擦及改變用以完成切換操作的接觸之時間量。因此, 由t2所表示的時間量會隨著溫度變動。因此,再次,在點 C開始該切換操作並不可能與同步開啟或關閉操作一致。 第三,在開關的壽命上,該接觸距離在通常增加一切換操 作的期間必須跳動。這是由於平常的接觸磨損與來自機械 元件的磨損。當該接觸跳動距離增加時,當一函數h、t2 與丁造成一同步切換操作時,它變成越來越不可能在點C上 開始該切換操作。 在一電容器開關的特殊情況中,減少電弧及減少暫態的 產生是尤其重要。這是因為與交流電壓波形上的一零電壓 交叉點同步的甚至較小非精確切換操作可造成包括數以千 計的安培與電壓的電弧與暫態。因此,一開關設計存在一 巨大的要求,特別是一電容器開關設計,其可提供更正確 的波形點的切換操作控制,以便更能保證零電壓切換操作 將暫態效果減到最少。
第9頁 五、發明說明(5) 發明概述 本發明係 動作控制設 一閉迴路回 切換操作期 速度),藉 | 丨授設計本 開關實際情 期間及之後 I保證目前與 丨地同步。 I 因此,本 暫態。 本發明的 | 本發明的 !即時最佳化 丨換。 | 本發明的 I 期性地最佳 i換操作。 I 根據本發 ;^授控制系 | f,其在操 動器所需的 發明的—目
該動 藉由採用一閉迴路回授、以微處理器為基礎的 計而提供精確的波形點的切換效率。藉由採用 授、以微處理器為基礎的設計,本發明可在一 間監督及最佳化開關接觸動作(亦即,位置與 L保證一更正確的切換操作。而且,該閉迴路 質上係補償諸如周圍溫度、交流波形變動、及 况艾化的影響。此外,本發明可在一切換操作 充分允用各種不同的動作控制參數,以便更可 將來的操作更能夠與交流電壓或電流波形正確 的是要在切換操作期間減少電弧及 目的疋要提供正確而一致的波形點切換。 二的是要基於目前的切換操作效率而持續 控制系統’以保證更正確的波形點切 化該私^目的係基於過去的切換操作效率而週 控制系統,以保證更正確的波形點切 明的〜⑼ 統達成π點」廷些及其他目的係藉由一閉迴路 作上:J該系統包括-微處理器;t流產生裝 驅動電、、☆合至該微處理器,用以提供調節-驅 <,用以在電氣開關中的兩其中至少一 Μ 、發明說明(6) _ 開關;fee . 至少一接觸及^置回授裝置’其在操作上係輕合至兩其中 微處理哭片庄4以將接觸放置資訊提供給該微處理器。該 用在如m、义# L含裝置,當由該位置回授裝置提供時,可 儿 初始接觸位置盥一曰乂拉紹命罢4l 作期間控制兮恭、、☆太丄1、目刖接觸位置功犯的一切換操 作於产 σχ甩",L產生衣置,以致於根據一預先定義的勒 1下輪廓而從初始拯鎚办罢s 项尤疋義的動 轉變,如th# ^ 3觸置 最後接觸位置的至少一接觸 振缺 便可提供交流同步波形切換。 開關一觀‘點,這些及其他目的是由-電容器 斷哭俜包入r谷15開關包括—電流中斷器,而該電流中、 ::係包含至少—可動接觸及輕合至至少 動:。該電容器開關係進一步包括一閉迴路回授, ^=係包含:了微處理器,—脈衝寬度調變(pWM)電工 士 在刼作上係耦合至該微處理器,其中該"Μ 產=動器的驅動電流’該所需的驅動電流係在一切換, 作,月間從初始接觸位置至一最後接觸位置的至少一、接 觸丄-位置感測器係以光學輕合至至少 料 處 其中該解碼”接收及解碼來自位置感測器的接觸:】 料’亚將該解碼的接觸位置資料轉聳至彷 0述 換操 理:包Ϊ閉迴路回授裝置,用以在切換操作期間基= 接觸位置、-目丽的接觸位置回授信號、及一目二:: 作係同步於跨在該電容器開關上;;,度,以致於該切 根據本發明的仍然另-觀點,這此:流電壓波形。 迴 路回授方法所達成’用以在—切換操作期間=在二 486871 五、發明說明(7) 電氣開關中的至少一接觸。該方法係包含下列步驟:產生 I移動至少一接觸所需的一驅動電流;在切換操作期間即時
I 產生接觸位置回授貢料,及控制所需的驅動電流的產生, 以便在切換操作期間即時調節至少一接觸的動作,如一初 始接觸位置與該即時接觸位置回授資料的功能,以致於該 至少一接觸係根據一預先定義的動作輪廓而從初始接觸位 |置轉變至一最後接觸位置,如此便提供交流電壓或電流波 i形同步切換。 i圖式之簡單說明 在下列本文中,本發明是以許多相關的圖式說明,其 丨中: i | 圖1係描述一交流電壓或電流波形的圖式; | 圖2是一電容器開關的電路圖; I 圖3是跨一電流中斷器的截面圖式; | 圖4是一動作控制電路的電路圖; ί 圖5係根據本發明的一具體實施例而描述一閉迴路回授 ί !處理; | I 圖6係根據本發明的另一具體實施例而描述一閉迴路回 丨授處理; ! 圖7係描述一交流電壓波形的圖式; 圖8A-8C係描述動作輪廓範例; 圖9係描述一複雜動作輪廓範例;及 圖1 0 A- 1 0C係描述用以實現該切換操作控制演繹法的一 特殊技術。
第12頁 五、發明說明(8) 發明之詳細說明 胃於本發明的較 .^ ^ 的詳細描述,1也了解而s ,芩考可用.於下列連同附圖 述。該等夫者本發明的較佳具體實施例會例證及描 圖2是-7容二在該等每一圖式中是-致的。 路圖亦與其他1^==路圖範例,雖然可了解到該電 開關包括許ΐ: ?開關相:致。如圖2所示,該電容器 器8、-喰娃1 η、兀件’而该等兀件係包括-語音線圈驅動 器“-動:二:閃控褒置16、一操作桿6、-電流中斷 大邮^動器'是線性馬達與液壓機械。 版上’在圖2所描述的電容器切換 直接驅動限制動作 立換钿作如下所不。一 繞1 0所產生的g π 、< ^ 曰、,泉%驅動器8係使用由線 應,以便在—# /生f構的縫隙中與磁場反 的力量,其在的電流成比例 桿6上所運用的力量會造成操作v6;i = f8。在操作 後移動,其係決定在電流流過線繞;軸而向前或向 開始或關閉操作有關的力量:,以發展與-造成位在電流中斷器4 序·作桿6的運動會 或拉開,再攻,立η Λ / 接觸71、72同時過來 關閉操作。’、了、、疋°亥切換操作是否是-開始或— 如圖3所述,該等開關接觸7丨 所 中斷器4内部。根據一較佳且 =貝上係包含在電流 合至該操作桿6。因此,接觸71;=,開關接觸71係搞 按蜩U係虽作操作桿6的運動功能 五 發明說明(9) — 而沿著軸動作。對照之下,開關接觸72是固定。 =1:72在一關閉操作期間同時過來的時候,。所寺接 路2便關閉。當該等接觸71、?2一 分開的時候,交流電路2便會開啟。 功間 圖3係以橫截面圖式顯示電衣 ^ 括一直办細品甘„ 电机中斷器4。電流中斷器4包 Ϊ拖;:置是該等開關接觸71、72。兮直 工瓶仏一外咸及該等開關接觸7l、Η 直*二” 該真空瓶通常是以一延長、管 ,、工衣i兄。 , 瓦 吕狀、真空、陶器鑄伴71撤 成,理想上是從礬土形成。雖鈇 —〜午73構 一真空模組,在技藝中孰技二二二具體貫施例係採用 〇FR 、丄 …口日此技術者可了解到包含談丄 SF6、油、氣體等的絕緣媒體亦可採用。*』匕3老如 流過線繞1 0的電流是受到動 作控制雷政1 9总、φ拉π > 1下徑制電路1 2的控制。 U: 係連接至該位置回授裝置14。该㈣ 動 置1 4疋在母一切換操作期間 -置回杈裝 供動作控制電路12,其中 二;,位置回授資訊提 得即時接觸速度回授資訊。該動:二=12可區別,以獲 迴路回授策略而使用即時工=路12係根據 切換操作,其會在下面詳細描述速度回授貧訊來達成同步 該動作控制電路12亦耦合至一 :電路12指使的時候,該 =置16。,由動作和 柱塞、-則生類型控;^ 6可以是—傾斜的彈簧、置保 或任何其他眾% ^'的閂閘、—雙穩定彈簧、—彈楚表型 m Μ Α斤週知的相同閂控。鈇% 貫插拴、
