WO2009135519A1 - Method and device for controlling a magnetic actuator - Google Patents

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WO2009135519A1
WO2009135519A1 PCT/EP2008/003931 EP2008003931W WO2009135519A1 WO 2009135519 A1 WO2009135519 A1 WO 2009135519A1 EP 2008003931 W EP2008003931 W EP 2008003931W WO 2009135519 A1 WO2009135519 A1 WO 2009135519A1
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switching
actuator
current
calibrated
determined
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PCT/EP2008/003931
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Jochen Ermisch
Uwe Hering
Ralf-Reiner Volkmar
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Siemens Aktiengesellschaft
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Definitions

  • the invention relates to a method and a device for controlling a magnetic actuator, in particular of a contactor or relay, wherein at least one parameter of the actuator detected and the actuator is switched by means of at least one switching module.
  • Magnetic actuators are used, for example, for moving contacts of low, medium or high voltage switchgear.
  • a magnetic flux of the magneti- see actuator is electronically controlled and controlled.
  • a bistable magnetic actuator a movable magnetic core, which is coupled via a lever mechanism to movable switch poles, moved from a stable end position to another stable end position.
  • the switching devices to be switched by means of a movement of such a magnetic actuator usually have high switching speeds of approximately 1 m / s and require electronic switching control with switching times which can be reproduced very accurately in the millisecond range.
  • the drive device for driving a magnetic actuator or an electrical switching device having an armature, known.
  • the drive device comprises a receiving device for receiving or detecting a movement size regarding the armature and / or a contact associated therewith, and a regulating device for controlling or regulating the acceleration of the armature or of the contact, wherein the
  • Acceleration control can be carried out on the basis of a setpoint curve "speed over position" by setting a current acceleration value so that, while maintaining the acceleration value, a predetermined point on the setpoint curve is achieved.
  • the switching properties of the magnetic actuator depend on various geometry and material-related and electrical parameters, such as coil resistance, coil wire length, temperature, magnetic material properties. Manufacturing and manufacturing tolerances are also given tolerances, such as wire diameter tolerances, tolerances of the iron circuit, parasitic air gap losses, tolerances of Heidelberggeratekinematik and the Heidelbergbau- group.
  • the invention is therefore based on the object to provide a method and an apparatus for controlling a magnetic actuator, which enables switching of the actuator with the highest possible reproducibility.
  • the object erfmdungsgelect is achieved by the features specified in claim 1.
  • the object is achieved by the features specified in claim 10.
  • a switching current characteristic impressed on one or more coils of the actuator is detected as a parameter, with reference to FIG Switching periods for switching on and / or switching off of the switching device are determined and calibrated in the switching current profile and the operation of the magnetic actuator during operation is controlled on the basis of the calibrated switching periods and the switching current curves determined for them.
  • switching current is understood in particular to be a coil current to be impressed into the coil / n.
  • on and off switching periods of the switching device can be minimized and thus the switching speed can be increased.
  • the switching periods of HeidelberggerateNOWe in very narrow Areas can be kept and reproduced with a high repeatability. Due to the adjustability of the switching periods, the reliability can be increased.
  • the actuator those impressed switching current values of the detected switching current waveform, in particular of ON or OFF circuits, determined in which a predetermined switching time for the HeidelberggerateWallete is maintained with a predetermined reproducibility.
  • a possible embodiment of the invention provides that it is specified as reproducibility that switching time deviations relative to the current zero crossing of the mains voltage or another application-specific phase position amount to at most +/- 0.5 ms, preferably +/- 0.1 ms.
  • switching time deviations relative to the current zero crossing of the mains voltage or another application-specific phase position amount to at most +/- 0.5 ms, preferably +/- 0.1 ms.
  • the switching module of the magnetic actuator is controlled such that after the expiry of the determined calibrated switching period, that is, the time between a logical switching command "Betatigen" and a close or open the contacts of the switching device just a current zero ⁇ passage of the mains voltage or another application-specific phase position is present on a line to be switched between supplying network and electrical consumer.
  • the switching module of the magnetic actuator is controlled such that after the expiry of the determined calibrated switching period, that is, the time between a logical switching command "Betatigen" and a close or open the contacts of the switching device just a current zero ⁇ passage of the mains voltage or another application-specific phase position is present on a line to be switched between supplying network and electrical consumer.
  • the determined switching time for the Einprag- or current flow duration of the coils ie the turn-on or opening coil, without a Endlagenerkennung set of parameterizable times or durations, which at least a programmable duration of a switch-on or switch-off for controlling the coils, a parameterizable Duration for a Abkommut réelle the coil current and / or a parameterizable switching time of a Polwenders are composed.
  • the determined switching time duration is at least one duration of a switch-on or switch-off pulse for controlling the coils, the duration or length of the switch-on or switch-off pulse being determined by the end position signal, and at least one parameterizable follow-up time, such as a parameterizable duration for a Abkommut réelle of the coil current and / or a parameterizable switching time of a Polwenders together.
  • the control of the switching current to be impressed i. its current amplitude and its current duration and thus a switching current waveform, time-dependent executed.
  • the time-dependent switching current values are preferably stored and used to control the coils during operation.
  • currently detected switching current values and / or a currently detected switching current profile are determined and compared with stored switching current values assigned to the calibrated switching periods and / or stored switching current curves, which serve as desired values or desired value curves. Based on the comparison of réelleoniagende switching current is then controlled. As a result, a high repeat accuracy of the switching periods is possible.
  • the specification of switching current values in particular in current waveforms, can be used to determine and predetermine a time-dependent movement and / or speed curve profile for uni- and bipolar and, within limits, also bistable magnetic actuators, ie used in a control system.
  • the control of the switching current to be impressed is carried out as a function of the switching position, in particular as a function of end-position signals of limit switches coils.
  • This makes it possible, for example, in a unipolar magnetic actuator that in addition to the ON or OFF circuit, a so-called SPAR- / RUHE- circuit can be realized, that is, when the ON circuit is switched, the switching or coil current from the ON-switching Stream lowered to exnen adjustable lower HOLD stream.
  • At least one design and / or control variable, in particular future magnetic actuators for. B. switching time, Wegzextdauer, switching current of the respective magnetic actuator adapted.
  • the ascertained, calibrated switching periods are recalibrated on the basis of current or continuously detected switching current values.
  • the switching time periods in dependence on a temperature profile, of which the switching periods are proportionally dependent are determined.
  • the determined switching time durations for the switching coils can also be parameterized and specified in an application-specific manner. For this purpose, preferably by means of current and / or voltage measurements of the mains current or the mains voltage different phase positions and associated switching times and switching periods can be determined and parameterized.
  • Fig. 1 shows schematically a device for controlling a magnetic coil comprising two coils with a control unit, two switching modules and a calibration
  • Fig. 2 to 4 schematically different exemplary embodiments of a device for controlling a unipolar or bipolar magnetic actuator with: or without Polwender.
  • Figure 1 shows a device 1 for controlling a magnetic actuator 2, z. B. a relay or protection.
  • the magnetic actuator 2 is for example a unipolar, bipolar or bistable magnetic drive with permanent magnetic end position locking for a switching device, eg. B. a medium-voltage circuit breaker.
  • One of the coils Ll serves as a turn-on coil and the other coil L2 serves as a switch-off coil.
  • the magnetic actuator 2 is a bistable magnetic drive, which two coils Ll and L2 (eg, protection or relay coils) wound in a conventional manner around a magnetic core, not shown, for actuating an armature not shown in the magnetic core.
  • Ll and L2 eg, protection or relay coils
  • the device 1 per coil Ll, L2 includes an associated switching module 3.
  • the respective switching module 3 is in a conventional manner with a semiconductor switch circuit T, z. B. one or more MOSFETs or IGBTs, a charging diode D and an energy storage K executed.
  • the energy storage K is supplied via a switching power supply 13 with DC voltage U 3 .
  • a control unit 4 is provided, via which the control unit 4 switching commands ON, OFF via a data transmission unit 8, by a not shown closer Schutzgerat, z. As a fuse, or a Leitgerat, z. As a control center, obtained.
  • the data transmission unit 8 can be designed as a simple cable connection, a data bus or a radio connection.
  • the switching modules 3, in particular their inputs E and outputs A, are connected via connecting elements 10, z. B. Jardinverbin- fertilize, connected to inputs E and outputs A of the control unit 4.
  • an end position detection by means of limit switches 12 is provided for each coil L1, L2, which is connected to the control unit 4 as a message input M.
  • control unit 4 comprises a calibration module 14.
  • calibration module 14 may be designed separately and be coupled to the control unit 4 via the interface 6.
  • the calibration module 14 is determined during operation of the door 2 a actuaries to the coils Ll, L2 respectively ein rempligender switching current flow I L i (t), IL 2 (t).
  • outputs A are provided on the respective switching module 3, to which measuring modules for detecting the coil currents I Li , I L2 can be connected, the measurement results of the control unit 4 can be fed.
  • a current sensor S is arranged in the respective source output 15, the signal of which is fed via the output A of the switching module 3 to the control unit 4.
  • a storage unit of calibration module 14 can be stored and the controller 4 are fed in accordance with the basis of which it is the Control unit 4 in a conventional manner, the coils Ll, L2 controls, in which a controlled switch-on by appropriate Stromempragung with a switching current I L i, I L2 and control of the holding current and a controlled turn-off done.
  • this switching current values I LI (MOM), I L2 (mom) and / or a currently detected switching current waveform I LI (t mom), I L2 (t mom) is determined and stored with one behind, the calibrated switching time durations T L i, T L2 associated switching current values I L i (n), I L2 ( ⁇ ) and / or stored switching current I L i (t), l L2 (t), which serve as setpoints or setpoint curves compared. Based on the comparison of the plausibleprgende switching current I L i, I L2 is then controlled.
  • an over-excitation by means of energy storage in a further capacitor for the switch-on can be provided.
