Способ для управления контакторным устройством и блок управления

Использование – в области электротехники. Технический результат – предотвращение эффектов отскока и высокой ударной нагрузки якоря в контакторе. Данное изобретение относится к способу 50, выполняемому в блоке 12 управления, для размыкания контакторного устройства 1. Контакторное устройство 1 содержит носитель 8, выполненный с возможностью перемещения между замкнутым положением, в котором допускают протекание тока по пути тока, и разомкнутым положением, в котором путь тока разомкнут. Блок 12 управления выполнен с возможностью обеспечения возможности перемещения носителя 8 между замкнутым положением и разомкнутым положением посредством включения питания обмотки 6 электромагнитной цепи. Способ 50 содержит этапы, на которых: инициируют 51 размыкание контакторного устройства 1 посредством отключения питания обмотки 6, причем отключение питания содержит использование цепи 40 размагничивания, содержащей разрядный элемент 37, при этом разрядный элемент 37 выполнен с возможностью потребления энергии в обмотке 6; шунтируют 52, в первый момент времени, разрядный элемент 37; и повторно включают питание 53 обмотки 6. 2 н. и 16 з.п. ф-лы, 8 ил.

 

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ

Технология, описанная в настоящей заявке, относится в общем к области контакторов, используемых в электрических сетях, и, в частности, к контакторам, функционированием которых управляют посредством электронных схем.

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ

В электрических сетях контакторы часто используют для переключения сильных электрических токов. Эти контакторы проектируют для переключения токов нагрузки, которые возникают в нормальных условиях в различных применениях. Контактор проектируют таким образом, чтобы он мог включать, проводить и выключать электрический ток.

Контакторы с электромагнитным функционированием обычно содержат подпружиненный якорь, перемещающийся между двумя конечными положениями. Якорь является частью электромагнитной цепи. В первом конечном положении якорь разомкнут, и путь тока тогда разомкнут, а во втором конечном положении якорь замкнут, и контактор тогда замкнут, что обеспечивает, таким образом, путь электрического тока. Обычно контакторы являются моностабильными устройствами, и положением покоя является разомкнутое положение, но противоположные положения иногда используются. Якорь выполнен с возможностью перемещения перемещаемого контактного элемента относительно неподвижных контактных элементов, таким образом, размыкая путь электрического тока при перемещении перемещаемого контактного элемента от неподвижных контактных элементов, и замыкание контактов при обратном перемещении. Перемещение якоря совершают посредством включения питания обмотки электромагнитной цепи, причем обмотка обычно намотана либо вокруг частей якоря, либо вокруг неподвижной части электромагнитной цепи.

Функционирование такого контактора влечет за собой приложение напряжения к обмотке, давая ток через нее, в результате чего в электромагните создается магнитный поток. Магнитный поток притягивает якорь, который принуждает замыкание контактов контактора. В замкнутом состоянии все разделительные пружины и контактные пружины контакторного устройства смещены и имеют большую потенциальную энергию. Когда требуется разомкнуть контактор, в электромагнитной цепи отключают питание, в результате чего инициируется размыкание. При освобождении электромагнита потенциальная энергия пружин преобразуется в кинетическую энергию, и якорь, удерживающий перемещаемый контактный элемент, быстро перемещается к своему разомкнутому положению. Для предотвращения эффектов отскока и/или высокой ударной нагрузки в контакторе, вызванных этим перемещением, необходимо принять меры в отношении этой кинетической энергии.

Использование резиновых демпферов является известным способом уменьшения кинетической энергии посредством поглощения этой энергии. Однако, хотя резиновые демпферы могут поглотить вплоть до 50% этой энергии, этого недостаточно, поскольку остальная энергия вызывает так называемый «обратный ход», когда контакторные элементы контактора снова перемещаются к замкнутому состоянию. Это увеличивает риск повторного замыкания контактора.

Другим возможным решением может быть использование гидравлических демпферов или других современных демпферов, но такие решения являются дорогостоящими и обычно используются, конкретно, только в применениях высшего класса.

Еще одним решением является использование электромагнита контактора в качестве тормоза во время процесса размыкания. EP 2 551 881 является одним примером использования электромагнита для уменьшения скорости перемещения якоря. Полярность источника питания обмотки контактора меняют на противоположную, в результате чего совершают замедление.

СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Целью данного раскрытия сущности изобретения является решение или по меньшей мере смягчение одной или нескольких вышеупомянутых проблем.