肩美供足夠的接 而,該閂控t f ί R 觸堡力末減少開關接心力K;置16必 一--——--- 、充足的 486871 * *---------- 五、發明說明(10) —'' --一' 一~ ::ί ’以便在額定電流期間同時保持接觸,而且它必 /貝展現大;讀姑金κ同、丄, 匕必 ^ 八接觸壓力的一切斷力量。 j 1i:f控制電路12是在圖4中更詳細描述。如圖所亍, ;= 乍控制電路12包括一交流波形分 、圈一所不, 開關控制界面43、一恭、店Μ十 甩谷器 (PWM)47、—解巧哭4广’及…器走—脈衝寬度調變單元 二鮮馬器4 8、及一微處理器4 9。 準:玄;:供f f 45係提供動作控制電路12的許多電壓位 PWM單元47’中匕的放供大一哭電壓^準+ HV,其可將電源提供給在 由一M〇SFFT 、 w。接者,在PWM單元47中放大器可經 動哭8 + ^ “在圖4中未顯示出)而提供該語音線圈驅 如二Λ% Λ源^應器45亦提供許多的控制電壓,例 戈低功率電子裝置的15 VDC與5 。 該交流電壓波形分析雷踗4】担 形的灾厭綠一 弘路1 k供有關於沿著交流電壓波 :4 Γ上Λ叉點,1資訊。胃交流電壓波形分析^ :二;7較佳具體實施例中,該交流電壓波形分析電 -脈i奋值/、母一零—電壓交又點發生相-致的脈衝。每 使用每一脈衝來產生不同的中斷信號。該等中 =嬈疋決定性,用以確保同步切信號 波形分析電路41可包括一 Ϊ;:Γ實施例中: 电格』匕秸,皮形分析器、一相位鎖定迴路、 及一零-電壓偵測電路。 使電容器'開關能夠開啟或關閉的切換操作執行命令信號
486871 五、發明說明(11) ίί型ί是由—電容器排列控制系統(在圖中未顯示出)所 產生。然而,可了解到該切換操作執行命令可用手 該切換操作執行命令传藉由工案辦、、隹 …而與“ 軚準的電容器開關控制界 面43而k仏給光隔離輸入線上的微處理器49。 關控制界面43通常是一5根接腳連接器,?開 提供該開啟命信號、在第二接腳上提供關閉命令传號 弟二接腳上提供一接地端、及在第四與第五 雙線的120 VAC電源輸入。 供腳上ki、一 該PWM單元47是位在微處理器49與語音線繞1〇 -切換操作期間’該PWM單元47可持續接收來自微 49的數位電流控制信號。在響應上,該pwM單元〇 : 流過語音線繞10的電流。接著,在語音線繞1〇的情況,沒 過語音線繞而對在磁性結構的縫隙中所形成的磁反: 係控制磁場強度,該磁場會從語音線圈驅動器8產生一磁*’ 力。如此,言請處理器49便可在每—士刀換操作期間控制該 等開關接觸7 1、72的相對位置與速度。在一較邮择 例中,調Μ單元47係包含-數位_類比轉換 功率放大器5 1。 汉又“ 當然,忒微處理器4 9是動作控制電路丨2的心臟。特別 是’該微處理器49係使用它接收來自該電容器開關控制界 面43、交流電壓波形分析電路41、及位置回授骏置14的資 訊,以執行一切換操作控制演繹法。該切換操作控制演繹 法是由微處理器49使用,以便藉由確保交流電壓波形同步 而最佳化切換操作效率。
第16頁 4505/1 發明說明(12) 一 一 供 位 ::關閉該動作控制回授迴路’開關接觸位 f堤回該微處理器12。這是位置回授震置u的功#^ ^ 裝置14包括一編碼器44及一解碼器4δ。雖:編 二此夠使用任何數s的線性裝置實現,例如,1 = =、LVDT、一線性轉速計等。該等裴 ^ 包 因此,一氺爯Q η命上, 卞衣直韦有雜成出現。 施例中使用編碼器是在本發明的-較佳具體實 位ϊ:3if:f4實際上係執行兩主要功能。第-,該 位置又裝置14係在-切換操作期間持續取樣可動接觸的 二例:.:2, 位置ί:數ϊ供給解碼器48。解碼器48然後將 言,由微产理4q亚將匕轉运至微處理器49。更明確而 理所執行的切換操作控制演繹法, ::49然後可使用該資訊而在—切換 :j處 该等開關接觸η、72的相對位置與速度。;:持;取佳化 :裝置u係提供該切換操作控制繼,二有::置回 資訊是由切換操作控制演绎法:=距資訊。此 作的開始上建立一最初接觸位置。 便在母一切換操 由微處理器49所執行的切換操作控制渾 的實質操#,以提供交流電壓波形同步切:法係執灯必要 點切換。1亥切換操作控制演繹法是以軟體實現亦 儲微處理器49内的記憶儲,或在分開二可 大體上,該切換操作控制演绎法係在該二命
486871 ί ‘ _ ~~—______—— 五、發明說明(13) 今接收之後,基於來自交流電壓波形八# $料而藉由i)建立—最佳切換操作初二所接收的 慶波形同步切換;u)監督一切換 ^間來確保交流電 開啟或關閉命令)的電容器開關 令(亦即,- 初始接觸…lv)在最佳的切換操:⑴)建立— =換操作:及V)根據一預先程控的動作始¥間上開始該 ^將,等接觸71、72驅動至一結束接^扁從最初接觸位 ^更詳細地描述。 立置。這些功能現 首先’當該切換操作啟動的時候, 法便可在一切換操作執行命令之後二切換操作控制演繹 =壓波形同步切換。若要將此完成,、二切2 了要達成交流 ,係依賴接受時脈序列 =換操作控制演繹 :-時脈^合於—零電壓交叉 產生。所述,該等脈衝是由交流電一二= 更明確而言,該切換操作控 不同類型的中斷信號。這1:至少=用時脈來產生 零電壓交又中斷信號v;。—V兩其中的第一中斷 ;脈的時候產m二又;形分析,路41之一 交流電i、、皮开:。又點的時候同時產生。因;
V m中斷信號 便奋每8 ί ^疋 秒正好60週期振盪 此,如果該 又曰母8· 33毫秒產生 破 由切換操作控制演 ^«6871 五、發明說明(14) 一 =2 ?τΙΝτ中斷信號。根據本發明的一較佳具體實施 的=寺長的32時間間隔的32個^信號是在交流 期期間產生。藉由計數自最後%中斷= 確的母一ΤιΝΤ中斷信號,該切換操作控制演繹法^ $決定沿著交流電壓波形的地方。而且,如果該更^正 =演繹法…定有多少T t ν τ中斷信號自最後的v二 :例⑯,J最後的零電壓交又點)產生,謗切換操个 二1i凟繹法便能夠決定有多少的額外Τΐπ中斷信號會在 ::ΝΤ中斷信號(亦即,在下一零電壓交叉點之前;之^ 、、根據本發明的一較佳具體實施例,該切換操作控 去係決定最佳的切換操作初始時間,當作完成切換二所 晷的1\口間隔數目的功能。接著,完成切換操作所需的丁 間隔數目是在切換操作期間基於該可動接觸7丨所移動 離及可動接觸71所移動的速度而決定,其中整個切換= 期間的可動接觸71的速度是由一意欲的動作輪廓所定=。 | 圖7係顯示一交流電壓波形7 0 0的範例,其中交流電壓波 形70 0的每一半週期是分成32個相等距離的I”間隔广例/ 如’如果40個ΤΙΝτ間隔是需要用於完成切換操作,該切換 操作控制演繹法便會知道它必須沿著交流電壓波形7 〇 〇而 啟動開關操作,而不遲於點]g,如果該切換操作控制演繹 法是要在點Α上達成交流電壓波形同步切換,其中2 4個 間隔係分開點D與點Β,而40個ΤΙΝΤ間隔係分開點Β與點Α。 因此,如果該切換操作控制演繹法是在點C上接收一切換