  • the control unit 4 for calibrating the switching periods T L i, T L2 of - Art designed that this after a predetermined number of circuits, eg. B. 50 or 100 ON or OFF circuits, the actuator 2, those impressed Schaitsiromlus I L i (n), I L2 (n) of the detected switching current waveform I L i (t), I L2 (t) determined in which the determined switching time duration T L i, T L2 a predetermined set switching time duration setpoint T L i, setpoint T L 2 comply with a predetermined reproducibility.
  • switching time deviations dT relative to the current zero passage of the mains voltage U of the associated switching device are at most +/- 0.5 ms, preferably +/- 0.1 ms.
  • the switching times kT L i, kT L2 are determined as the calibrated switching time periods kT L , which ensure a required high reproducibility.
  • a current injection is possible "at which temperature Fluxes within the operating temperature range of the coils Ll, L2 and the magnet, z. From -25 ° C to + 70 ° C, have no influence on the calibrated switching time durations kT L1 , kT L2 on which the control is based and their reproducibility.
  • the schaltzeitabhangigen that is calibrated to the determined switching periods of time kT L ⁇ , kT L2 associated and determined switching current values LLI (kT L i), l L2 (kT L 2) together with the determined calibrated switching periods of time kT Li, kT L2 preferably in the calibration module 14 in a storage unit, not shown, for. B. m an n-dimensional table, stored and read to control the impressing switching current I L1 , I L2 in the operation of the actuator 2 of the control unit 4 and used.
  • the control of the coils L1, L2 can be varied by the control unit 4.
  • B. Abkommutierungsdauer the switching current of the switching coil Ll or L2 duration of the Polwenders 16 includes.
  • the stored calibrated switching periods kT Li , kT L2 with the associated calibrated switching current values I L i (kT L1 ), I L2 (kT L2 ) are read out and used for control when switching on and / or switching off.
  • At least one control current conductor curve can be determined, where then optionally time-dependent movement and / or velocity curve profiles for the actuator 2 can be determined can be used in an extended control of the actuator 2.
  • FIGS. 2 to 4 show various exemplary embodiments of a device 1 for controlling a unipolar or bipolar magnetic actuator 2 with or without pole reverser 16.
  • the device 1 in the exemplary embodiment according to FIG. 2 can be provided with a single switching module 3 for controlling the coils L1, L2 (a turn-on coil and a turn-off coil) which are connected in parallel or in series or in anti-parallel and in series.
  • the switching module 3 is followed by a pole reverser 16, which reverses the current flow direction of the impressing switching current I L i, I L2 .
  • This device 1 serves z. B. the control of permanently magnetically locked monostable (unipolar) actuators 2.
  • Figure 3 shows an alternative embodiment with two switching modules 3 and two Polwendern 16 and an optionally switchable calibration module 14, wherein a switching module 3 and a Polwender 16 one of the coils Ll or L2 are assigned. That is, the switch-on coil and the opening coil of the actuator 2 are respectively from the associated switching module 3 with activated calibration module 14, with calibrated switching time kT L1 , kT L2 and associated calibrated switching current values L L (kT L i), l L2 ( kT L2 ) separately controlled.
  • the calibration module 14 is deactivated, the control of the coils L1, L2 takes place in a conventional manner.
  • Figure 4 shows a simple device 1 without Polwender 16 for different modes of operation for coil drive with two power or switching modules 3 for separate control of the coils Ll and L2 and an activatable calibration module 14 for controlling the coils Ll, L2 by means of calibrated switching time periods kT L1 , kT L2 with the calibration module 14 activated or in a conventional manner with the calibration module 14 deactivated.
  • different modes can be realized in the coil drive.
  • four operating modes with one end position detection and four operating modes without a limit position detection by means of the control unit 4 can be executed.
  • two further operating modes can be realized.
  • the switching pulses for the coils L1, L2 can be triggered jointly or separately by switch-on or switch-off commands.
  • the switching pulse of the respective coil Ll, L2 whose coil current I L i, I L2 is to compensate for the magnetic field can be switched on delayed.
  • I L i I L2 coil currents I L i (kT L1 ), I L2 (kT L2 ) switching current values

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Abstract

The invention relates to a method and a device for controlling a magnetic actuator (2), in particular for a switching device, in which at least one parameter of the actuator (2) is detected and the actuator (2) is switched by way of at least one switching module (3). According to the invention, a switching current curve (IL1(t), IL2(t) ) impressed onto one or more spools (L1, L2) of the actuator (2) is detected as a parameter, wherein switching time durations (TL1, TL2) for switching on and/or switching off the switching device are calibrated using switching current values (IL1(n), IL2(n) ) determined in the switching current curve (IL1(t), lL2(t) ) and wherein the magnetic actuator (2) is controlled during operation using the calibrated switching time durations (kTL1, kTL2) and the switching current curves (IL1(t), IL2(t) ) determined therefor for the impression period.

Description

Beschreibung description
Verfahren und Vorrichtung zur Steuerung eines magnetischen AktuatorsMethod and device for controlling a magnetic actuator
Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Steuerung eines magnetischen Aktuators, insbesondere von einem Schütz oder Relais, wobei mindestens ein Parameter des Aktuators erfasst und der Aktuator mittels mindestens eines Schaltmoduls geschaltet wird.The invention relates to a method and a device for controlling a magnetic actuator, in particular of a contactor or relay, wherein at least one parameter of the actuator detected and the actuator is switched by means of at least one switching module.
Magnetische Aktuatoren werden beispielsweise verwendet zur Bewegung von Kontakten von Nieder-, Mittel- oder Hochspan- nungs-Schaltgeräten . Dabei wird ein Magnetfluss des magneti- sehen Aktuators elektronisch kontrolliert und gesteuert. Beispielweise wird bei einem bipolaren oder bistabilen magnetischen Aktuator ein beweglicher Magnetkern, der über einen Hebelmechanismus an bewegliche Schalterpole gekoppelt ist, von einer stabilen Endlage in eine weitere stabile Endlage be- wegt . Ein solcher bistabiler magnetischer Aktuator umfasst einen Magnetkern mit einem beweglichen Anker, wobei der Magnetkern mit zwei Wicklungen versehen ist. Zur Betätigung eines solchen magnetischen Aktuators wird ein Stromstoß durch eine der beiden Spulen (= Wicklungen) erzeugt, der einen für eine Ankerbewegung notwendigen magnetischen Fluss bewirkt.Magnetic actuators are used, for example, for moving contacts of low, medium or high voltage switchgear. In this case, a magnetic flux of the magneti- see actuator is electronically controlled and controlled. For example, in a bipolar or bistable magnetic actuator, a movable magnetic core, which is coupled via a lever mechanism to movable switch poles, moved from a stable end position to another stable end position. Such a bistable magnetic actuator comprises a magnetic core with a movable armature, wherein the magnetic core is provided with two windings. To actuate such a magnetic actuator, a surge is generated by one of the two coils (= windings), which causes a necessary for an armature movement magnetic flux.
Die mittels einer Bewegung eines solchen magnetischen Aktuators zu schaltenden Schaltgeräte weisen üblicherweise hohe Schaltgeschwindigkeiten von ca. 1 m/s auf und benötigen eine elektronische Schaltsteuerung mit sehr genau reproduzierbaren Schaltzeitdauern im Millisekundenbereich.The switching devices to be switched by means of a movement of such a magnetic actuator usually have high switching speeds of approximately 1 m / s and require electronic switching control with switching times which can be reproduced very accurately in the millisecond range.
Aus dem Stand der Technik sind verschiedene Steuerungen von magnetischen Aktuatoren bekannt.Various controls of magnetic actuators are known in the art.
Beispielsweise ist aus der DE 103 32 595 B4 eine Ansteuervorrichtung zum Ansteuern eines magnetischen Aktuators oder eines elektrischen Schaltgeräts, das einen Anker aufweist, bekannt. Dabei umfasst die Ansteuervorrichtung eine Aufnahmeeinrichtung zur Aufnahme oder Erfassung einer Bewegungsgroße bezuglich des Ankers und/oder eines damit verbundenen Kontakts und eine Regelungseinrichtung zum Steuern oder Regeln der Beschleunigung des Ankers bzw. des Kontakts, wobei dieFor example, from DE 103 32 595 B4 a drive device for driving a magnetic actuator or an electrical switching device having an armature, known. In this case, the drive device comprises a receiving device for receiving or detecting a movement size regarding the armature and / or a contact associated therewith, and a regulating device for controlling or regulating the acceleration of the armature or of the contact, wherein the
Beschleunigungsregelung anhand einer Sollwertkurve "Geschwindigkeit über Position" durchfuhrbar ist, indem ein aktueller Beschleunigungswert so eingestellt wird, dass unter Beibehaltung des Beschleunigungswerts ein vorgegebener Punkt auf der Sollwertkurve erreicht wird.Acceleration control can be carried out on the basis of a setpoint curve "speed over position" by setting a current acceleration value so that, while maintaining the acceleration value, a predetermined point on the setpoint curve is achieved.
Weitere elektronische Steuerungsverfahren sind beispielsweise aus der WO 96/32734, DE 197 26 562 Al, EP 1 005 537 Bl oder EP 1 111 639 Bl, EP 1 172 833 Bl oder US 2006 0001497 Al be- kannt .Further electronic control methods are known, for example, from WO 96/32734, DE 197 26 562 A1, EP 1 005 537 B1 or EP 1 111 639 B1, EP 1 172 833 B1 or US 2006 0001497 A1.
Die Schalteigenschaften des magnetischen Aktuators hangen dabei von verschiedenen geometrie- und materialbezogenen sowie elektrischen Parametern, wie Spulenwiderstand, Spulendraht- lange, Temperatur, magnetische Materialkennwerte, ab. Ferti- gungs- und herstellungsbedingt sind darüber hinaus Toleranzen gegeben, wie beispielsweise Drahtdurchmessertoleranzen, Toleranzen des Eisenkreises, parasitäre Luftspaltverluste, Toleranzen der Schaltgeratekinematik und der Schaltkontaktbau- gruppe .The switching properties of the magnetic actuator depend on various geometry and material-related and electrical parameters, such as coil resistance, coil wire length, temperature, magnetic material properties. Manufacturing and manufacturing tolerances are also given tolerances, such as wire diameter tolerances, tolerances of the iron circuit, parasitic air gap losses, tolerances of Schaltgeratekinematik and the Schaltkontaktbau- group.