Согласно первому аспекту цель достигают посредством способа, выполняемого в блоке управления для размыкания контакторного устройства. Контакторное устройство содержит носитель, перемещаемый между замкнутым положением, в котором допускают протекание тока по пути тока, и разомкнутым положением, в котором путь тока разомкнут. Блок управления выполнен с возможностью обеспечения возможности перемещения носителя между замкнутым положением и разомкнутым положением посредством включения питания обмотки электромагнитной цепи. Способ содержит стадии, на которых: инициируют размыкание контакторного устройства посредством отключения питания обмотки, причем отключение питания содержит использование цепи 40 размагничивания, содержащей разрядный элемент, причем разрядный элемент выполнен с возможностью потребления энергии в обмотке; шунтируют, в первый момент времени, разрядный элемент; и повторно включают питание обмотки.

Способ обеспечивает возможность торможения контакторного устройства во время его размыкания посредством использования электромагнита контактора. Могут быть обеспечены эффективные по стоимости решения для обращения с эффектами отскока после размыкания, причем торможение может быть, например, реализовано с использованием электронных компонентов и программного обеспечения.

Согласно второму аспекту данного изобретения, цель достигают посредством блока управления для размыкания контакторного устройства, причем контакторное устройство содержит носитель, выполненный с возможностью перемещения между замкнутым положением, в котором допускают протекание тока по пути тока, и разомкнутым положением, в котором путь тока разомкнут. Блок управления выполнен с возможностью обеспечения возможности перемещения носителя между замкнутым положением и разомкнутым положением посредством включения питания обмотки электромагнитной цепи. Блок управления выполнен с возможностью:

- инициирования размыкания контакторного устройства посредством отключения питания обмотки, причем отключение питания содержит использование цепи размагничивания, содержащей разрядный элемент, причем разрядный элемент выполнен с возможностью потребления энергии в обмотке,

- шунтирования, в первый момент времени, разрядного элемента; и

- повторного включения питания обмотки.

Дополнительные признаки и преимущества данного раскрытия сущности изобретения станут ясны после прочтения нижеследующего описания и рассмотрения сопутствующих чертежей.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

Фиг. 1 иллюстрирует контакторное устройство с электромагнитным функционированием.

Фиг. 2 иллюстрирует принципиальную электрическую схему контакторного устройства фиг. 1.

Фиг. 3 иллюстрирует варианты осуществления данного раскрытия сущности изобретения.

Фиг. 4 иллюстрирует другой вариант осуществления данного раскрытия сущности изобретения.

Фиг. 5 иллюстрирует графики тока обмотки и перемещения носителя во время процедуры размыкания согласно предшествующему уровню техники.

Фиг. 6 иллюстрирует графики тока обмотки и перемещения носителя во время процедуры размыкания при реализации аспектов данного раскрытия сущности изобретения.

Фиг. 7 иллюстрирует последовательность этапов способа для управления контакторным устройством согласно данному раскрытию сущности изобретения.

Фиг. 8 иллюстрирует блок управления, выполненный с возможностью управления контакторным устройством согласно данному раскрытию сущности изобретения.

ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ

В нижеследующем описании, в целях разъяснения, а не ограничения, описаны конкретные подробности, такие как частные архитектуры, интерфейсы, технологии, и т.д., для обеспечения полного понимания. В других случаях подробное описание общеизвестных устройств, схем, компонентов и способов опущено, чтобы не затруднять понимание описания изобретения несущественными подробностями. Одинаковые ссылочные позиции относятся к одинаковым или подобным элементам во всем описании изобретения.

Фиг. 1 иллюстрирует контакторное устройство 1 с электромагнитным функционированием, для которого могут быть применены аспекты данного раскрытия сущности изобретения. Контакторное устройство 1 содержит контактную часть 2, выполненную с возможностью выполнения замыкания или размыкания пути 3 электрического тока, например, для управления путем электрического тока в электрической цепи. Контактная часть 2 содержит перемещаемый контактный элемент 4а, первый и второй неподвижные контактные элементы 4b, 4c, называемые ниже неподвижными контактными элементами 4b, 4c. Когда неподвижные контактные элементы 4b, 4c находятся в механическом контакте с перемещаемым контактным элементом 4а, существует замкнутый путь 3 электрического тока, иначе путь электрического тока незамкнут (разомкнут).