第19頁 486871 五、發明說明(15) #,執行命令,其中16個‘間隔係分開點d與點c, Ϊ:!控制演繹法知道它必須等待,直到它在點β上開i 切、喿作之丽接收正好8個額外中斷信號為止。。 ^確保在繼續的基礎上的最佳切換效率,胃 =1次繹法必須能夠調整完成—切換操作所需的任何時 =’、即,對於τ1ΝΤ間隔數目的任何變化)變化。在先、曰 =1丨中,一般係規定40個Τιντ間隔是需要用於完成該切振 :槔;f: Ϊ過:容器開關的壽命。$成-交流電壓波形同、+ 、术作所需的τΙΝΤ間隔數目是不可能改變,而如果 / 實變化’它便不可能明顯地改變。然m 確 -切換操作的效率,而在如此做_,它便每 成非同步。例如,…等切換操作不= =::零廷壓交叉點相矛盾,切換操作控制演繹法便; ::身,戶斤以它會在早於適當的TINT間隔(例如 ” 的,而不是點Β)數目之前開始該切換操作。例如中 遠等切換操作未達該意欲零電壓交 °果 演绎法便可調整它本身,所以它;;:於=呆=制 =列如,在圖7的點Β2上’而不是點β)之前開始= 在圖7所描述的範例中,如果該切換操作 。,接,一切換操作執行命令而不是在點c,該' 作控制 >貝繹法知道沒有足夠的時間在點A上 、 換操 同步切換。因此,該切換操作控制演繹法合成交流電壓 Τ|ΝΤ中斷信號,並在接收下—V|NT中斷號θ、二追蹤該等 〈俊開始該切換
第20頁
486871 五、發明說明(16) -- 操作24個TINT中斷信號(亦即,與下一零—電壓交又點有關 的VINT中斷信號,其係符合於在圖7中的點ε),藉此在點八 (在圖7中未顯示出)之後的零電壓交叉點上達成交流電壓 波形同步切換。
在每一切換操作的開始上,該切換操作 立-最初接觸位置。如上所述,該最初接觸:;: = 目前切換操作期間該可動接觸71預期移動的距離。根據本 發明的一較佳具體實施例,該切換操作控制演繹法係建立 此最初接觸位置,當作在先前切換操作期間由可動接觸71 所移動的實際距離。當然,該切換操作控制演繹法係經由 該位置回授裝置14而獲得由可動接觸71所移動的實際距 離。 、不
上面亦描述該可動 距離會逐漸增加電容 磨損、及溫度效應。 作的任何增加可預期 作期間將該最初接觸 的距離,該切換操作 壽命上發生的增加變 繹法持續將切換操作 接觸71必須移動而 器開關的壽命,由 然而。可了解到, 到會較小。因此。 位置設定成等於該 控制演繹法便足以 化,其接著,允許 效率最佳化。 完成一切換操作的 於接觸磨損、機械 從一至下一切換操 藉著在先前切換操 可動接觸7 1所移動 說明自電容器開關 該切換操作控制演 例如 〇 〇果忒可動接觸71在先前τ刀供铞彳乍期間移動i 個單元的總距離,在目前切換操作的開始上,誃 控制演繹法可將最初接觸位置設定成1〇〇個單元^。、' 的詳細描述,該切換操作控制演繹法實際上係將今
第21頁 4腦71
又點上 五、發明說明(17) 觸位置視為一位置錯誤 精確地減少到零。 '必項在意欲的零電壓交 只要一切換操作已啟動,該切換操作控 續調節流入語音線繞1〇的電流量。接*,這;;控制 初的位置將可動接觸71驅動至結束位置於力四 利攸匕攻 具體實施例中,該切換操作控制演繹法“=热,了較佳 所示的閉迴路位置回授處理將電流調節Γ碏由執仃在圖6 根J圖6所示的閉迴路位置回授處理’與最 (60)有關的值會載入如所示的處理。如上所述,該0、置 觸位置係表示纟目前的切換操作冑間所預期要移動;:: 觸71的距離,而它係等於在先前切換操作期間由可^ 71所移動的實際距離。纟目前的切換操作期間,鱼最= 觸位置(60)有關的值會以即時持續與該接觸位置回授項 (62)相比較,其會藉由該位置回授裝置14而提供返回該 換操作控制演繹法。此比較會產生一位置錯誤(64)。該位 置錯誤(64)係表示該可動接觸71仍必須移動完成該切換操 作=距離。因此,它是位置錯誤(64),其中該切換操作控 制肩繹法是在意欲的零電壓交叉點上嘗試精確地驅動至 令。该位置錯誤(6 4 )然後會乘以一比例常數p,該比例常 數P然後會與速度回授項(6 8 )相比較。該切換操作控制演 绎法係藉由區別該接觸位置回授項(6 2 )而驅動該速度回授 項(68)。第二比較會造成一速度錯誤(7〇)。該速度錯誤 (7 〇 )然後由該切換操作控制演繹法用來增加語音線繞1 〇的 笔* i ’或減少3吾音線繞1 Q的電流量,其曾經是適當的, 486871 五、發明說明(18) 為了要遵循意欲的動 ^ 一' 轉移函數如下所示 輪廓。與在圖e所述的處理有關的 (KF) / (S2 + KDS °+ ㈣ … 圖8A係描述一動作 \ (1) 定義該可動接觸71應=^乾例^如上所述,一動作輪廓得 要達成交流電壓波形 切換彳呆作期間移動的速度,為了 理轉移函數所定義:切換n,該動作輪廓是由處 藉著在方程式(丨)中°,方程式(1)的處理轉移函數。 I和8C中所示的動作輪等轉移函數直P及/或D,在圖δβ 述的動作輪廓。 * &列可達成,以取代在圖8Α中所描 藉由完成該等每一上 演繹法便能夠以許多方識別的功能,該切換操作控制 該切換操作控制演繹法本操作效率最佳化。首先, 身而將切換操作效率最佳貝上係憑藉著該位置回授處理本 在切換操作期間以即 。這_是因為位置與速度資訊是 切換操作控制演嗶、去 1 D,每25 0微秒)供應返回至該 資訊持續更正('亦即/ϋ操作控制演繹法然後使用該 71力量的電流量,藉此確保/\減^少j,制提供給該可動接觸 次’如果存在過度的位、波形同步切換。其 作控制演繹法可在切換操作:輪廓),該切換操 以保護交流電壓波形使同步切°。。二/、些轉移函數參數, 信號過大,該切換操作控制淹繹 2 L如果該位置錯誤 然而,如果速度錯誤過大,;::!:適當地調整D值。 °亥切換彳呆作控制演繹法便可調 丨五明說〜 〜 -------- 整P值。弟三,除了以g卩& 換操作控制演^ 位置與速度值)的1率V/^ 希前的效率資料愈相對的、/、'、後沿者意欲的動作輪廓將 等動作_ /Mt > ^ Ά相比較。在該等儲存的值與該 以:=;=!?可用來決定是否要進-步調整 保證隨後切換操作的』:/D::或p _的比率,為了要 當在圖6所“㈣迴路\^波H步切換。 單梯形動作衿貧Μ 置回杈處理具有定義某些簡 描述,其他^ =一老移函數的時候,諸如在圖8A-8C的 作輪廓。例如,=广理可依.需要採用來定義更複雜的動 啟操作期間有:Γ的輪靡區段A所示,在-自動開關開 在該等接觸之3 :ί·1該等接觸之前需提供-負力量將 施例中,該切換操作#制、、宫^=畊*因此,在另一具體實 在切換操作過程期門^ ^、、,去可麥考為一查詢表,以便 可能的。圖5 Λ :: :輪廊的-複雜動作輪廓是更 路處理範例’复/ 1兀成此一複雜動作輪廓的一閉迴 順向供應路徑。 的處里係包括一回授及一 法係包含許多不二;;貝二例,’該切換操作控制演繹 使用標準的程:=:;“;::::現的每-常式係 -C的流程圖中描述。 弋的,、也灵施例是在圖1 〇 a 首先,圖10:係描述一主要啟動與初始化常式1 0 0 0。該 486871 五、發明說明(20) 啟動與=始化常式1 0 0 0如步驟1 0 0 5所示係藉由初始化 v 許夕的系^統#交數而開使。該常式然後可根據步驟1 0 10產生 號。如先前的描述’該等^^中斷信號的產生是 田以等零電壓交叉時脈的功能,其是由交流電壓波形分 析電路41所產生的。 τ Πίΐ ί fViNT、中斷信號之後,該等主要啟動與初始化常式 >'、根據決定步驟1 0 1 5而決定一切換操作執行命令是否 牛^ 1 n 1’t由,,°亥电各器開關控制界面4 3接收。如果根據決定 ζ/ 的否”路徑而決定未收到該切換操作執行命令, 續:= =化常式1 0 00便會保持迴路,•此它能持 定步驟m5t 行命令是否出現。然而果根據決 它便合進一牛木疋^路徑而決定收到一切換操作執行命令, 命令:如決ί ::該切換操作執行命令是否是-open開關 “ v知1〇2〇所述。根據決定步驟1 0 2 0的"I" & 二,:果該切換操作執行♦令是一刪 的疋, ::換操作狀態旗號便會設定,以反映一 〇pEN;以 出=根據決定步驟1 0 2 0的,,否"路徑,如果該= 仃命令不是一0PFW „ Μ人人 俠姑作執 便會根撼冰七半開關冲々,主要啟動與初始化常式1000 "nc ,、疋v驟1 0 3 0而決定該切換操作執行命令是否 E開關命令。根據決定步驟1〇3〇的”是;,疋否為 刀換Ϊ作執行命令是—close開關命令,該適當ί 出現fit狀悲旗號便會設定,以反映-close開關命令的