Bei einem neuen magnetischen Aktuator ist bedingt durch die genannten Fertigungstoleranzen und gegebenenfalls aufgebrachter Oberflachenschutzmittel, wie Rostschutzmittel, zwar ein Kraftschluss, aber noch kein vollständiger Formschluss vonIn a new magnetic actuator is due to the mentioned manufacturing tolerances and optionally applied surface protection agents such as rust inhibitor, although a frictional connection, but not a complete positive connection of
Kontaktflachen der Anker- bzw. Polflachen beim Schalten gegeben. Somit ist beim Schalten eine hohe Reproduzierbarkeit der Schaltzeitdauern der Schaltgeratekontakte nicht möglich, so dass es zu einem mechanischen Prellen beim Aufeinandertreffen der Ankerflachen und somit an den Schaltgeratekontakten zu einem Auftreten von Lichtbogen und zu einem Einschalt- oder Ausschaltbrand bei den bekannten Steuerungsverfahren kommen kann, wodurch die elektrische Lebensdauer reduziert wird. Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Steuerung eines magnetischen Aktua- tors anzugeben, welches ein Schalten des Aktuators mit einer möglichst hohen Reproduzierbarkeit ermöglicht.Contact surfaces of the anchor or Polflachen given when switching. Thus, a high reproducibility of the switching periods of Schaltgeratekontakte is not possible during switching, so that it may come to a mechanical bouncing when the anchor surfaces and thus at the Schaltgeratekontakten to an occurrence of electric arc and a switch-on or Ausschaltbrand in the known control methods, thereby the electrical life is reduced. The invention is therefore based on the object to provide a method and an apparatus for controlling a magnetic actuator, which enables switching of the actuator with the highest possible reproducibility.
Hinsichtlich des Verfahrens wird die Aufgabe erfmdungsgemaß durch die im Anspruch 1 angegebenen Merkmale gelost. Hinsichtlich der Vorrichtung wird die Aufgabe erfindungsgemaß durch die im Anspruch 10 angegebenen Merkmale gelost.With regard to the method, the object erfmdungsgemaß is achieved by the features specified in claim 1. With regard to the device according to the invention the object is achieved by the features specified in claim 10.
Vorteilhafte Weiterbildungen sind Gegenstand der Unteranspru- che .Advantageous developments are the subject of the dependent claims.
Beim erfindungsgemaßen Verfahren zur Steuerung eines magnetischen Aktuators, insbesondere für ein Schaltgerat, bei welchem mindestens ein Parameter des Aktuators erfasst und der Aktuator mittels mindestens eines Schaltmoduls geschaltet wird, wird als Parameter ein auf ein oder mehrere Spulen des Aktuators eingeprägter Schaltstromverlauf erfasst, wobei anhand von im Schaltstromverlauf ermittelten Schaltstromwerten Schaltzeitdauern zum Einschalten und/oder Ausschalten des Schaltgerates ermittelt und kalibriert werden und anhand der kalibrierten Schaltzeitdauern und der zu diesen ermittelten Schaltstromverlaufen für die Einpragdauer der magnetische Aktuator im Betrieb gesteuert wird.In the method according to the invention for controlling a magnetic actuator, in particular for a switching device in which at least one parameter of the actuator is detected and the actuator is switched by means of at least one switching module, a switching current characteristic impressed on one or more coils of the actuator is detected as a parameter, with reference to FIG Switching periods for switching on and / or switching off of the switching device are determined and calibrated in the switching current profile and the operation of the magnetic actuator during operation is controlled on the basis of the calibrated switching periods and the switching current curves determined for them.
Hierdurch ist sichergestellt, dass Schaltgerate mit unipolarem, bipolarem und/oder bistabilem magnetischen Aktuator (auch Magnetantrieb genannt) dauerhaft und somit im fortlaufenden Betrieb mit kalibrierten Betriebsparametern, wie z. B. mit kalibrierten Schaltzeitdauern und zugehörigen Schaltstromwerten, angesteuert werden können. Unter Schaltstrom wird dabei insbesondere ein in die Spule/n einzuprägender Spulenstrom verstanden. Dabei können Ein- und Aus-Schaltzeitdauern des Schaltgerates minimiert und somit die Schaltgeschwindigkeit erhöht werden. Ferner ist sichergestellt, dass die Schalt Zeitdauern der Schaltgeratekontakte in sehr engen Bereichen gehalten und mit einer hohen Wiederholgenauigkeit reproduziert werden können. Durch die Einstellbarkeit der Schaltzeitdauern kann die Betriebssicherheit erhöht werden.This ensures that switching devices with unipolar, bipolar and / or bistable magnetic actuator (also called magnetic drive) permanently and thus in continuous operation with calibrated operating parameters such. B. with calibrated switching periods and associated switching current values can be controlled. In this case, switching current is understood in particular to be a coil current to be impressed into the coil / n. In this case, on and off switching periods of the switching device can be minimized and thus the switching speed can be increased. It also ensures that the switching periods of Schaltgeratekontakte in very narrow Areas can be kept and reproduced with a high repeatability. Due to the adjustability of the switching periods, the reliability can be increased.
Zweckmaßigerweise werden insbesondere bei einem neuen Aktua- tor nach einer vorgebbaren Anzahl von Schaltungen, z. B. 50 oder 100 Schaltungen, des Aktuators diejenigen eingeprägten Schaltstromwerte des erfassten Schaltstromverlaufs, insbesondere von EIN- oder AUS-Schaltungen, ermittelt, bei welchen eine vorgegebene Schaltzeit für die Schaltgeratekontakte mit einer vorgegebenen Reproduzierbarkeit eingehalten wird.Expediently, in particular in the case of a new actuator after a prescribable number of circuits, for. B. 50 or 100 circuits, the actuator those impressed switching current values of the detected switching current waveform, in particular of ON or OFF circuits, determined in which a predetermined switching time for the Schaltgeratekontakte is maintained with a predetermined reproducibility.
Eine mögliche Ausfuhrungsform der Erfindung sieht vor, dass als Reproduzierbarkeit vorgegeben wird, dass Schaltzeitabwei- chungen relativ zum Stromnulldurchgang der Netzspannung oder einer anderen anwendungsspezifischen Phasenlage höchstens +/- 0.5 ms, bevorzugt +/- 0.1 ms betragen. Somit kann ein Schließen oder Offnen der Kontaktflache des Schaltgerates im Stromnulldurchgang oder zumindest nahe einem Stromnulldurch- gang oder in einer anderen anwendungsspezifischen Phasenlage erfolgen, so dass Einschalt- oder Ausschaltstrome sicher begrenzt sind.A possible embodiment of the invention provides that it is specified as reproducibility that switching time deviations relative to the current zero crossing of the mains voltage or another application-specific phase position amount to at most +/- 0.5 ms, preferably +/- 0.1 ms. Thus, closing or opening of the contact surface of the switching device in the current zero crossing or at least close to a current zero crossing or in another application-specific phase position, so that turn-on or turn-off are certainly limited.
Dabei wird mittels des Schaltmoduls der magnetische Aktuator derart gesteuert, dass nach Ablauf der ermittelten kalibrierten Schalt Zeitdauer , dass heißt der Zeitdauer zwischen einem logischen Schaltbefehl "Betatigen" und einem Schließen oder Offnen der Kontakte des Schaltgerates gerade ein Stromnull¬ durchgang der Netzspannung oder eine andere anwendungsspezi- fische Phasenlage auf eine zu schaltende Leitung zwischen versorgendem Netz und elektrischem Verbraucher vorliegt. Durch eine derart genaue Reproduzierbarkeit von Schaltzeit¬ punkten durch Kalibrierung von Schaltzeitdauern in sehr engen Grenzen ist ein äußerst geringer Einschalt- oder Ausschalt- ström gegeben, so dass an den Schaltgeratekontakten Lichtbogen weitgehend vermieden sind. Dabei setzt sich die ermittelte Schaltzeitdauer für die Einprag- oder Stromflussdauer der Spulen, d.h. der Einschaltoder Ausschaltspule, ohne eine Endlagenerkennung aus para- metrierbaren Zeiten oder Dauern zusammen, welche zumindest aus einer parametrierbaren Dauer eines Einschalt- oder Ausschaltimpuls zur Ansteuerung der Spulen, einer parametrierbaren Dauer für eine Abkommutierung des Spulenstroms und/oder einer parametrierbaren Schaltzeit eines Polwenders zusammengesetzt sind.In this case, by means of the switching module of the magnetic actuator is controlled such that after the expiry of the determined calibrated switching period, that is, the time between a logical switching command "Betatigen" and a close or open the contacts of the switching device just a current zero ¬ passage of the mains voltage or another application-specific phase position is present on a line to be switched between supplying network and electrical consumer. Such an accurate reproducibility of switching time ¬ points by calibration of switching periods within very narrow limits an extremely low turn-on or off-ström is given, so that arcing are largely avoided at the Schaltgeratekontakten. In this case, the determined switching time for the Einprag- or current flow duration of the coils, ie the turn-on or opening coil, without a Endlagenerkennung set of parameterizable times or durations, which at least a programmable duration of a switch-on or switch-off for controlling the coils, a parameterizable Duration for a Abkommutierung the coil current and / or a parameterizable switching time of a Polwenders are composed.