Контакторное устройство 1 дополнительно содержит электромагнит 10. Электромагнит 10 содержит перемещаемую магнитную часть 5а, неподвижную магнитную часть 5b и обмотку 6. Ниже комбинацию перемещаемой магнитной части 5а и неподвижной магнитной части 5b также называют магнитами 5a, 5b. Магниты 5a, 5b являются перемещаемыми друг относительно друга, и неподвижная магнитная часть 5b может быть, например, прикреплена болтами к стенке и т.п. Магниты 5a, 5b, которые могут быть U-образными, как известно в данной области техники, могут быть расположены, например, таким образом, что две опорные части перемещаемой U-образной магнитной части 5а имеют, по существу, такую же аксиальную протяженность, как соответствующие две опорные части неподвижной U-образной магнитной части 5b. Опорные части U-образных магнитов 5a, 5b, таким образом, имеют противоположные концевые поверхности, между которыми создан воздушный промежуток 11. Следует отметить, что электромагнит 10 может быть альтернативно спроектирован согласно любому другому общепринятому способу.

Обмотка 6 может быть намотана вокруг одной или более частей магнита 5a, 5b. Обмотка 6 соединена с источником 9 напряжения и, при включении питания обмотки 6, в магнитах 5a, 5b создается магнитное поле.

Электромагнит 10 механически соединен с контактным носителем 8, ниже называемым носителем 8. В частности, перемещаемая магнитная часть 5а электромагнита 10 механически соединена с носителем 8. Носитель 8 механически соединен также с перемещаемым контактным элементом 4а. Пружинный элемент, называемый контактной пружиной 15, может быть расположен в носителе 8, для смещения перемещаемого контактного элемента 4а, например, при расположении между носителем 8 и перемещаемым контактным элементом 4а.

Для размыкания контакторного устройства 1 носитель 8 выполнен с возможностью отделения перемещаемого контактного элемента 4а контактной части 2 от неподвижных контактных элементов 4b, 4c контактной части 2, таким образом, размыкая путь 3 электрического тока. Носитель 8 также выполнен с возможностью замыкания контакта между перемещаемым контактным элементом 4а и неподвижными контактными элементами 4b, 4c, таким образом, замыкая путь 3 электрического тока и допуская протекание электрического тока. Носитель 8 выполнен с возможностью обеспечения этого посредством перемещения между двумя конечными положениями. Это перемещение, в свою очередь, совершают посредством управления электромагнитом 10.

Когда к обмотке 6 не включено питание, т.е., когда нет протекания тока через обмотку 6, пружинные элементы 7a, 7b, ниже называемые разделительными пружинами 7a, 7b, выполнены с возможностью давления на перемещаемую магнитную часть 5а для ее отделения от неподвижной магнитной части 5b, что увеличивает, таким образом, воздушный промежуток 11, и приводит контакторное устройство 1 в его полностью разомкнутое положение, т.е., перемещаемый контактный элемент 4а не соединен с неподвижными контактными элементами 4b, 4c. В одном аспекте данного раскрытия сущности изобретения, в отношении кинетической энергии этих разделительных пружин 7a, 7b (также называемых возвратными пружинами), а также кинетической энергии контактной пружины 15, принимают меры посредством использования электромагнита 10.

Когда электрическое напряжение приложено к обмотке 6, электрический ток протекает через обмотку 6, и магниты 5a, 5b становятся намагниченными. Магнитное поле, генерируемое посредством этого, притягивает магниты 5a, 5b друг к другу. Когда достаточный ток протекает в обмотке 6, носитель 8 начинает перемещение (по направлению вниз в схеме на фиг. 1). При отсоединении напряжения, подаваемого на обмотку 6, начинается размыкание контактора.

Блок 12 управления обеспечен для управления контакторным устройством 1, и, в частности, его размыканием, удерживанием и замыканием. Блок 12 управления содержит средство, например, схемы, электронные схемы, обрабатывающие схемы, память, источники напряжений и устройства, и т.д., для включения питания обмотки 6 и управления перемещением носителя 8, а также управления другими функциями контакторного устройства 1. Схемы, или сенсорные устройства, показанные под ссылочными позициями 13 и 14, могут быть обеспечены для определения тока обмотки или напряжения обмотки. Такие сенсорные устройства 13, 14 могут быть частью блока 12 управления, или могут быть отдельно расположенными устройствами, которые обеспечивают блока 12 управления значениями изменений.

Вкратце, в одном аспекте данного раскрытия сущности изобретения обеспечено электромагнитное демпфирование, посредством повторного включения питания обмотки 6 управляемым способом после инициирования размыкания. Посредством этого создается усилие втягивания, которая противодействует перемещению носителя 8 от замкнутого положения. Повторное включение питания реализуют для создания усилия, достаточно сильного для замедления обратного хода после освобождения, причем оно достаточно слабое, чтобы запретить полное обратное перемещение (т.е. замыкающее перемещение), повторно соединяющее контакторное устройство 1.