開關命ί而主ΐ :::既:f -〇PEN開關命令或-CLQSE 要啟動與初始化常式1 0 0 0便會返回到與決定
第25頁 486871 五、發明說明(21) —— 步驟1 Η 5有關的決定迴路,藉使它持續尋找切換操作執行 命令。指示一OPEN開關命令的出現或一CLOSE開關命令的 出現而分別在步驟1 0 2 5或1 0 3 5所設定的該切換操作狀雜旗 號稍後會由時間間隔T⑽常式所採用,以喚醒如在下面^ ” 詳細的動作控制常式。 一旦根據步驟1 0 1 0而啟動該V1NT中斷信號,該微處理器 I 49便會開始執行一零電壓中斷常式1040。如圖10B所描 述,只要該微處理器49從交流電壓波形分析電路41接收一 零電壓交叉時脈,該零電壓中斷常式1 〇 4 0係藉由根據步驟 1 045產生一VINT中斷信號而開始。符合V|NT中斷信號產生的 時脈時間然後以系統變數T I Μ E儲存。然後,根據步驟 1050,該零電壓中斷常式1040係決定與變數TIMEINTERVAL 有關的時間量,其中該變數TIME INTERVAL係表示與τΐΝΤ間 隔有關的間長度’其係在交流電壓波形的半週期期間分 開該等每一所要產生的3 2個ΤΙΝΤ中斷信號。在一較佳具體 實施例中,該變數TIME INTERVAL是由表示目前零電壓交叉 |點發生時間的變數T I ME與表示先前零電壓交又點發生時間 丨的一變數OLD TIME之間的差所決定的。如在技藝中的一技 術係多虧在變數TIME與變數OLDTI ME之間的差係反映交流 電壓波形的半週期。在如上所述於產生一信號tint中斷信 號期間’當交流電壓波形的每一半週期分成3 2個等距間 隔,該變數TIME INTERVAL然後便會除以32。該零電壓中 斷常式1 040然後根據步驟1 0 5 5而使T1NT中斷信號產生。此 係包括載入一内部計數器,其在下面係稱為時間間隔計數 〇〇871 五、發明說明(22) ^^-- f ’其具有與變數TIMEINTERVAL有關的值。該時 ,器是從與變數TIME INTERVAL有關的值開始漸減。^° Ϊ a在時間間隔計數器在零附近循環,一7^中斷信I產 曰生。根據步驟1 0 6 0,一第二計數器,在此稱。几 數器會與值32同時載入。每一次,_ τ…中斷栝姑1丨^ = ^ 1 ΪΝΤ °» -1中辦信號便會產 ,该T!rr計數器會減1。該ΤΙΝΤ計數器的目的是要 Irr中斷描述更顯然。 、、該ΤΙΝΤ中斷常式1 0 70與該動作控制常式1〇71是在圖i〇c描 述。當該時間間隔計數器減到零的時候,一凡打中斷信號 便會產生。接著,這造成τΙΝΤ計數器逐漸減},如步驟1〇72 所不。藉由逐漸減少ΤΪΝΤ計數器,沿著交流電壓波形的目 前位置便可精石崔地追5從出。 該ΤΙΝΤ中斷常式1 〇 7〇然後會檢查一動作控制狀態旗號, 以决疋孩動作控制常式是否已啟動。最初,根據決定方塊 1 0 74的”否"路徑,該動作控制常式狀態旗號係重新設定, 其表示該動作控制常式1071未啟動。該ΤΐΝτ中斷常式1〇7〇 然後會根據步驟1 0 76而檢查上述切換操作狀離旗狀 態,以決定一OPEN開關命令或一CL_開關命V是H 現。既使該切換操作狀態旗號的狀態是由如圖丨〇A所示的 主要啟動與初始化常式1〇〇〇、步驟1〇2〇 —1〇35亦可設定。 该TINT中斷常式1 〇 7 〇然後係根據決定步驟丨〇 7 8而決定該 切換操作2態旗號是否指示一〇ΡΕΝ開關命令的出現及是否 為適當的時間(亦即,沿著交流電壓波形的適當時間間隔) 啟動一打開開關操作。根據決定步驟丨〇 78的,,是,,路徑,如
第27頁 486871 五、發明說明(23) 該等兩情況同時發生,一 0P EN開關操作的動作控制常式 1 0 7 1便會啟動’如步驟1 0 8 0所示。啟動該動作控制常式 1 0 7 1係^括載入一最初接觸位置(亦即,在先前切換操作 期間該等接觸所移動的總距離在那的時候)及設定該動作 控制常式狀態旗號,其指示該動作控制常式丨〇 7丨是否已啟 動。然而,根據決定步驟1 0 78的,,否,,路徑,如果與決定步 驟1 0 78有關的該等兩情況未同時出現,該T1NT中斷常式 10 7-0便會根據決定步驟丨〇81決定該切換操作狀態旗號是否 指::CLOSE開關命令出現,及是否在適當的時間(亦即, 沿著交流電壓波形的適當的計時間隔)啟動一關閉開關操 作。根據決定步驟1081的,,是”路徑,如果與決定步驟ι〇8ι 有關的兩情況同時發生,一CL〇SE開關操作的動作控制常 ,式1 y 7 1便會啟動,如步驟丨〇 8 2所示。根據決定步驟1 〇 8 1的 ’’否徑,如果與決定步驟1081有關的兩情況未發生,該 Tint中斷常式1 〇 7 0便會根據決定步驟1 〇 8 4而決定.. 时疋否逐漸地減少到零。該T|nt計數器逐漸減少到零係表 不交流電壓波形的目前半週期的結束。 ν ' : 常式_會等待下一零電壓交叉點,結二此 信號係象徵交流電壓波形的下一半週期 斷 果根據決定步驟丨〇 84的”否,,路徑而決 ' 焚,兮τ 义5亥計數器不是 令 違T丨rr中斷常式1 0 70便會設定下一T , ^ 疋 驟1 0 8 6所示。 ^心中斷信號,如步 根據步驟丨0 8 0或步驟1 182,只要該動 , 動,該動作控制常式1071便可根據步驟丨$制常式1071啟
"^〇88而藉由讀取來 五、發明說明(24) ,回授裝置14的目前回授位置錯誤與速度來處理。最初’ 5玄回授速度是零,而該回授位置錯誤是在它最大值(亦 即’同等於在步驟1 0 80或步驟1 0 82期間所載入的最初接觸 位置錯誤值)。其後,當接觸7丨在切換操作期間移動的時 候’回授位置錯誤與速度便會改變。 然後,該動作控制常式1071會根據決定步驟1〇9〇而決定 ,位置錯誤是否小於一預先定義的最小值。此步驟的目的 m定該切換操作本質上是否完成。如果根據決定步驟 〇的是"路徑而決定該位置錯誤是小於該預先定義的最 ,該動作控制常式1071便會結束回授處理,重新設定 τ°中不二旗號’並根據步驟1091而放棄控制返回該 Λ ’其*該^中斷常式會等待下-零 -电壓父叉點與下一 V1NT中斷信號的產生。 如果根據決定方塊丨09 0的"否I,路 非小於該預先定義的最小值,兮=決疋5亥位置錯誤亚 管η -Γ从&在丨 > 。亥動作控制常式1 0 7 1便會計 -目别的控制k號,如步驟1〇92所示 控制信號是當作回授位置俨毕的* & 上我达 4电抓 算。當然,該電流控制=二速度與轉換功能計 力量來控制電流流動,以便移動接觸 :該;;本;匕中:^ 交叉點=以:丁,直到切換操作完成與-零電壓 本發明已描述許多相關的具體實施 到,對於在技藝中的枯侪处丨、;认 …、而 了瞭解 隹Α中的技術此以除了上述具體實施例之外的
486871 五、發明說明(25) 特殊形式將本發明具體實現,而並未違背本發明的精神。 | !在此所描述的具體實施例不僅是說明,而且不應該認為是 以任何方式限制。本發明的範圍如附錄的申請專利範圍所 示,而不是先前的描述,而所有的變化與類似更改階涵蓋 丨在本發明的範圍内。
第30頁 486871 案號 88109703 修正 圖式簡單說明 画_1 O:\58\58831.ptc 第31頁