Bei einer Steuerung mit Endlagenerkennung setzt sich die ermittelte Schalt Zeitdauer zumindest aus einer Dauer eines Einschalt- oder Ausschaltimpuls zur Ansteuerung der Spulen, wobei die Dauer oder Lange des Einschalt- oder Ausschaltimpul- ses durch das Endlagensignal bestimmt wird, und mindestens einer parametrierbaren Nachlaufzeit , wie einer parametrierbaren Dauer für eine Abkommutierung des Spulenstroms und/oder einer parametrierbaren Schaltzeit eines Polwenders zusammen.In the case of a controller with end position detection, the determined switching time duration is at least one duration of a switch-on or switch-off pulse for controlling the coils, the duration or length of the switch-on or switch-off pulse being determined by the end position signal, and at least one parameterizable follow-up time, such as a parameterizable duration for a Abkommutierung of the coil current and / or a parameterizable switching time of a Polwenders together.
Mit anderen Worten: Zur Einhaltung der ermittelten Schaltzeitdauern wird die Steuerung des einzuprägenden Schaltstroms, d.h. dessen Stromamplitude und dessen Stromdauer und somit ein Schaltstromverlauf, zeitabhängig ausgeführt. Durch eine derartige zeitabhängige Einstellbarkeit von Stromampli- tude und Stromdauer für die Schaltspulen und Blockieren von weiteren Ein- oder Ausschaltbefehlen vor Ablauf der ermittelten Schaltzeitdauer wird die Betriebssicherheit erhöht.In other words, in order to comply with the determined switching periods, the control of the switching current to be impressed, i. its current amplitude and its current duration and thus a switching current waveform, time-dependent executed. By such a time-dependent adjustability of Stromampli- tude and current duration for the switching coils and blocking of further on or off commands before the expiry of the determined switching time, the reliability is increased.
Vorzugsweise werden die zeitabhängig ermittelten Schaltstrom- werte gespeichert und zur Steuerung der Spulen im Betrieb genutzt. Dabei werden im Betrieb aktuell erfasste Schaltstromwerte und/oder ein aktuell erfasster Schaltstromverlauf bestimmt und mit hinterlegten, den kalibrierten Schaltzeitdauern zugeordneten Schaltstromwerten und/oder hinterlegten Schaltstromverläufen, welche als Sollwerte bzw. Sollwertkurven dienen, verglichen. Anhand des Vergleichs wird dann der einzuprägende Schaltstrom gesteuert. Hierdurch ist eine hohe Wiederholgenauigkeit der Schaltzeitdauern ermöglicht. Durch die Vorgabe von Schaltstromwerten insbesondere in Stromverlaufskurven kann darüber hinaus ein zeitabhängiges Bewegungs- und/oder Geschwindigkeitskurvenprofil sowohl für uni- als auch bipolaren und in Grenzen auch bistabilen magnetischen Aktuatoren bestimmt und vorgegeben, d.h. bei einer Steuerung verwendet, werden.The time-dependent switching current values are preferably stored and used to control the coils during operation. During operation, currently detected switching current values and / or a currently detected switching current profile are determined and compared with stored switching current values assigned to the calibrated switching periods and / or stored switching current curves, which serve as desired values or desired value curves. Based on the comparison of einzuprägende switching current is then controlled. As a result, a high repeat accuracy of the switching periods is possible. By In addition, the specification of switching current values, in particular in current waveforms, can be used to determine and predetermine a time-dependent movement and / or speed curve profile for uni- and bipolar and, within limits, also bistable magnetic actuators, ie used in a control system.
Zweckmaßigerweise wird die Steuerung des einzuprägenden Schaltstroms in Abhängigkeit von der Schaltlage, insbesondere in Abhängigkeit von Endlagensignalen von Endlagenschalter Spulen ausgeführt. Hierdurch ist beispielsweise bei einem unipolaren magnetischen Aktuator ermöglicht, dass zusatzlich zur EIN- oder AUS-Schaltung eine so genannte SPAR-/RUHE- Schaltung realisierbar ist, dass heißt, bei erfolgter EIN- Schaltung wird der Schalt- oder Spulenstrom vom EIN-Schalt- strom auf exnen einstellbaren geringeren HALTE-Strom abgesenkt .Expediently, the control of the switching current to be impressed is carried out as a function of the switching position, in particular as a function of end-position signals of limit switches coils. This makes it possible, for example, in a unipolar magnetic actuator that in addition to the ON or OFF circuit, a so-called SPAR- / RUHE- circuit can be realized, that is, when the ON circuit is switched, the switching or coil current from the ON-switching Stream lowered to exnen adjustable lower HOLD stream.
In einer weiteren Ausfuhrungsform der Erfindung wird anhand der ermittelten Schaltstromwerte mindestens eine Auslegungs- und/oder Steuergroße, insbesondere zukunftiger magnetischen Aktuatoren, z. B. Schaltzeitpunkt , Schaltzextdauer, Schalt- strom des betreffenden magnetischen Aktuators angepasst.In a further embodiment of the invention, based on the determined switching current values, at least one design and / or control variable, in particular future magnetic actuators, for. B. switching time, Schaltzextdauer, switching current of the respective magnetic actuator adapted.
Insbesondere ist vorgesehen, dass die ermittelten, kalibrierten Schaltzeitdauern anhand von aktuell oder fortlaufend er- fassten Schaltstromwerten nachkalibriert werden. Hierdurch werden wahrend der Betriebsdauer des magnetischen Aktuators sich aufgrund von Verschleiß, z. B. verformte PoI- /Ankerflachen, ändernde Betriebsgroßen und/oder Parameter berücksichtigt, so dass weiterhin eine hohe Reproduzierbarkeit von Schaltvorgangen durch Spulensteuerung mittels sehr genauer kalibrierter und nachkalibrierter Schaltzeitdauer ermöglicht ist.In particular, it is provided that the ascertained, calibrated switching periods are recalibrated on the basis of current or continuously detected switching current values. As a result, during the service life of the magnetic actuator due to wear, z. B. deformed PoI- / anchor surfaces, changing operating variables and / or parameters taken into account, so that further a high reproducibility of switching operations by coil control is made possible by means of very accurate calibrated and recalibrated switching time.
Zusatzlich kann aufgrund der Abhängigkeit der Schaltzeit von verschiedenen Betriebsparametern, wie Temperaturdifferenz der Spule/n, Spulenwiderstand, Spuleninduktivitat und Spulenspan- nung, die keinen konstanten Wert aufweisen und somit zeitlich variieren können, die Schaltzeitdauern in Abhängigkeit von einem Temperaturverlauf, von welchem die Schaltzeitdauern proportional abhangig sind, bestimmt werden.In addition, owing to the dependence of the switching time on various operating parameters, such as temperature difference of the coil / n, coil resistance, coil inductance and coil chip tion, which have no constant value and thus can vary over time, the switching time periods in dependence on a temperature profile, of which the switching periods are proportionally dependent, are determined.
Auch können die ermittelten Schaltzeitdauern für die Schaltspulen anwendungsspezifisch parametriert und vorgegeben werden. Hierzu sind vorzugsweise mittels Strom- und/oder Spannungsmessungen des Netzstroms bzw. der Netzspannung verschie- dene Phasenlagen und zugehörige Schaltzeitpunkte sowie Schaltzeitdauern ermittelbar und parametrierbar .The determined switching time durations for the switching coils can also be parameterized and specified in an application-specific manner. For this purpose, preferably by means of current and / or voltage measurements of the mains current or the mains voltage different phase positions and associated switching times and switching periods can be determined and parameterized.
Ausfuhrungsbeispiele der Erfindung werden anhand einer Zeichnung naher erläutert. Dabei zeigen:Exemplary embodiments of the invention will be explained in more detail with reference to a drawing. Showing:
Fig. 1 schematisch eine Vorrichtung zur Steuerung eines zwei Spulen umfassenden magnetischen Aktuators mit einer Steuereinheit, zwei Schaltmodulen und einem Kalibriermodul, Fig. 2 bis 4 schematisch verschiedene Ausfuhrungsbeispiele für eine Vorrichtung zur Steuerung eines unipolaren oder bipolaren magnetischen Aktuators mit: oder ohne Polwender .Fig. 1 shows schematically a device for controlling a magnetic coil comprising two coils with a control unit, two switching modules and a calibration, Fig. 2 to 4 schematically different exemplary embodiments of a device for controlling a unipolar or bipolar magnetic actuator with: or without Polwender.
Einander entsprechende Teile sind in allen Figuren mit den gleichen Bezugszeichen versehen.Corresponding parts are provided in all figures with the same reference numerals.
Figur 1 zeigt eine Vorrichtung 1 zur Steuerung eines magnetischen Aktuators 2, z. B. eines Relais oder Schutzes. Der mag- netische Aktuator 2 ist beispielsweise ein unipolarer, bipolarer oder bistabiler Magnetantrieb mit permanentmagnetischer Endlagenverriegelung für ein Schaltgerät, z. B. einen Mit- telspannungs-Leistungsschalter . Dabei dient eine der Spulen Ll als Einschaltspule und die andere Spule L2 als Aus- schaltspule.Figure 1 shows a device 1 for controlling a magnetic actuator 2, z. B. a relay or protection. The magnetic actuator 2 is for example a unipolar, bipolar or bistable magnetic drive with permanent magnetic end position locking for a switching device, eg. B. a medium-voltage circuit breaker. One of the coils Ll serves as a turn-on coil and the other coil L2 serves as a switch-off coil.
Im Ausfuhrungsbeispiel nach Figur 1 ist der magnetische Aktuator 2 ein bistabiler Magnetantrieb, welcher zwei Spulen Ll und L2 (z. B. Schutz- oder Relaisspulen), welche um einen nicht dargestellten Magnetkern in herkömmlicher Weise gewickelt sind, zur Betätigung eines nicht naher dargestellten Ankers in dem Magnetkern umfasst.In the exemplary embodiment of Figure 1, the magnetic actuator 2 is a bistable magnetic drive, which two coils Ll and L2 (eg, protection or relay coils) wound in a conventional manner around a magnetic core, not shown, for actuating an armature not shown in the magnetic core.