Таким образом, электромагнит 10 активируют во время размыкания контакторного устройства 10, для создания тормозящего усилия и, посредством этого, уменьшения скорости носителя 8 и, таким образом, перемещения контактного элемента 4а. В различных вариантах осуществления, тормозящее усилие совершают посредством активации электромагнита 10 во время фазы размыкания. В одном аспекте данного раскрытия сущности изобретения, определен подходящий момент времени для активации электромагнита 10 в фазе размыкания.

Фиг. 2 иллюстрирует принципиальную электрическую схему, представляющую реализацию контакторного устройства 1 фиг. 1. Напряжение Ui подано источником 9 напряжения (см. фиг. 1). Замыкание контакторного устройства 1 выполняют посредством соединения источника 9 напряжения, в то время как размыкание выполняют посредством отсоединения источника 9 напряжения. Напряжение питания может быть подано через двухполупериодный выпрямитель 30, выходное напряжение Us которого является постоянным напряжением, если подаваемое напряжение является постоянным напряжением, и двухполупериодным выпрямленным переменным напряжением, если подаваемое напряжение является переменным напряжением. Выходное напряжение Us подают на обмотку 6 контакторного устройства 1. Обмотка 6 является последовательно соединенной с первым электронным переключателем (например, транзистором) 31 и малым последовательным резистором 32, также называемым измерительным резистором 32, расположенным для измерений тока. Обмотка 6 встречно-параллельно соединена с обратным диодом 33.

Блок 12 управления выполнен с возможностью, с помощью первого переключателя 31, управления напряжением на обмотке 6 посредством широтно-импульсной модуляции. Блок 12 управления выдает управляющий сигнал Uc на затвор первого переключателя 31 и управляет первым переключателем 31 с использованием широтно-импульсной модуляции, например, с использованием постоянной частоты импульсов и изменяемой ширины импульсов. На блок 12 управления подано напряжение Um, возникающее на измерительном резисторе 32, причем это напряжение является мерой тока через обмотку 6. Делитель напряжения, образованный резисторами 34, 35, расположенными параллельно блоку 12 управления, доставляет измеренный сигнал Usm к блоку 12 управления, причем измеренный сигнал Usm является пропорциональным напряжению Ui.

Фиг. 3 иллюстрирует принципиальную электрическую схему контакторного устройства 1, для которого могут быть реализованы варианты осуществления данного раскрытия сущности изобретения. Такие же ссылочные позиции, как ссылочные позиции, используемые на фиг. 2, использованы также на фиг. 3 для указания на такие же или соответствующие части и такое же описание, как те, которые приведены выше со ссылкой на фиг. 2, и они применимы также для фиг. 3.

Дополнительно к компонентам, соответствующим компонентам, показанным на фиг. 2, схема фиг. 3 содержит цепь 40 размагничивания. Цепь 40 размагничивания содержит второй электронный переключатель 36 (например, транзистор) и разрядный элемент 37, соединенный параллельно со вторым переключателем 36. Примеры таких разрядных элементов содержат резистор, диод Зенера, варистор, и т.д. Цепь 40 размагничивания выполнена с возможностью потребления энергии в обмотке 6 и, посредством этого, отключения питания обмотки 6. Блок 12 управления выполнен с возможностью управления вторым переключателем 36 посредством управляющего сигнала, например, посредством управления напряжением на затворе первого переключателя, для его включения и выключения общепринятым способом. Управляющий сигнал представлен на этой фигуре напряжением Ud. Следует отметить, что блок 12 управления может быть выполнен с возможностью управления вторым переключателем 36 различными альтернативными путями, например, посредством управления вторым переключателем 36 через первый переключатель 31.

Во время замкнутого состояния контакторного устройства 1, когда источник 9 напряжения обеспечивает питание, ток протекает через обмотку 6 и обратный диод 33, и индуктивность обмотки является высокой. При отключении питания обмотки 6, т.е., при отсоединении источника 9 напряжения и, таким образом, снятии напряжения Ui, второй переключатель 36 и первый переключатель 31 размыкают, и ток обмотки протекает через разрядный элемент 37, который, таким образом, потребляет энергию. Без цепи 40 размагничивания, потребляющей энергию, ток обмотки может циркулировать в течение довольно долгого времени до достижения значения, достаточно низкого для начала процесса размыкания. Такой процесс размыкания может занимать слишком долгое время до готовности контакторного устройства 1 к использованию, отсюда следует использование цепи 40 размагничивания.