Claims (1)

  1. 486871 _案號 88109703 % 年 // 月 日__ 六、申請專利範圍 1 . 一種電氣開關的封閉迴路回授控制系統,其包含: 一微處理器; 一電流產生裝置,其操作上耦合至該微處理器,用以提 供調節一驅動器所需的一驅動電流,以便移動在電氣開關 中的兩開關接點之至少一個;及 一位置回授裝置,其操作上耦合至兩接點點之至少一 者,用以重覆地取樣該兩開關接點的至少一個的位置資 訊;以及用以將接點位置資訊提供給該微處理器; 其中該微處理器係包含裝置,用以在切換操作期間,當 由該位置回授裝置所提供時,以即時控制該電流產生裝 置,當作一最初接點位置及一目前接點位置的函數,以至 於根據一預先定義的移動輪廓,至少一接點點可從該最初 接點位置轉移到一最後接點位置,如此便可提供交流波形 同步切換。 2 .如申請專利範圍第1項之封閉迴路回授控制系統,其 中該用以控制該電流產生裝置之裝置包含·· 一比較裝置,用以在切換操作期間將切換操作效率資料 與該預先定義的移動輪廓相比較之;及 一修改裝置,用以藉由基於切換操作效率資料與該預先 定義的移動輪廓相比較來調整與該封閉迴路回授控制系統 有關的一轉移函數而在切換操作期間修改至少一接點點的 移動輪廓。 3 .如申請專利範圍第1項之封閉迴路回授控制系統,其 中該微處理器係進一步包含:
    O:\58\58831.ptc 第32頁 486871 _案號 88109703 9° 年"月二?日_iMz_ 六、申請專利範圍 一儲存裝置,用以儲存來自一或多個先前切換操作的過 去切換操作效率資料; 一比較裝置,用以將該過去的切換操作效率資料與一意 欲的效率輪廓相比較;及 一修改裝置,用以基於該過去切換操作效率資料與該意 欲的效率輪廓相比較來調整與該封閉迴路回授控制系統有 關的一轉移函數而修改該預先定義的移動輪廓。 4.如申請專利範圍第1項之封閉迴路回授控制系統,其 中該用以控制該電流產生裝置之裝置包含·· 一啟動裝置,用以啟動當作與交流波形有關的時間資訊 函數的該開始切換操作。 5 .如申請專利範圍第4項之封閉迴路回授控制系統,其 中該用以控制該電流產生裝置之裝置進一步包含: 儲存裝置,用以儲存來自一或多個先前切換操作的過去 切換操作效率資料;及 調整裝置,用以調整當作該過去切換操作效率資料函數 的該切換操作初始化裝置。 6 .如申請專利範圍第5項之封閉迴路回授控制系統,其 中該過去切換操作效率資料係包括交流波形同步的測量。 7.如申請專利範圍第4項之封閉迴路回授控制系統,其 中該時間資訊係包括一或多個脈衝,其在產生每一時脈的 同時會造成符合沿著交流波形的一相對零交叉點,而其中 在連續脈衝之間的時間係符合交流波形的半週期。 8 .如申請專利範圍第7項之封閉迴路回授控制系統,其
    O:\58\58831.ptc 第33頁 486871 _案號 88109703 f 〇 年"月 9_iMz_ 六、申請專利範圍 中該裝置係用以控制該電流產生裝置,其係進一步包含: 用以產生零交叉點中斷信號的同時造成一或多個的脈衝 之裝置; 用以在每一零交叉點中斷信號之間產生一預先定義數目 的時間間隔中斷信號之裝置,其中用以開始切換操作的該 裝置啟動係與該等其中一預先定義的時間間隔中斷信號同 時發生。 9 .如申請專利範圍第4項之封閉迴路回授控制系統,其 中該時間資訊包括一時脈產生的同時在跨在兩開關接點點 上造成一零電壓差異。 1 〇 .如申請專利範圍第1項之封閉迴路回授控制系統,其 中該位置回授裝置係包含: 裝置,用以基於在一先前切換操作期間的至少一接點點 所移動的總距離來提供該電流產生控制裝置的最初接點位 置。 1 1 .如申請專利範圍第1項之封閉迴路回授控制系統,其 中該用以移動至少兩其中一開關接點的驅動器係與一語音 線繞有關。 1 2.如申請專利範圍第1項之封閉迴路回授控制系統,其 中該用以移動兩其中至少一開關接點的驅動器係與一線性 馬達有關。 1 3.如申請專利範圍第1項之封閉迴路回授控制系統,其 中該用以移動兩其中至少一開關接點的驅動器係與一液壓 單元有關。
    O:\58\58831.ptc 第34頁 486871 案號88109703 年//月 ><日 修正 / ^ , 六、申請專利範圍 1 4. 一種電容器開關,其包含: 一電流中斷器,其包含至少一可動接點點: 一驅動器,其係耦合至該至少一可動接點點; 一封閉迴路回授移動控制電路,其包含: 一微處理器; 一脈衝寬度調變電路,其在操作上係搞合至該微處理 器,其中該P W Μ電路係產生驅動電流,用以使該驅動器可 在一切換操作期間將至少一可動接點點從一最初位置驅動 至一最後的接點位置; 一位置感測器,其係光學地耦合至該至少一接點,以 重覆地取樣該至少一可移動接點的位置資料; 一解碼器,其中該解碼器係接收及解碼來自該位置感 測器的接點位置資料,並將該解碼的接點位置資料轉送至 該微處理器, 其中該微處理器係包括封閉迴路回授裝置,用以在切 換操作期間基於該最初接點位置、一目前位置回授信號、 及一目前接點速度回授信號來即時控制接點位置與速度, 以致於該切換操作可同步於跨在電容器開關上的一交流電 壓波形。 1 5 .如申請專利範圍第1 4項之電容器開關,其中該脈衝 寬度調變電路包含: 一數位-類比轉換器;及 一功率放大器。 1 6 .如申請專利範圍第1 4項之電容器開關,其中該位置
    O:\58\58831.ptc 第35頁 486871 _案號88109703 年,/月 >《日 修正_ I 产· 六、申請專利範圍 感測器係光學9 0度相差編碼器。 1 7 .如申請專利範圍第1 4項之電容器開關,其中該用以 控制接點位置與速度之封閉迴路回授裝置包含: 一驅動裝置,用以自接點位置回授信號導出接點速度回 授信號; 一比較裝置,用以將該接點速度回授信號與一預先定義 的移動輪廓相比較;及 一調整裝置,用以調整由該脈衝寬度調變電路所產生的 電流,而該脈衝寬度調變電路係當作在該接點速度回授信 號與該預先定義移動輪廓之間的比較函數。 1 8 .如申請專利範圍第1 4項之電容器開關,其中該微處 理器係進一步包括: 一儲存裝置,用以儲存與一或多個先前切換操作有關的 速度回授貧料· 一比較裝置,用以將來自該一或多個先前切換操作的速 度回授資料與一預先定義的移動輪廓相比較,及 一修改裝置,其係藉由基於將來自一或多個先前切換操 作的速度回授資料與該預先定義的移動輪廓相比較,而與 該封閉迴路回授移動控制電路有關的一轉換功能調整來更 改該預先定義的移動輪廓。 1 9 .如申請專利範圍第1 4項之電容器開關,其係進一步 包含: 一交流電壓波形分析電路;及 一電容器開關控制界面。