Zur Betätigung des Aktuators 2 umfasst die Vorrichtung 1 je Spule Ll, L2 ein zugehöriges Schaltmodul 3. Das jeweilige Schaltmodul 3 ist dabei in herkömmlicher Art und Weise mit einer Halbleiterschalterschaltung T, z. B. ein oder mehrere MOSFETs oder IGBTs, einer Ladediode D und einem Energiespeicher K ausgeführt. Der Energiespeicher K wird über ein Schaltnetzteil 13 mit Gleichspannung U3 versorgt.For actuation of the actuator 2, the device 1 per coil Ll, L2 includes an associated switching module 3. The respective switching module 3 is in a conventional manner with a semiconductor switch circuit T, z. B. one or more MOSFETs or IGBTs, a charging diode D and an energy storage K executed. The energy storage K is supplied via a switching power supply 13 with DC voltage U 3 .
Zur Steuerung der Schaltmodule 3 ist eine Steuereinheit 4 vorgesehen, über welche die Steuereinheit 4 Schaltbefehle EIN, AUS über eine Datenubertragungseinheit 8, von einem nicht naher dargestellten Schutzgerat, z. B. einer Sicherung, oder einem Leitgerat, z. B. einer Steuerzentrale, erhalt. Dabei kann die Datenubertragungseinheit 8 als eine einfache Kabelverbindung, ein Datenbus oder eine Funkverbindung ausgebildet sein.For controlling the switching modules 3, a control unit 4 is provided, via which the control unit 4 switching commands ON, OFF via a data transmission unit 8, by a not shown closer Schutzgerat, z. As a fuse, or a Leitgerat, z. As a control center, obtained. In this case, the data transmission unit 8 can be designed as a simple cable connection, a data bus or a radio connection.
Die Schaltmodule 3, insbesondere deren Eingange E und Ausgange A, sind über Verbindungselemente 10, z. B. Kabelverbin- düngen, mit Eingangen E und Ausgangen A der Steuereinheit 4 verbunden .The switching modules 3, in particular their inputs E and outputs A, are connected via connecting elements 10, z. B. Kabelverbin- fertilize, connected to inputs E and outputs A of the control unit 4.
Zur Überwachung der Endlage des magnetischen Aktuators 2 ist je Spule Ll, L2 eine Endlagenerkennung mittels Endlagenschal- tern 12 vorgesehen, die als Meldeeingang M mit der Steuereinheit 4 verbunden ist.For monitoring the end position of the magnetic actuator 2, an end position detection by means of limit switches 12 is provided for each coil L1, L2, which is connected to the control unit 4 as a message input M.
Im Normalbetrieb des magnetischen Aktuators 2 werden zur Bestromung der Spulen Ll, L2 Stromsequenzen SQ erzeugt, wel- che als Eingange E den Schaltmodulen 3 zur Steuerung des jeweiligen Spulenstroms ILi, IL2 zugeführt werden. Dabei sind für verschiedene Arten von magnetischen Aktuatoren 2, z. B. Schutz oder Relais, und/oder für verschiedene Betriebsarten, die nachfolgend naher beschrieben werden, verschiedene Stromsequenzen SQ hinterlegt.In normal operation of the magnetic actuator 2 current sequences SQ are generated for energizing the coils Ll, L2, which as inputs E the switching modules 3 for controlling the respective coil current I L i, IL2 are supplied. In this case, for different types of magnetic actuators 2, z. As protection or relay, and / or for various modes, which are described in more detail below, deposited various current sequences SQ.
Erfindungsgemaß umfasst die Steuereinheit 4 ein Kalibriermo- dul 14. Alternativ kann das Kalibriermodul 14 separat ausgebildet sein und über die Schnittstelle 6 an die Steuereinheit 4 gekoppelt sein.According to the invention, the control unit 4 comprises a calibration module 14. Alternatively, the calibration module 14 may be designed separately and be coupled to the control unit 4 via the interface 6.
Mittels des Kalibriermoduls 14 wird im Betrieb des Aktua- tors 2 ein auf die Spulen Ll, L2 jeweils einprägender Schaltstromverlauf ILi(t), lL2(t) ermittelt. Zur Erfassung des Schaltstromverlaufs iLi(t), ∑L2(t) sind Ausgange A am jeweiligen Schaltmodul 3 vorgesehen, an welche Messmodule zur Erfassung der Spulenstrome ILi, IL2 ansteckbar sind, wobei die Messergebnisse der Steuereinheit 4 zufuhrbar sind.By means of the calibration module 14 is determined during operation of the door 2 a actuaries to the coils Ll, L2 respectively einprägender switching current flow I L i (t), IL 2 (t). For detecting the switching current profile i L i (t), Σ L2 (t), outputs A are provided on the respective switching module 3, to which measuring modules for detecting the coil currents I Li , I L2 can be connected, the measurement results of the control unit 4 can be fed.
Im Ausfuhrungsbeispiel ist im jeweiligen Source-Abgang 15 ein Stromsensor S angeordnet, dessen Signal über den Ausgang A des Schaltmoduls 3 der Steuereinheit 4 zugeführt wird.In the exemplary embodiment, a current sensor S is arranged in the respective source output 15, the signal of which is fed via the output A of the switching module 3 to the control unit 4.
Anhand von im jeweiligen Schaltstromverlauf ILi(t), IL2(t) ermittelten Schaltstromwerten ILi(n), IL2(Π) werden Scnaitzeit- dauern TLi, TL2 für eine jeweilige Einpragdauer des betreffenden Schaltstroms ILi, IL2 beim Einschalten und/oder Ausschal- ten kalibriert. Anhand dieser kalibrierten Schaltzeitdau- ern kTL1, kTL2 wird dann das jeweilige Schaltmodul 3 mittels der Steuereinheit 4 entsprechend gesteuert.Based on the respective switching current flow I L i (t), I L2 (t) determined switching current values I L i (n), I L2 (Π) will take Scnaitzeit- T L i, T L2 for a respective Einpragdauer of the respective switching current I Li , I L2 calibrated when switching on and / or switching off. On the basis of these calibrated switching time periods kT L1 , kT L2 , the respective switching module 3 is then correspondingly controlled by means of the control unit 4.
Die jeweils ermittelten kalibrierten Schalt Zeitdauern TLX, TL2 und die zu diesen ermittelten Schaltstromverlaufe ∑Li(t), IL2(t) sind zweckmaßigerweise m einer Speichereinheit des Kalibriermoduls 14 speicherbar und werden der Steuereinheit 4 entsprechend zugeführt, anhand derer dann die Steuereinheit 4 in herkömmlicher Art und Weise die Spulen Ll, L2 ansteuert, bei welcher ein gesteuerter Einschaltvorgang durch entsprechende Stromempragung mit einem Schaltstrom ILi, IL2 und Regelung des Haltestroms sowie ein gesteuerter Ausschaltvorgang erfolgen . Im Detail werden im Betrieb aktuell erfasste Schaltstromwerte ILI (mom) , IL2 (mom) und/oder ein aktuell erfasster Schaltstromverlauf ILI (tmom) , lL2(tmom) bestimmt und mit hinter- legten, den kalibrierten Schaltzeitdauern TLi, TL2 zugehörigen Schaltstromwerten ILi(n), IL2(Π) und/oder hinterlegten Schaltstromverlaufen ILi(t), lL2(t), welche als Sollwerte bzw. Sollwertkurven dienen, verglichen. Anhand des Vergleichs wird dann der einzuprägende Schaltstrom ILi, IL2 gesteuert.The respectively determined calibrated switching time durations T LX, T L2 and the determined at these switching current course Σ L i (t), I L2 (t) are expediently m a storage unit of calibration module 14 can be stored and the controller 4 are fed in accordance with the basis of which it is the Control unit 4 in a conventional manner, the coils Ll, L2 controls, in which a controlled switch-on by appropriate Stromempragung with a switching current I L i, I L2 and control of the holding current and a controlled turn-off done. In detail, in operation detected this switching current values I LI (MOM), I L2 (mom) and / or a currently detected switching current waveform I LI (t mom), I L2 (t mom) is determined and stored with one behind, the calibrated switching time durations T L i, T L2 associated switching current values I L i (n), I L2 (Π) and / or stored switching current I L i (t), l L2 (t), which serve as setpoints or setpoint curves compared. Based on the comparison of the einzuprgende switching current I L i, I L2 is then controlled.
Zusatzlich zur Stromerregung kann auch eine Ubererregung mittels Energiespeicherung in einem weiteren Kondensator für den Einschaltvorgang vorgesehen sein.In addition to current excitation, an over-excitation by means of energy storage in a further capacitor for the switch-on can be provided.
Insbesondere im Betrieb eines neuen Aktuators 2 nach dessen Fertigung zum so genannten Einfahren des Aktuators 2, um neben einem Kraftschluss einen Formschluss der PoI- /Kontaktflachen des Aktuators 2 zu erreichen, ist die Steuereinheit 4 zur Kalibrierung der Schaltzeitdauern TLi, TL2 der- art ausgebildet, dass diese nach einer vorgebbaren Anzahl von Schaltungen, z. B. 50 oder 100 EIN- oder AUS-Schaltungen, des Aktuators 2 diejenigen eingeprägten Schaitsiromwerte ILi(n), IL2(n) des erfassten Schaltstromverlaufs ILi(t), IL2(t) ermittelt, bei welchen die ermittelte Schaltzeitdauer TLi, TL2 eine vorgegebene Soll-Schaltzeitdauer Soll-TLi, Soll-TL2 mit einer vorgegebenen Reproduzierbarkeit einhalten.In particular, in the operation of a new actuator 2 after its production for so-called retraction of the actuator 2, in addition to a frictional connection to achieve a positive connection of the PoI- / contact surfaces of the actuator 2, the control unit 4 for calibrating the switching periods T L i, T L2 of - Art designed that this after a predetermined number of circuits, eg. B. 50 or 100 ON or OFF circuits, the actuator 2, those impressed Schaitsiromwerte I L i (n), I L2 (n) of the detected switching current waveform I L i (t), I L2 (t) determined in which the determined switching time duration T L i, T L2 a predetermined set switching time duration setpoint T L i, setpoint T L 2 comply with a predetermined reproducibility.