Следует отметить, что напряжение Ui (и, таким образом, Us, которое является выпрямленным напряжением), обеспечиваемое источником 9 напряжения, может быть отсоединено различными способами. В частности, источник 9 напряжения может быть соединен к такой цепи все время, и блок 12 управления может принимать управляющий сигнал Scontrol, например, имеющий значения «включен»/ «выключен», на основе которого блок 12 управления обеспечивает или не обеспечивает напряжение Us для компонентов схем. Затем, когда напряжение Us не обеспечивается для цепи, считается, что источник 9 напряжения отсоединен. Однако, это следует интерпретировать в широком смысле, включая использование описанного управляющего сигнала Scontrol.

В первом варианте осуществления данного раскрытия сущности изобретения цепь 40 размагничивания и, конкретно, ее второй переключатель 36, используют для совершения тормозящего усилия для противодействия кинетической энергии носителя 8. Таким образом, размыкание контакторного устройства 1 инициируют посредством отсоединения источника 9 напряжения, а второй переключатель 36 размыкают. В конкретное время (будет описано более подробно со ссылкой на фиг. 5 и 6), второй переключатель 36 снова замыкают, что обеспечивает, таким образом, шунтирование разрядного элемента 37, и ток протекает через обратный диод 33. Вследствие перемещения носителя 8 в обмотке индуцируется ток, причем этот ток создаст тормозящее усилие электромагнита 10. Это тормозящее усилие, реализованное посредством самоиндукции, использует уже существующие компоненты, и способы для управления этим тормозящим усилием могут быть реализованы посредством программных решений, например, могут быть реализованы с использованием команд программного обеспечения, например, компьютерных программ, исполняемых в процессоре, и/или с использованием аппаратного обеспечения, например, применения специализированных интегральных схем, программируемых пользователем вентильных матриц, дискретных логических компонентов и т.д. Однако, тормозящее усилие, создаваемое посредством самоиндукции, может не быть достаточно сильным для всех применений контакторного устройства, но может хорошо подходить для многих контакторных устройств.

Во втором варианте осуществления данного раскрытия сущности изобретения, и со ссылкой все еще на фиг. 3, первый переключатель 31 и второй переключатель 36 используют для совершения необходимого тормозящего усилия. В отношении первого варианта осуществления, размыкание контакторного устройства 1 инициируют посредством отсоединения источника 9 напряжения, а второй переключатель 36 размыкают. Как упомянуто выше, это может быть совершено посредством управляющего сигнала Scontrol. В конкретное время второй переключатель 36 снова замыкают, таким образом, шунтируя разрядный элемент 37, и ток протекает через обратный диод 33. В это конкретное время, или немного позже, первый переключатель 31 также замыкают. Напряжение Ui посредством этого подключают повторно, таким образом, увеличивая ток через обмотку 6 и создавая тормозящее усилие. Током через обмотку 6 следует управлять для предотвращения любых рисков создания тока, достаточно большого для обратного перемещения носителя 8. Таким образом, первым переключателем 31 управляют, как описано выше в отношении фиг. 2. В частности, блок 12 управления выполнен с возможностью, с помощью первого переключателя 31, управления напряжением на обмотке 6 посредством широтно-импульсной модуляции. Блок 12 управления выдает управляющий сигнал Uc на первый переключатель 31 и управляет им с использованием изменяемой ширины импульсов с использованием общепринятой широтно-импульсной модуляции. Этот вариант осуществления может быть также реализован с использованием существующих компонентов и реализации управления посредством программных решений. Дополнительно тормозящее усилие, которое может быть создано, является большим, и этот вариант осуществления может быть использован еще для дополнительных контакторных устройств, в отличие от первого варианта осуществления.

Фиг. 4 иллюстрирует третий вариант осуществления данного раскрытия сущности изобретения и, в частности, принципиальную электрическую схему цепи управления. В этом варианте осуществления конденсатор 42 соединен с источником 9 напряжения. Диод 41 соединен последовательно с конденсатором 42. Дополнительно, введен третий электронный переключатель 43. Третьим переключателем 43 и, в частности, его размыканием и замыканием, управляют посредством управляющего сигнала Ub, обеспечиваемого блоком 12 управления. Третий переключатель 43 соединен параллельно диоду 41.

Конденсатор 42 может быть заряжен во время состояния замыкания и/или состояния удерживания контакторного устройства 1. Для контакторных устройств 1, сконфигурированных еще для дополнительных состояний, например, состояния холостого хода, конденсатор 42 может быть заряжен также во время таких состояний. Зарядка может быть выполнена прямо через диод 41, как на фиг. 4, или посредством дополнительных схем (не проиллюстрированы), обеспечивающих подходящее напряжение и ток к конденсатору 42.