    O:\58\58831.ptc 第36頁 486871 _案號 88109703 年"月 _ 六、申請專利範圍 2 〇 .如申請專利範圍第1 9項之電容器開關,其中該微處 理器係進一步包含: 一接收時間資訊之裝置,用以接收來自該交流電壓波形 分析電路的時間資訊; 一接收切換操作執行命令之裝置,用以接收來自該電容 器開關控制界面的一切換操作執行命令;及 一調整裝置,用以啟動當作該時間資訊及該切換操作執 行命令功能的切換操作。 2 1 .如申請專利範圍第2 0項之電容器開關,其中該微處 理器係進一步包含: 一儲存裝置,用以儲存來自一或多個先前切換操作的切 換操作效率資料;及 一調整裝置,用以基於來自一或多個先前切換操作的切 換操作效率資料來調整該切換操作啟動裝置,其中來自一 或多個先前切換操作的該切換操作效率資料係包括交流電 壓波形同步的測量。 2 2 .如申請專利範圍第2 0項之電容器開關,其中該時間 資訊係包括複數時脈,而其中每一時脈是由交流電壓波形 分析電路與沿著交流電壓波形的一零電壓交叉點的功能所 產生。 2 3.如申請專利範圍第2 2項之電容器開關,其中該時間 資訊係包括零電壓交叉中斷信號,每一零電壓交叉中斷信 號係由該微處理器所產生,而且係一相對時脈的結果。 2 4.如申請專利範圍第2 3項之電容器開關,其中該時間
    O:\58\58831.ptc 第37頁 486871 _案號 88109703_年 // 月』j 曰__ 六、申請專利範圍 資訊係包括許多的時間間隔中斷信號,該等信號係在連續 零電壓中斷信號之間的時間由該微處理器以相同距離的間 隔產生。 2 5 .如申請專利範圍第2 0項之電容器開關,其中該時間 資訊係包括與跨在該電容器開關接點點上的一零電壓差有 關的一時脈。 2 6 .如申請專利範圍第1 4項之電容器開關,其中該驅動 器係與一語音線繞有關。 2 7.如申請專利範圍第1 4項之電容器開關,其中該驅動 器係與一線性馬達有關。 2 8 .如申請專利範圍第1 4項之電容器開關,其中該驅動 器與一液壓單元有關。 2 9 . —種在切換操作期間用以在電氣開關中控制至少一 接點之封閉迴路回授方法,該方法係包含下列步驟: 產生移動至少一接點所需的一驅動電流; 在開關操作期間藉由重覆地接收該至少一接點的一位置 之取樣本,而產生即時的接點位置回授資料;及 在切換操作期間即時控制調節該至少一接點移動所需的 驅動電流的產生,當作一最初接點位置與該即時接點位置 回授資料的函數,以致於該至少一接點可根據一預先定義 的移動輪廓從該最初接點位置轉移至一最後接點位置,如 此便可提供交流電壓或電流波形同步切換。 3 〇 .如申請專利範圍第2 9項之方法,其中該用以在切換 操作期間控制即時調節該至少一接點移動所需的驅動電流
    O:\58\58831.ptc 第38頁 486871 _案號 88109703 年 //月日_ίΜι_ 六、申請專利範圍 產生之步驟,包含下列步驟: 從即時接點位置回授資料得到即時接點速度回授資料; 將該即時接點速度回授資料與一預先定義的移動輪廓相 比較;及 調整用以調節該至少一接點移動所需的驅動電流,當作 在該接點速度回授資料與該預先定義的移動輪廓之間的比 較函數。 3 1 .如申請專利範圍第2 9項之方法,其係進一步包含下 列步驟: 儲存與一或多個先前切換操作有關的接點速度回授資 料; 將來自一或多個先前切換操作的接點速度回授資料與一 預先定義的移動輪廓相比較;及 基於在來自一或多個先前切換操作的速度回授資料與該 預先定義的移動輪廓相比較而修改該預先定義的移動輪 廓。 3 2 .如申請專利範圍第2 9項之方法,其係進一步包含下 列步驟: 啟動當作時間資訊的一函數及一切換操作執行命令的該 切換操作,其中該時間資訊是與交流電壓或電流波形有 關。 3 3 ·如申請專利範圍第3 2項之方法,其進一步包含下列 步驟: 儲存來自一或多個先前切換操作的切換操作效率資料;
    O:\58\58831.ptc 第39頁 486871 案號 88109703 0年//月 曰 修正 六、申請專利範圍 及 基於來自一或多個先前切換操作的 調整切換操作初始化,其中來自一或 該切換操作效率資料係包括交流電壓 量 ° 3 4 .如申請專利範圍第3 2項之方法 包括多個時序脈波,每一時序脈波係 壓或電流波形的一零電壓或零電流交 3 5 .如申請專利範圍第3 4項之方法 包括零電壓或零電流交叉中斷信號, 壓或零電流交叉中斷信號係同時發生 脈。 3 6 .如申請專利範圍第3 5項之方法 包括許多的時間間隔中斷信號,每一 與在毗連的零電壓或零電流交叉中斷 一寺距離的時間間隔有關。 3 7 .如申請專利範圍第3 2項之方法 包括與跨在該等開關接點點上的一零 信號。 3 8 .如申請專利範圍第1項的封閉迴 中該預先定義的移動輪廓包含該至少 行進時的速度之輪靡。 3 9 .如申請專利範圍第1項的系統, 當一跨於諸接點之間的交流值實質為 切換操作效率資料來 多個先前切換操作的 或電流波形同步的測 其中該時間貨訊係 分別與沿著該交流電 叉點有關。 其中該時間資訊係 所要產生的每一零電 ,並產生一相對的時 其中該時間資訊係 時間間隔中斷信號係 信號之間的複數其中 其中該時間資訊係 電壓差有關的一時間 路回授控制系統,其 一接點在暫態期間應 其中該微處理器藉由 零時初始時使該至少
    O:\58\58831.ptc 第40頁 486871
    O:\58\58831.ptc 第41頁 486871 _案號 88109703_年,/ 月 oZj 曰_ ^ 一— -' ~~ι ( ’ ’— —— 六、申請專利範圍
    O:\58\58831.ptc 第42頁
TW088109703A 1998-06-25 1999-06-10 Electrical switchgear with synchronous control system and actuator TW486871B (en)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US09/104,377 US6291911B1 (en) 1995-05-15 1998-06-25 Electrical switchgear with synchronous control system and actuator