Als hinreichend genaue Reproduzierbarkeit wird dabei vorgegeben, dass Schaltzeitabweichungen dT relativ zum Stromnull- durchgang der Netzspannung U des zugehörigen Schaltgerates höchstens +/- 0.5 ms, bevorzugt +/- 0.1 ms betragen.As sufficiently precise reproducibility is given that switching time deviations dT relative to the current zero passage of the mains voltage U of the associated switching device are at most +/- 0.5 ms, preferably +/- 0.1 ms.
Durch eine derartige Auswertung von ermittelten Schaltstromwerten ILi(n), IL2(n) aus dem erfassten Schaltstromverlauf ILi(t), lL2(t) werden als kalibrierte Schaltzeitdauern kTLi, kTL2 diejenigen Schaltzeiten ermittelt, welche eine erforderliche hohe Reproduzierbarkeit sicherstellen. Somit ist auch eine Stromeinpragung ermöglicht, «bei welcher Temperaturein- flusse innerhalb des Betriebstemperaturbereiches der Spulen Ll, L2 und des Magneten, z. B. von -25°C bis +70°C, keinen Emfluss auf die der Steuerung zugrunde liegenden kalibrierten Schaltzeitdauern kTL1, kTL2 und deren Reprodu- zierbarkeit haben. Die schaltzeitabhangigen, d.h. zu den ermittelten kalibrierten Schaltzeitdauern kTLχ, kTL2 zugehörigen und ermittelten Schaltstromwerte lLi(kTLi), lL2(kTL2) werden zusammen mit den ermittelten kalibrierten Schaltzeitdauern kTLi, kTL2 bevorzugt im Kalibriermodul 14 in einer nicht dargestellten Speichereinheit, z. B. m einer n-dimensionalen Tabelle, gespeichert und zur Steuerung des einprägenden Schaltstroms IL1, IL2 im Betrieb des Aktuators 2 von der Steuereinheit 4 ausgelesen und genutzt.By means of such an evaluation of determined switching current values I L i (n), I L 2 (n) from the detected switching current profile I L i (t), L L2 (t), the switching times kT L i, kT L2 are determined as the calibrated switching time periods kT L , which ensure a required high reproducibility. Thus, a current injection is possible "at which temperature Fluxes within the operating temperature range of the coils Ll, L2 and the magnet, z. From -25 ° C to + 70 ° C, have no influence on the calibrated switching time durations kT L1 , kT L2 on which the control is based and their reproducibility. The schaltzeitabhangigen, that is calibrated to the determined switching periods of time kT L χ, kT L2 associated and determined switching current values LLI (kT L i), l L2 (kT L 2) together with the determined calibrated switching periods of time kT Li, kT L2 preferably in the calibration module 14 in a storage unit, not shown, for. B. m an n-dimensional table, stored and read to control the impressing switching current I L1 , I L2 in the operation of the actuator 2 of the control unit 4 and used.
Bei der Kalibrierung und der Ermittlung der kalibrierten Schaltzeitdauern kTLi, kTL2 kann die Ansteuerung der Spulen Ll, L2 von der Steuereinheit 4 variiert werden.During the calibration and the determination of the calibrated switching periods kT Li , kT L2 , the control of the coils L1, L2 can be varied by the control unit 4.
Dabei kann eine derart einfache Basiskalibπerung für eine dauerhafte und zuverlässige Reproduzierbarkeit der Schaltzeitdauern TLi, TL2 gegebenenfalls nicht ausreichend sein. Je nach Anwendungsfall kann die Steuerung des Aktuators 2 daher von weiteren Parametern abhangig erfolgen.In this case, such a simple basic compensation for a permanent and reliable reproducibility of the switching periods T L i, T L2 may not be sufficient. Depending on the application, the control of the actuator 2 can therefore be dependent on other parameters.
So kann die Steuerung des einprägenden Schaltstroms IL1, Ih2 in Abhängigkeit von der Schaltlage, insbesondere in Abhängigkeit von Endlagensignalen der Endlagenschalter 12 des Aktuators 2 ausgeführt werden. Bedingt durch die meist direkte mechanische Kopplung (= mechanische Zwangsfuhrung) der Endla- genschalter 12 mit dem Aktuator 2 eignet sich die daraus resultierende Meldung nicht allein für eine zeitliche Steuerung des Aktuators 2 anhand der identifizierten Endlage EIN oder AUS, da der Schalt- oder Spulenstrom IL1, IL2 zu früh abge¬ schaltet werden wurde.Thus, the control of the impressing switching current I L1 , I h2 depending on the switching position, in particular in response to Endlagensignalen the limit switch 12 of the actuator 2 are executed. Due to the mostly direct mechanical coupling (= mechanical Zwangsfuhrung) the Endla- genschalter 12 with the actuator 2, the resulting message is not only for timing of the actuator 2 based on the identified end position ON or OFF, since the switching or coil current was be I L1, I L2 too early abge ¬ on.
Die Steuerung der Spulen Ll, L2 mittels der Steuereinheit 4 wird bei einer vorhandenen Endlagenerkennung zusatzlich mit einer Zeitsteuerung kombiniert. Das heißt beispielsweise, dass trotz identifizierter Endlage EIN oder AUS der Schaltstrom ILi, IL2 für eine vorgegebene Zeitdauer (= parametπer- bare NachlaufZeitdauer) weiter eingeprägt wird, wobei die maximale Zeitdauer der ermittelten kalibrierten Schaltzeitdau- ern kTL1, kTL2 entspricht, welche die NachlaufZeitdauer, wie z. B. Abkommutierungsdauer des Schaltstroms der Schaltspule Ll oder L2, Zeitdauer des Polwenders 16, einschließt.The control of the coils Ll, L2 by means of the control unit 4 is additionally combined with an existing end position detection with a timer. That means, for example, that despite identified final position is ON or OFF of the switching current I L i, I L 2 for a predetermined period of time (= parametπer- bare time period lag) is further stamped, wherein the maximum duration of the determined calibrated Schaltzeitdau- ren kT L1, kT L2 corresponds to which the Follow-up time, such. B. Abkommutierungsdauer the switching current of the switching coil Ll or L2, duration of the Polwenders 16 includes.
Mit anderen Worten: Zur Einhaltung der Wiederholbarkeit der Schaltvorgange beim Einschalten und/oder beim Ausschalten wird die Steuerung des einzuprägenden Schaltstroms ILi, IL2 endlagen- und/oder zeitabhängig anhand der ermittelten kalibrierten Schaltzeitdauern kTLi, kTL2 einschließlich von pa- rametrierbaren NachlaufZeitdauern durchgeführt. Dabei werden beim Einschalten und/oder Ausschalten die gespeicherten kalibrierten Schaltzeitdauern kTLi, kTL2 mit den zugehörigen kalibrierten Schaltstromwerten ILi(kTL1), IL2(kTL2) ausgelesen und zur Steuerung verwendet.In other words, in order to maintain the repeatability of the switching operation when switching on and / or off, the control of the switching current to be impressed I L i, I L2 endlagen- and / or time-dependent on the basis of the determined calibrated switching time kT Li , kT L2 inclusive of parameterizable Follow-up time spent. In this case, the stored calibrated switching periods kT Li , kT L2 with the associated calibrated switching current values I L i (kT L1 ), I L2 (kT L2 ) are read out and used for control when switching on and / or switching off.
Des Weiteren kann anhand der ermittelten kalibrierten Schaltstromwerte lLi(kTLi), IL2(kTL2) mindestens eine Steuerstromver- laurskurve ermittelt, annand derer dann gegebenenfalls zeitabhängige Bewegungs- und/oder Geschwindigkeitskurvenprofile für den Aktuator 2 ermittelt werden können, welche bei einer erweiterten Steuerung des Aktuators 2 genutzt werden können.Furthermore, on the basis of the ascertained calibrated switching current values I L i (kT L i), I L2 (kT L2 ), at least one control current conductor curve can be determined, where then optionally time-dependent movement and / or velocity curve profiles for the actuator 2 can be determined can be used in an extended control of the actuator 2.
Auch können anhand von fortlaufend ermittelten, aktuellen Schaltstromwerte ILi(n), IL2(π) mindestens eine Auslegungs- und/oder Steuergroße sowie fertigungsbedingte Toleranzgroße, insbesondere Schaltzeitpunkte sowie die ermittelten kalibrierten Schaltzeitdauern kTLi, kTL2 des magnetischen Aktuators 2 angepasst und nachkalibriert werden, wodurch über die gesamte Lebensdauer des Aktuators 2 eine sehr genaue Wiederholbarkeit von Schaltvorgangen ermöglicht ist.Also, on the basis of continuously ascertained, current switching current values I L i (n), I L2 (π), at least one design and / or control variable and production-related tolerance variable, in particular switching times, and the determined calibrated switching time periods kT L i, kT L2 of the magnetic actuator 2 adapted and recalibrated, which over the entire life of the actuator 2 a very accurate repeatability of switching operations is possible.
Figuren 2 bis 4 zeigen verschiedene Ausfuhrungsbeispiele für eine Vorrichtung 1 zur Steuerung eines unipolaren oder bipolaren magnetischen Aktuators 2 mit oder ohne Polwender 16. Dabei kann die Vorrichtung 1 im Ausfuhrungsbeispiel nach Figur 2 ein einzelnes Schaltmodul 3 zur Steuerung der Spulen Ll, L2 (einer Einschaltspule und einer Ausschaltspule), die parallel oder in Reihe oder antiparallel und in Reihe geschaltet sind, vorgesehen sein. Dem Schaltmodul 3 ist in diesem Ausfuhrungsbeispiel ein Polwender 16 nachgeschaltet, der die Stromflussrichtung des einprägenden Schaltstroms ILi, IL2 umkehrt. Diese Vorrichtung 1 dient z. B. der Ansteuerung per- manentmagnetisch verriegelter monostabiler (unipolarer) Aktu- atoren 2.FIGS. 2 to 4 show various exemplary embodiments of a device 1 for controlling a unipolar or bipolar magnetic actuator 2 with or without pole reverser 16. In this case, the device 1 in the exemplary embodiment according to FIG. 2 can be provided with a single switching module 3 for controlling the coils L1, L2 (a turn-on coil and a turn-off coil) which are connected in parallel or in series or in anti-parallel and in series. In this exemplary embodiment, the switching module 3 is followed by a pole reverser 16, which reverses the current flow direction of the impressing switching current I L i, I L2 . This device 1 serves z. B. the control of permanently magnetically locked monostable (unipolar) actuators 2.