Размыкание контакторного устройства 1 инициируют посредством отсоединения источника 9 напряжения. Первым переключателем 31 и вторым переключателем 36 управляют таким образом, чтобы они были разомкнуты. Ток протекает теперь через разрядный элемент 37, и ток обмотки уменьшается. Когда контакторное устройство 1 начинает размыкание, т.е., когда перемещаемый магнит 5а начинает отделяться от неподвижного магнита 5b, первый переключатель 31 и третий переключатель 43 замыкают (посредством управляющих сигналов Uc и Ub, соответственно). Конденсатор теперь разряжается через обмотку 6, , таким образом, увеличивая ток обмотки и создавая тормозящее усилие.

Конденсатор 42 может иметь необходимый размер для получения необходимого значения тока через обмотку 6, например, соответствующим образом выбирают его максимальное допустимое напряжение. В вариантах этого варианта осуществления конденсатор 42 может быть заряжен до конкретного напряжения Ucap, с использованием дополнительных схем (не проиллюстрированы), для обеспечения необходимого тока обмотки и, таким образом, требуемого тормозящего усилия для конкретного применения. Один пример таких дополнительных схем содержит накачку заряда.

Конденсатор 42 обеспечивает электрическое питание (напряжение Ucap) для создания тормозящего усилия даже в случае, когда источник 9 напряжения недоступен для задач электромагнитного торможения носителя 8. Это является большим преимуществом, поскольку источник 9 напряжения часто выполнен с возможностью соединения во время замыкания и замкнутого состояния, и отсоединения во время размыкания и разомкнутого состояния.

Фиг. 5 иллюстрирует графики тока обмотки и перемещения носителя во время процедуры размыкания согласно предшествующему уровню техники. График, обозначенный ссылочной позицией 100, показывает положение носителя 8 в виде функции времени, а график, обозначенный ссылочной позицией 101, показывает ток через обмотку 6 во время размыкания. Производная положения носителя 8, т.е., производная графика 100, дает скорость носителя 8. Как видно из фиг. 5, эта скорость является довольно высокой, что приводит к отскокам при размыкании. Отскок при размыкании показан стрелкой 102.

Фиг. 6 иллюстрирует графики тока обмотки и перемещения носителя во время процедуры размыкания при реализации аспектов данного раскрытия сущности изобретения. График, обозначенный ссылочной позицией 110, показывает положение носителя 8 в виде функции времени, а график, обозначенный ссылочной позицией 111, показывает ток через обмотку 6 во время размыкания. Как видно из фиг. 5, производная графика 110 меньше, чем производная соответствующего графика 100 фиг. 5. А именно, скорость носителя 8 уменьшена по сравнению с решением предшествующего уровня техники. Таким образом, фиг. 6 показывает, что отскоки при размыкании могут быть элиминированы и даже устранены с использованием данного раскрытия сущности изобретения.

Согласно данному раскрытию сущности изобретения, и как описано в различных вариантах осуществления, напряжение прикладывают к обмотке 6 после инициирования процесса размыкания, для обеспечения тока через обмотку 6. Это напряжение должно быть приложено в подходящий момент времени. Например, момент времени приложения напряжения может быть определен на основе моделирования и/или опыта, таким образом, чтобы время, истекшее с момента инициирования размыкания, т.е., с момента отключения питания обмотки 6, до момента времени повторного включения питания обмотки 6, обеспечивало достаточно продолжительный период торможения перед тем, как носитель 8 достигнет своего полностью разомкнутого положения.

Фиг. 7 иллюстрирует последовательность этапов способа 50 для управления контакторным устройством 1, согласно данному раскрытию сущности изобретения. Способ 50 может быть выполнен в блоке 12 управления для размыкания контакторного устройства 1. Контакторное устройство 1 содержит носитель 8, который выполнен с возможностью перемещения между замкнутым положением, в котором допускают протекание тока по пути тока, и разомкнутым положением, в котором путь тока разомкнут. Блок 12 управления выполнен с возможностью обеспечения возможности перемещения носителя 8 между замкнутым положением и разомкнутым положением посредством включения питания обмотки 6 электромагнитной цепи. Способ 50 содержит инициирование 51 размыкания контакторного устройства 1 посредством отключения питания обмотки 6, причем отключение питания содержит использование цепи 40 размагничивания, содержащей разрядный элемент 37, причем разрядный элемент 37 выполнен с возможностью потребления энергии в обмотке 6,

Способ 50 содержит шунтирование 52, в первый момент времени, разрядного элемента 37.

Способ 50 содержит повторное включение питания 53 обмотки 6.