Publications (1)

Publication Number Publication Date
TW486871B true TW486871B (en) 2002-05-11

Family

ID=22300181

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
TW088109703A TW486871B (en) 1998-06-25 1999-06-10 Electrical switchgear with synchronous control system and actuator

Country Status (9)

Country Link
US (1) US6291911B1 (zh)
EP (1) EP0974993A3 (zh)
JP (2) JP4163326B2 (zh)
CN (1) CN1096094C (zh)
AR (1) AR018951A1 (zh)
AU (1) AU732787B2 (zh)
BR (1) BR9903281A (zh)
CA (1) CA2276586C (zh)
TW (1) TW486871B (zh)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111816496A (zh) * 2019-04-12 2020-10-23 Abb瑞士股份有限公司 断路器的同步断开

Families Citing this family (31)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19815538A1 (de) * 1998-03-31 1999-10-07 Siemens Ag Antriebseinrichtungen für Unterbrechereinheiten von Schaltgeräten zur Energieversorgung und -verteilung
ES2270561T3 (es) * 1999-12-23 2007-04-01 Abb Technology Ag Dispositivo para controlar la operacion de apertura/cierre de un interrruptor electrico y metodo relacionado.
US6836121B2 (en) * 2001-06-06 2004-12-28 Abb Inc. Apparatus for controlling a magnetically actuated power switching device and method of controlling the same
US20030123212A1 (en) * 2002-01-02 2003-07-03 Dunk Michael P. Control system for electrical switchgear
US7747356B2 (en) 2002-02-25 2010-06-29 General Electric Company Integrated protection, monitoring, and control system
US20030212473A1 (en) * 2002-02-25 2003-11-13 General Electric Company Processing system for a power distribution system
US6892115B2 (en) * 2002-02-25 2005-05-10 General Electric Company Method and apparatus for optimized centralized critical control architecture for switchgear and power equipment
US7367193B1 (en) 2003-07-23 2008-05-06 Hamilton Sundstrand Corporation Auxiliary power unit control method and system
US7417337B1 (en) 2003-09-04 2008-08-26 Hamilton Sundstrand Corporation Method and system for facilitating no-break power transfer
WO2005073992A1 (en) * 2004-01-30 2005-08-11 Abb Technology Ltd. Condition monitor for an electrical distribution device
GB0411802D0 (en) * 2004-05-26 2004-06-30 Electro Magnetic Rams Ltd Switchgear system
WO2006017162A1 (en) * 2004-07-09 2006-02-16 Abb Technology Ag A method and apparatus for operating a magnetic actuator in a power switching device
KR101109891B1 (ko) * 2004-11-05 2012-01-31 제너럴 일렉트릭 캄파니 콘택터 및 콘택터의 폐쇄 동작 제어 방법
WO2007117696A2 (en) 2006-04-07 2007-10-18 Waukesha Electric Systems, Incorporated System and method for monitoring displacement within energized tap changer compartments
JP4721959B2 (ja) * 2006-06-12 2011-07-13 三菱電機株式会社 電力開閉制御装置
US7663457B2 (en) * 2007-05-31 2010-02-16 Cooper Technologies Company Magnetic latch for a voice coil actuator
US8604709B2 (en) 2007-07-31 2013-12-10 Lsi Industries, Inc. Methods and systems for controlling electrical power to DC loads
US8903577B2 (en) 2009-10-30 2014-12-02 Lsi Industries, Inc. Traction system for electrically powered vehicles
US7598683B1 (en) 2007-07-31 2009-10-06 Lsi Industries, Inc. Control of light intensity using pulses of a fixed duration and frequency
US7999416B2 (en) * 2008-04-14 2011-08-16 Emergie H. T. International Inc. Module for controlling a switch in a high voltage electrical substation
CN101814398A (zh) * 2009-02-24 2010-08-25 施耐德电器工业公司 交流接触器及其控制方法
ATE533063T1 (de) * 2009-04-22 2011-11-15 Omicron Electronics Gmbh Vorrichtung und verfahren zum überprüfen eines schaltvorgangs eines elektrischen schalters
CN102893361B (zh) * 2011-02-04 2016-02-10 阿尔斯通电网股份公司 尤其针对电气断路器的致动控制器和控制方法
CN103545133A (zh) * 2013-09-27 2014-01-29 国家电网公司 高压交流相控断路器及其选相位分/合闸控制方法
CN105790222B (zh) * 2015-12-25 2018-09-21 华为技术有限公司 开关电源的保护装置和方法、以及开关电源
FR3053540B1 (fr) * 2016-06-30 2021-02-12 Mersen France Sb Sas Dispositif de coupure a semi-conducteurs
WO2018165653A1 (en) * 2017-03-10 2018-09-13 Abb Schweiz Ag Mechanical closing of a current interrupter
SE1851084A1 (en) * 2018-09-14 2020-03-15 Scibreak Ab Current interrupter with actuator run-time control
EP3745433B1 (en) * 2019-05-29 2023-07-05 ABB Schweiz AG Improved diagnostic solutions for medium voltage switching apparatuses
CN110211828B (zh) * 2019-06-28 2024-03-29 神华包神铁路集团有限责任公司 真空断路器控制电路
WO2022148539A1 (en) * 2021-01-08 2022-07-14 Hitachi Energy Switzerland Ag Power system, circuit breaker and controlling method thereof