Figur 3 zeigt eine alternative Ausfuhrungsform mit zwei Schaltmodulen 3 und zwei Polwendern 16 sowie einem wahlweise zuschaltbarem Kalibriermodul 14, wobei ein Schaltmodul 3 und ein Polwender 16 einer der Spulen Ll oder L2 zugeordnet sind. Das heißt, die Einschaltspule und die Ausschaltspule des Ak- tuators 2 werden jeweils vom zugehörigen Schaltmodul 3 bei aktiviertem Kalibriermodul 14, mit kalibrierten Schaltzeit- dauern kTL1, kTL2 und zugehörigen kalibrierten Schaltstromwerten lLi(kTLi), lL2(kTL2) separat gesteuert. Bei deaktiviertem Kalibriermodul 14 erfolgt die Steuerung der Spulen Ll, L2 in herkömmlicher Art und Weise.Figure 3 shows an alternative embodiment with two switching modules 3 and two Polwendern 16 and an optionally switchable calibration module 14, wherein a switching module 3 and a Polwender 16 one of the coils Ll or L2 are assigned. That is, the switch-on coil and the opening coil of the actuator 2 are respectively from the associated switching module 3 with activated calibration module 14, with calibrated switching time kT L1 , kT L2 and associated calibrated switching current values L L (kT L i), l L2 ( kT L2 ) separately controlled. When the calibration module 14 is deactivated, the control of the coils L1, L2 takes place in a conventional manner.
Figur 4 zeigt eine einfache Vorrichtung 1 ohne Polwender 16 für verschiedene Betriebsweisen zur Spulenansteuerung mit zwei Leistungs- oder Schaltmodulen 3 zur separaten Steuerung der Spulen Ll und L2 und einem aktivierbaren Kalibriermodul 14 zur Steuerung der Spulen Ll, L2 mittels kalibrierter Schaltzeitdauern kTL1, kTL2 bei aktiviertem Kalibriermodul 14 oder in herkömmlicher Weise bei deaktiviertem Kalibriermodul 14.Figure 4 shows a simple device 1 without Polwender 16 for different modes of operation for coil drive with two power or switching modules 3 for separate control of the coils Ll and L2 and an activatable calibration module 14 for controlling the coils Ll, L2 by means of calibrated switching time periods kT L1 , kT L2 with the calibration module 14 activated or in a conventional manner with the calibration module 14 deactivated.
Unabhängig vom Aufbau der Vorrichtung 1 können verschiedene Betriebsarten bei der Spulenansteuerung realisiert werden. So können beispielsweise jeweils vier Betriebsarten mit einer Endlagenerkennung und vier Betriebsarten ohne eine Endlagenerkennung mittels der Steuereinheit 4 ausgeführt werden. Auch können zusatzlich zu den bereits in den Figuren 2 bis 4 beschriebenen sechs Betriebsarten zwei weitere Betriebsarten realisiert werden. Dabei ist ein Schaltmodul 3 zur Ansteue- rung von parallel geschalteten Spulen Ll, L2 ohne Polwender 16 und ohne Kalibriermodul 14, wobei bei einer Betriebsart eine oder bei der anderen keine Endlagenerkennung der jeweiligen Spule Ll, L2 bei der Steuerung berücksichtigt wird.Regardless of the structure of the device 1, different modes can be realized in the coil drive. Thus, for example, four operating modes with one end position detection and four operating modes without a limit position detection by means of the control unit 4 can be executed. Also, in addition to the six operating modes already described in FIGS. 2 to 4, two further operating modes can be realized. In this case, a switching module 3 for controlling parallel-connected coils Ll, L2 without Polwender 16 and without calibration module 14, wherein in one mode or at the other no end position detection of the respective coil Ll, L2 is taken into account in the control.
Je nach Anwendungsfall können die Schaltimpulse für die Spulen Ll, L2 gemeinsam oder getrennt durch Einschalt- oder Ausschaltbefehle getriggert werden. Alternativ kann der Schaltimpuls der jeweiligen Spule Ll, L2, deren Spulenstrom ILi, IL2 das Magnetfeld kompensieren soll, verzögert eingeschaltet werden. Depending on the application, the switching pulses for the coils L1, L2 can be triggered jointly or separately by switch-on or switch-off commands. Alternatively, the switching pulse of the respective coil Ll, L2 whose coil current I L i, I L2 is to compensate for the magnetic field, can be switched on delayed.
Be zugs zeichenl i steReference symbol
1 Vorrichtung1 device
2 Aktuator2 actuator
3 Schaltmodul3 switching module
4 Steuereinheit4 control unit
8 Datenübertragungseinheit8 data transmission unit
10 Verbindungselemente10 fasteners
12 Endlagenschalter12 limit switches
13 Schaltnetzteil13 switching power supply
14 Kalibriermodul14 calibration module
15 Source-Abgang15 Source Departure
16 Polwender16 Rev. Turner
A Ausgänge dT Schalt zeitabweichungenA outputs dT switching time deviations
D LadediodeD charging diode
E EingängeE inputs
ILi, IL2 Spulenströme ILi(kTL1), IL2(kTL2) SchaltstromwerteI L i, I L2 coil currents I L i (kT L1 ), I L2 (kT L2 ) switching current values
ILI(Π) , IL2(Π) Schaltstromwerte iLi(t), ∑L2(t) SchaltstromverlaufI LI (Π), I L2 (Π) switching current values i L i (t), Σ L2 (t) switching current characteristic
K Kondensator kTLi, kTL2 kalibrierte Schaltzeitdauer Ll, L2 SpulenK capacitor kT Li , kT L2 calibrated switching time Ll, L2 coils
S StromsensorS current sensor
SOII-TLI, Soll-TL2 Soll-SchaltzeitdauerSOII-T LI , setpoint T L2 setpoint switching time
SQ StromsequenzenSQ current sequences
T Halbleiterschaltung TLi, TL2 SchaltzeitdauerT semiconductor circuit T L i, T L2 switching time
U NetzspannungU mains voltage
U3 Gleichspannung U 3 DC voltage

Claims

Patentansprüche claims
1. Verfahren zur Steuerung eines magnetischen Aktua- tors (2), insbesondere für ein Schaltgerat, bei welchem min- destens ein Parameter des Aktuators (2) erfasst und der Aktu- ator (2) mittels mindestens eines Schaltmoduls (3) geschaltet wird, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass als Parameter ein auf ein oder mehrere Spulen (Ll, L2) des Aktuators (2) einprägender Schaltstromverlauf (Ii,i(t), IL2(t)) erfasst wird, wobei anhand von im Schaltstromverlauf (iLi(t), lL2(t)) ermittelten Schaltstromwerten (ILi(n), IL2(π)) Schalt- zeitdauern (TLi, TL2) zum Einschalten und/oder Ausschalten des Schaltgerates kalibriert werden und anhand der kalibrierten Schaltzeitdauern (kTLi, kTL2) und der zu diesen ermittelten Schaltstromverlaufen (ILi(t), IL2(t)) für eine Einpragdauer der magnetische Aktuator (2) im Betrieb gesteuert wird.1. A method for controlling a magnetic actuator (2), in particular for a switching device, in which at least one parameter of the actuator (2) is detected and the actuator (2) is switched by means of at least one switching module (3), characterized in that as a parameter on one or more coils (Ll, L2) of the actuator (2) impressing switching current waveform (Ii, i (t), I L 2 (t)) is detected, wherein on the basis of the switching current waveform (i L i (t), l L2 (t)) switching current values (I L i (n), I L2 (π)) switching periods (T Li , T L2 ) are calibrated for switching on and / or switching off the switching device and based on the calibrated Switching periods (kT L i, kT L2 ) and the switching current determined for these (I L i (t), I L2 (t)) for an injection duration of the magnetic actuator (2) is controlled in operation.
2. Verfahren nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass nach einer vorgebbaren Anzahl von Schaltungen des Aktuators (2) diejenigen eingeprägten Schaltstromwerte (lLi(n), IL2(n)) des erfassten Schaltstromverlaufs ermittelt werden, bei welchen die ermittelten Schaltzeitdauern (TLi, TL2) eine vorgegebene Soll-Schaltzeit (Soll-TL1, Soll-TL2) mit einer vorgegebenen Reproduzierbarkeit einhalten.2. The method according to claim 1, characterized in that after a predetermined number of circuits of the actuator (2) those embossed switching current values (l L i (n), I L2 (n)) of the detected switching current waveform are determined, in which the determined switching time periods ( T L i, T L2 ) comply with a predetermined target switching time (setpoint T L1 , setpoint T L2 ) with a predetermined reproducibility.
3. Verfahren nach Anspruch 2, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass als Reproduzierbarkeit vorgegeben wird, dass Schaltzeitabwei- chungen (dTLi, dTL2) relativ zum Stromnulldurchgang der Netzspannung des Schaltgerates höchstens +/- 0.5 ms, bevorzugt +/- 0.1 ms betragen.3. The method according to claim 2, characterized in that it is specified as reproducibility that switching time deviations (dT L i, dT L2 ) relative to the current zero crossing of the mains voltage of the switching device at most +/- 0.5 ms, preferably +/- 0.1 ms.