В большинстве основных реализаций на обмотку 6 повторно включают питание 53 просто посредством шунтирования разрядного элемента 37, причем повторное включение питания обеспечивают посредством тока, индуцируемого в обмотке 6 посредством перемещения носителя 8, т.е., посредством самоиндукции. Этот ток самоиндукции затем обеспечивает тормозящее усилие, как было описано выше.

В одном варианте осуществления повторное включение питания 53 содержит приложение напряжения Us, Ucap к обмотке 6. Такие варианты осуществления обеспечивают большее тормозящее усилие по сравнению с основным вариантом осуществления.

В варианте вышеупомянутого варианта осуществления способ 50 содержит управление напряжением Us, Ucap источника 9, 42 напряжения для обеспечения тока через обмотку 6, имеющего значение ниже значения тока, требуемого для перемещения носителя 8 электромагнитной цепи к его замкнутому положению. Блок 12 управления может быть выполнен с возможностью гарантирования предотвращения любого обратного хода, элиминирования любого риска повторного замыкания контакторного устройства 1 вследствие тормозящего усилия.

В одном варианте осуществления повторное включение питания 53 содержит соединение конденсатора 42 параллельно обмотке 6. Повторное включение питания 53 может тогда содержать разряд конденсатора 42 через обмотку 6.

В вариантах вышеупомянутых вариантов осуществления способ 50 содержит зарядку конденсатора 42 до конфигурируемого напряжения, причем конфигурируемое напряжение обеспечивает необходимый ток обмотки.

В одном варианте осуществления инициирование 51 размыкания контакторного устройства 1 посредством отключения питания обмотки 6 содержит отсоединение источника 9 напряжения, выполненного с возможностью обеспечения тока через обмотку 6 для удерживания носителя 8 в замкнутом положении.

Фиг. 8 иллюстрирует блок 12 управления, выполненный с возможностью управления контакторным устройством 1 согласно данному раскрытию сущности изобретения. Блок 12 управления может содержать процессор 60, содержащий любую комбинацию одного или более из центрального процессорного блока (CPU), мультипроцессора, микроконтроллера, цифрового сигнального процессора (DSP), специализированной интегральной схемы и т.д., способных исполнять команды программного обеспечения, хранящиеся в памяти 61, которая может быть, таким образом, компьютерным программным продуктом 61. Процессор 60 может быть выполнен с возможностью исполнения любого из различных вариантов осуществления способа, описанного в отношении фиг. 7.

Дополнительно, со ссылкой на фиг. 8, память 61 может быть любой комбинацией устройства памяти для считывания и записи (RAM) и устройства памяти только для считывания (ROM). Память 61 может также содержать устройство постоянного хранения , которое, например, может быть любым единственным устройством или комбинацией из магнитного устройства памяти, оптического устройства памяти, твердотельного устройства памяти, или даже удаленно установленного устройства памяти.

Блок 12 управления может дополнительно содержать устройство 63 ввода/вывода (I/O) данных для приема данных от внешних устройств. Например, устройство 63 I/O может быть использовано для приема управляющих сигналов, таких как управляющий сигнал Scontrol.

Блок 12 управления выполнен с возможностью размыкания контакторного устройства 1, как описано, в частности, содержащего носитель 8, который выполнен с возможностью перемещения между замкнутым положением, в котором допускают протекание тока по пути тока, и разомкнутым положением, в котором путь тока разомкнут. Блок 12 управления выполнен с возможностью обеспечения возможности перемещения носителя 8 между замкнутым положением и разомкнутым положением посредством включения питания обмотки 6 электромагнитной цепи. Блок 12 управления выполнен с возможностью:

- инициирования размыкания контакторного устройства 1 посредством отключения питания обмотки 6, причем отключение питания содержит использование цепи 40 размагничивания, содержащей разрядный элемент 37, причем разрядный элемент 37 выполнен с возможностью потребления энергии в обмотке 6;

- шунтирования, в первый момент времени, разрядного элемента 37; и

- повторного включения питания обмотки 6.

В одном варианте осуществления блок 12 управления выполнен с возможностью повторного включения питания посредством приложения напряжения Us, Ucap к обмотке 6. Блок 12 управления может быть, например, выполнен с возможностью управления любым одним или любой комбинацией из переключателей 31, 36, 43 для совершения этого.

В одном варианте осуществления блок 12 управления выполнен с возможностью управления напряжением Us, Ucap источника 9, 42 напряжения для обеспечения тока через обмотку 6, имеющего значение ниже значения тока, требуемого для перемещения носителя 8 электромагнитной цепи к его замкнутому положению.

В одном варианте осуществления блок 12 управления выполнен с возможностью повторного включения питания посредством соединения конденсатора 42 параллельно обмотке 6.