Family Cites Families (44)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB1263375A (en) 1968-06-10 1972-02-09 Tokyo Shibaura Electric Co A vacuum switching apparatus
US3792390A (en) 1973-05-29 1974-02-19 Allis Chalmers Magnetic actuator device
US3917987A (en) 1973-12-28 1975-11-04 Fujitsu Ltd Voice coil motor control system
US3946277A (en) 1974-08-28 1976-03-23 Lange George M Zero current switching circuitry
US4124790A (en) 1975-03-06 1978-11-07 Mcgraw-Edison Company Protective switch device and operating mechanism therefor
US4027203A (en) 1975-03-06 1977-05-31 Mcgraw-Edison Company Protective switch device for electrical distribution systems
USRE30134E (en) 1975-05-22 1979-10-30 Esco Manufacturing Company Protection of polyphase equipment
DE2601799A1 (de) 1976-01-20 1977-07-21 Licentia Gmbh Schaltanordnung zur betaetigung eines elektromagnetsystems
US4247879A (en) 1978-04-19 1981-01-27 Westinghouse Electric Corp. People protecting ground fault circuit breaker utilizing waveform characteristics
US4387280A (en) 1978-05-29 1983-06-07 General Electric Company High speed hydraulically-actuated operating system for an electric circuit breaker
JPS5699931A (en) 1979-12-15 1981-08-11 Meidensha Electric Mfg Co Ltd Vacuum switch
US4351012A (en) 1980-04-15 1982-09-21 Westinghouse Electric Corp. Circuit interrupter with digital trip unit and means to enter trip settings
DE3110314A1 (de) 1980-07-31 1982-04-01 LGZ Landis & Gyr Zug AG, 6301 Zug System und einrichtung zur betaetigung eines elektromagneten
US4535409A (en) 1981-09-18 1985-08-13 Mcgraw-Edison Company Microprocessor based recloser control
JPS5890139A (ja) 1981-11-26 1983-05-28 Toshiba Corp 真空バルブの真空不良検出装置
US4434450A (en) * 1981-12-21 1984-02-28 General Electric Company Controlled flux contactor
DE3224165A1 (de) 1982-06-29 1983-12-29 Brown, Boveri & Cie Ag, 6800 Mannheim Elektromagnetische vorrichtung zum antrieb eines gekapselten schaltgeraetes fuer mittelspannungs- oder hochspannungsschalt- und -verteileranlagen
US4568804A (en) 1983-09-06 1986-02-04 Joslyn Mfg. And Supply Co. High voltage vacuum type circuit interrupter
US4625189A (en) 1985-09-20 1986-11-25 Cooper Industries, Inc. Circuit recloser with actuator for trip, close and lock out operation
US4745515A (en) * 1986-05-30 1988-05-17 Robertshaw Controls Company Electrically operated control device and system for an appliance and method of operating the same
US5218509A (en) * 1986-05-30 1993-06-08 Robertshaw Controls Company Electrically operated control device and system for an appliance and method of operating the same
US4725799A (en) 1986-09-30 1988-02-16 Westinghouse Electric Corp. Circuit breaker with remote control
US4855862A (en) 1987-05-21 1989-08-08 Cooper Industries, Inc. Recloser undervoltage lockout mechanism
DE3822342A1 (de) 1987-07-09 1989-01-19 Mitsubishi Electric Corp Strompfadunterbrecher
US4791394A (en) 1987-08-31 1988-12-13 Rte Corporation Sensor-tripper apparatus for a circuit interrupter
US5008516A (en) * 1988-08-04 1991-04-16 Whirlpool Corporation Relay control method and apparatus for a domestic appliance
US5055962A (en) * 1989-02-21 1991-10-08 Digital Appliance Controls, Inc. Relay actuation circuitry
US5053911A (en) * 1989-06-02 1991-10-01 Motorola, Inc. Solenoid closure detection
US5103364A (en) 1990-01-11 1992-04-07 A. B. Chance Company Recloser apparatus
US5099382A (en) 1990-01-11 1992-03-24 A. B. Chance Company Electrical recloser having external mounting arrangement for electronics assembly
US5128825A (en) * 1990-02-01 1992-07-07 Westinghouse Electric Corp. Electrical contactor with controlled closure characteristic
DE4022262A1 (de) 1990-07-12 1992-01-16 Siemens Ag Verfahren zum betrieb eines leistungsschalters
US5321762A (en) 1991-08-05 1994-06-14 Aura Systems, Inc. Voice coil actuator
US5255152A (en) 1991-08-21 1993-10-19 Eaton Corporation Controller for fixed-time pull-in of a relay
US5175403A (en) 1991-08-22 1992-12-29 Cooper Power Systems, Inc. Recloser means for reclosing interrupted high voltage electric circuit means
WO1993023760A1 (en) 1992-05-12 1993-11-25 Square D Company System for monitoring circuit breaker operations and alerting need of preventative maintenance
DE69320250T2 (de) * 1992-05-20 1998-12-17 Texas Instruments Inc., Dallas, Tex. Verfahren und Einrichtung zur Verlängerung der Lebensdauer eines Relais
US5361184A (en) 1992-10-20 1994-11-01 Board Of Regents Of The University Of Washington Adaptive sequential controller
US5539608A (en) * 1993-02-25 1996-07-23 Eaton Corporation Electronic interlock for electromagnetic contactor
US5629869A (en) 1994-04-11 1997-05-13 Abb Power T&D Company Intelligent circuit breaker providing synchronous switching and condition monitoring
DE4430867A1 (de) * 1994-08-31 1996-03-07 Licentia Gmbh Schaltungsanordnung zur Regelung des elektromagnetischen Antriebes eines Schaltgerätes
US5627718A (en) 1994-11-18 1997-05-06 Eaton Corporation Apparatus providing protection and metering in an ac electrical system utilizing a multi-function sampling technique
US5566041A (en) 1995-04-17 1996-10-15 Houston Industries Incorporated Zero-sequence opening of power distribution
JP3759751B2 (ja) 1995-05-15 2006-03-29 クーパー インダストリーズ,インコーポレイティド 開閉装置の操作装置用の制御方法および装置

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111816496A (zh) * 2019-04-12 2020-10-23 Abb瑞士股份有限公司 断路器的同步断开

Also Published As

Publication number Publication date
EP0974993A2 (en) 2000-01-26
JP2006032360A (ja) 2006-02-02
AU732787B2 (en) 2001-04-26
JP2000030578A (ja) 2000-01-28
BR9903281A (pt) 2000-02-08
US6291911B1 (en) 2001-09-18
AU3586099A (en) 2000-01-13
AR018951A1 (es) 2001-12-12
EP0974993A3 (en) 2000-07-12
CN1096094C (zh) 2002-12-11
CA2276586A1 (en) 1999-12-25
CN1241012A (zh) 2000-01-12
CA2276586C (en) 2003-01-07
JP4163326B2 (ja) 2008-10-08

Similar Documents

Publication Publication Date Title
TW486871B (en) Electrical switchgear with synchronous control system and actuator
EP3799099A1 (en) Systems and methods for controlling contactor bounce
EP2226820B1 (en) Switching phase offset for contactor optimization
EP3799091B1 (en) Systems and methods for automatically configuring point-on-wave settings in a relay device
EP3799100B1 (en) Systems and methods for controlling a position of contacts in a relay device
EP3799094B1 (en) Systems and methods for utilizing pow switching to synchronize with a rotating load
US12087529B2 (en) Systems and methods for controlling firing delay in multi-phase relay devices
EP3799093B1 (en) Systems and methods for relay contact assembly reduction
EP4290548A2 (en) System and method for minimizing energy available to contacts during a fault
EP3799090A1 (en) Systems and methods for de-energized point-on-wave relay operations
EP3799098A1 (en) Relay coil drive circuit
CN107703785A (zh) 设备同步控制方法及系统
CN102324341A (zh) 交流接触器延时控制方法及系统
CN102426973A (zh) 一种高压真空断路器
KR102045898B1 (ko) 차단기 개폐 제어 방법
EP3799292A1 (en) Systems and methods for implementing multiple motor starters with a printed circuit board
CN202881341U (zh) 一种中拉机退火控制系统
CN202196693U (zh) 一种高压真空断路器
JPH0477534B2 (zh)

Legal Events

Date Code Title Description
GD4A Issue of patent certificate for granted invention patent