4. Verfahren nach Anspruch 2 oder 3, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass die schaltzeitabhangig ermittelten kalibrierten Schaltzeitdauern (kTLi, kTL2) und zugehörige kalibrierte Schaltstrom- werte (kILi, kl1,2) gespeichert und zur Steuerung des einzuprägenden Schaltstroms (ILI/ IL2) im Betrieb genutzt werden.4. The method according to claim 2 or 3, characterized in that the switching time-dependent determined calibrated switching time durations (kT L i, kT L2 ) and associated calibrated switching current values (K i L i, kl1,2) is stored and for controlling the switching current to be impressed (I LI / I L2) i m Operating be used.
5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass die Steuerung des einzuprägenden Schaltstroms (ILI, IL2) in Abhängigkeit von der Schaltlage, insbesondere in Abhängigkeit von Endlagensignalen von Endlagenschalter (12) des Aktua- tors (2) ausgeführt wird.5. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that the control of einzuprägenden switching current (I LI , I L2 ) depending on the switching position, in particular in response to Endlagensignalen end position switch (12) of the actuator (2) is executed.
6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass die Steuerung des einzuprägenden Schaltstroms (ILI, ILΣ) zeitabhängig ausgeführt wird.6. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that the control of einzuprägenden switching current (I LI , I LΣ ) is carried out time-dependent.
7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass beim Einschalten und/oder beim Ausschalten jeweils mindestens eine Zeitdauer, insbesondere die kalibrierte Schaltzeit- dauer (kTLi, kTL2) einschließlich einer parametrierbaren Dauer eines Einschalt- oder Ausschaltimpuls der Spulen (Ll, L2), einer parametrierbaren NachlaufZeitdauer für den einzuprägenden Schaltstrom (ILI, IL2) und/oder einer parametrierbaren Schaltzeit eines Polwenders (16), vorgegeben wird.7. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that at least one time duration, in particular the calibrated switching time duration (kT L i, kT L2 ), including a programmable duration of a switch-on or switch-off pulse of the coils when switching on and / or off. Ll, L2), a programmable NachlaufZeitdauer for the einzuprgenden switching current (I LI , I L2 ) and / or a programmable switching time of a Polwenders (16), is specified.
8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass anhand der ermittelten kalibrierten Schaltstromwerte (ILi(n), IL2(n)) mindestens eine Auslegungs- und/oder Steuergroße, insbesondere Schaltzeitpunkte, Schaltzeitdauern, Schaltstrom, des magnetischen Aktuators (2) angepasst wird.8. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that on the basis of the determined calibrated switching current values (I L i (n), I L2 (n)) at least one design and / or control size, in particular switching times, switching periods, switching current of the magnetic actuator (2) is adjusted.
9. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass die kalibrierten Schaltzeitdauern (kTLi, kTL2) anhand von ak¬ tuell oder fortlaufend erfassten Schaltstromwerten (ILi(n), IL2(n)) nachkalibriert werden. 9. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that the calibrated switching time periods (kT L i, kT L2 ) are recalibrated on the basis of ak ¬ tually or continuously detected switching current values (I L i (n), I L2 (n)).
10. Vorrichtung zur Steuerung eines magnetischen Aktua- tors (2), insbesondere für ein Schaltgerat, umfassend mindestens eine Erfassungseinheit zur Erfassung eines Parameters des Aktuators und eine Steuereinheit (4) zur Steuerung min- destens eines Schaltmoduls (3) des magnetischen Aktuators (2) anhand des erfassten Parameters, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass und Kalibrierung eines oder mehrerer auf ein oder mehrere Spulen (Ll, L2 ) des Aktuators (2) einpragenden/r Schaltstrom- verlauf (∑Li(t) oder IL2(t)) bzw. Schaltstromverlaufe (Ii,i(t) und IL2(t)) und zugehöriger Schaltstromwerte (ILi(n), IL2(n)) sowie zugehöriger Schaltzeitdauern (TLi, TL2) vorgesehen ist, wobei die ermittelten kalibrierten Schaltzeitdauern (kTLi, kTL2) der Steuereinheit (4) zufuhrbar sind, die anhand der kalibrierten Schaltzeitdauern (kTLi, kTL2) und der zu diesen ermittelten Schaltstromverlaufen (ILi(t) und IL2(t)) den magnetischen Aktuator (2) steuert.10. Device for controlling a magnetic actuator (2), in particular for a switching device, comprising at least one detection unit for detecting a parameter of the actuator and a control unit (4) for controlling at least one switching module (3) of the magnetic actuator (2 ) based on the detected parameter, characterized in that and calibration of one or more on one or more coils (Ll, L2) of the actuator (2) einpragenden / Schaltstrom- course (Σ L i (t) or I L2 (t)) or Switching current (Ii, i (t) and I L2 (t)) and associated switching current values (I L i (n), I L2 (n)) and associated switching periods (T Li , T L2 ) is provided, wherein the determined calibrated Switching durations (kT Li , kT L2 ) of the control unit (4) are fed, the basis of the calibrated switching periods (kT L i, kT L2 ) and the switching current determined for this (I L i (t) and I L2 (t)) magnetic actuator (2) controls.
11. Vorrichtung nach Anspruch 10, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass je Spule (Ll, L2 ) ein separates Schaltmodul (3) oder ein gemeinsames Schaltmodul (3) vorgesehen ist.11. The device according to claim 10, characterized in that a separate switching module (3) or a common switching module (3) is provided per coil (L1, L2).
12. Vorrichtung nach Anspruch 10 oder 11, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass das Kalibriermodul (14) in die Steuereinheit (4) integriert ist.12. Device according to claim 10 or 11, characterized in that the calibration module (14) is integrated in the control unit (4).
13. Vorrichtung nach Anspruch 10 oder 11, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass das Kalibriermodul (14) als eine separate Baueinheit ausgebildet ist, die über eine Schnittstelle (6) an die Steuereinheit (4) gekoppelt ist.13. Device according to claim 10 or 11, characterized in that the calibration module (14) is designed as a separate structural unit which is coupled to the control unit (4) via an interface (6).
14. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 10 bis 13, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass das Kalibriermodul (14) eine Speichereinheit aufweist. 14. Device according to one of claims 10 to 13, characterized in that the calibration module (14) comprises a memory unit.
15. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 10 bis 14, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass ein Stromsensor (15) im jeweiligen Schaltmodul (3) integriert ist. 15. The device according to claim 10, wherein a current sensor is integrated in the respective switching module (3).
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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP2693456A1 (en) * 2012-08-02 2014-02-05 ABB Technology AG Coil actuator for a switching device and related correction method
EP2852249A1 (en) * 2013-09-18 2015-03-25 BSH Hausgeräte GmbH Cooking hob
EP2983189A1 (en) * 2014-08-06 2016-02-10 Whirlpool Corporation Methods, apparatus and articles of manufacture to regulate relay coil switching
CN106329706A (en) * 2016-10-11 2017-01-11 江苏金智科技股份有限公司 Intelligent power supply switching device for providing intelligent correction function of circuit breaker closing time
EP3032560B1 (en) 2012-05-07 2017-04-05 S & C Electric Co. Bistable actuator device

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3942836A1 (en) * 1989-12-23 1991-06-27 Daimler Benz Ag METHOD FOR DETECTING THE MOTION AND POSITION OF A COMPONENT OF A INDUCTIVE ELECTRICAL CONSUMER THROUGH MAGNETIC INTERACTION BETWEEN TWO END POSITIONS
DE10332595A1 (en) * 2003-07-17 2005-02-24 Siemens Ag Electrical switchgear drive arrangement e.g. for actuators esp. contactors and relays, includes control device for controlling movement quantity of armature or of contact
DE10347056A1 (en) * 2003-10-07 2005-05-12 Daimler Chrysler Ag Method for controlling a solenoid valve
US6923161B2 (en) * 2002-03-28 2005-08-02 Siemens Vdo Automotive Corporation Fuel injection timer and current regulator
US20060001497A1 (en) * 2004-07-01 2006-01-05 Minteer Timothy M Magnetic actuator trip and close circuit and related methods

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3942836A1 (en) * 1989-12-23 1991-06-27 Daimler Benz Ag METHOD FOR DETECTING THE MOTION AND POSITION OF A COMPONENT OF A INDUCTIVE ELECTRICAL CONSUMER THROUGH MAGNETIC INTERACTION BETWEEN TWO END POSITIONS
US6923161B2 (en) * 2002-03-28 2005-08-02 Siemens Vdo Automotive Corporation Fuel injection timer and current regulator
DE10332595A1 (en) * 2003-07-17 2005-02-24 Siemens Ag Electrical switchgear drive arrangement e.g. for actuators esp. contactors and relays, includes control device for controlling movement quantity of armature or of contact
DE10347056A1 (en) * 2003-10-07 2005-05-12 Daimler Chrysler Ag Method for controlling a solenoid valve
US20060001497A1 (en) * 2004-07-01 2006-01-05 Minteer Timothy M Magnetic actuator trip and close circuit and related methods

Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP3032560B1 (en) 2012-05-07 2017-04-05 S & C Electric Co. Bistable actuator device
EP2693456A1 (en) * 2012-08-02 2014-02-05 ABB Technology AG Coil actuator for a switching device and related correction method
WO2014019798A1 (en) * 2012-08-02 2014-02-06 Abb Technology Ag Coil actuator for a switching device and related correction method
EP2852249A1 (en) * 2013-09-18 2015-03-25 BSH Hausgeräte GmbH Cooking hob
EP2983189A1 (en) * 2014-08-06 2016-02-10 Whirlpool Corporation Methods, apparatus and articles of manufacture to regulate relay coil switching
US9679728B2 (en) 2014-08-06 2017-06-13 Whirlpool Corporation Methods, apparatus and articles of manufacture to regulate relay coil switching
CN106329706A (en) * 2016-10-11 2017-01-11 江苏金智科技股份有限公司 Intelligent power supply switching device for providing intelligent correction function of circuit breaker closing time
CN106329706B (en) * 2016-10-11 2020-04-10 江苏金智科技股份有限公司 Factory power supply fast switching device with intelligent circuit breaker opening and closing time correcting function

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