В одном варианте осуществления блок 12 управления выполнен с возможностью повторного включения питания посредством разряда конденсатора 42 через обмотку 6.

В одном варианте осуществления блок 12 управления выполнен с возможностью зарядки конденсатора 42 до конфигурируемого напряжения, причем конфигурируемое напряжение обеспечивает необходимый ток обмотки.

В одном варианте осуществления блок 12 управления выполнен с возможностью инициирования размыкания контакторного устройства 1 посредством отключения питания обмотки 6 посредством отсоединения источника 9 напряжения, выполненного с возможностью обеспечения тока через обмотку 6 для удерживания носителя 8 в замкнутом положении.

Идеи данной заявки также заключают в себе компьютерный программный продукт 61, содержащий компьютерную программу 62, для реализации способов, описанных выше, и машиночитаемое средство, на котором хранится компьютерная программа 62. Компьютерный программный продукт 61 может быть любой комбинацией устройства памяти для считывания и записи (RAM) и устройства памяти только для считывания (ROM). Компьютерный программный продукт 61 может также содержать устройство постоянного хранения, которое, например, может быть любым единственным устройством или комбинацией из магнитного устройства памяти, оптического устройства памяти и твердотельного устройства памяти.

Идеи данного изобретения, таким образом, содержат компьютерную программу 62 для описанного блока 12 управления. Компьютерная программа 62 содержит компьютерный программный код, который, при выполнении в блоке 12 управления и, в частности, его процессоре 60, побуждает блок 12 управления:

- инициировать размыкание контакторного устройства 1 посредством отключения питания обмотки 6, причем отключение питания содержит использование цепи 40 размагничивания, содержащей разрядный элемент 37, причем разрядный элемент 37 выполнен с возможностью потребления энергии в обмотке 6,

- шунтировать в первый момент времени разрядный элемент 37 и

- повторно включать питание обмотки 6.

1. Способ (50), выполняемый в блоке (12) управления для размыкания контакторного устройства (1), причем контакторное устройство (1) содержит носитель (8), который выполнен с возможностью перемещения между замкнутым положением, в котором допускают протекание тока по пути тока, и разомкнутым положением, в котором путь тока разомкнут, причем блок (12) управления выполнен с возможностью обеспечения возможности перемещения носителя (8) между замкнутым положением и разомкнутым положением посредством включения питания обмотки (6) электромагнитной цепи, причем способ (50) содержит стадии, на которых:

- инициируют (51) размыкание контакторного устройства (1) посредством отключения питания обмотки (6), причем отключение питания содержит использование цепи (40) размагничивания, содержащей разрядный элемент (37), причем разрядный элемент (37) выполнен с возможностью потребления энергии в обмотке (6),

- шунтируют (52), в первый момент времени, разрядный элемент (37), и

- повторно включают питание (53) обмотки (6).

2. Способ (50) по п. 1, в котором повторное включение питания (53) содержит приложение напряжения Us, Ucap к обмотке (6).

3. Способ (50) по п. 2, содержащий управление напряжением Us, Ucap источника (9, 42) напряжения для обеспечения тока через обмотку (6), имеющего значение ниже значения тока, требуемого для перемещения носителя (8) электромагнитной цепи к его замкнутому положению.

4. Способ (50) по любому из предшествующих пунктов, в котором повторное включение питания (53) содержит соединение конденсатора (42) параллельно обмотке (6).

5. Способ (50) по п. 4, в котором повторное включение питания (53) содержит разряд конденсатора (42) через обмотку (6).

6. Способ (50) по п. 4, содержащий зарядку конденсатора (42) до конфигурируемого напряжения, причем конфигурируемое напряжение обеспечивает необходимый ток обмотки.

7. Способ (50) по п. 5, содержащий зарядку конденсатора (42) до конфигурируемого напряжения, причем конфигурируемое напряжение обеспечивает необходимый ток обмотки.

8. Способ (50) по любому из пп. 1-3 или 5-7, в котором инициирование (51) размыкания контакторного устройства (1) посредством отключения питания обмотки (6) содержит отсоединение источника (9) напряжения, выполненного с возможностью обеспечения тока через обмотку (6) для удерживания носителя (8) в замкнутом положении.

9. Способ (50) по п. 4, в котором инициирование (51) размыкания контакторного устройства (1) посредством отключения питания обмотки (6) содержит отсоединение источника (9) напряжения, выполненного с возможностью обеспечения тока через обмотку (6) для удерживания носителя (8) в замкнутом положении.

10. Блок (12) управления для размыкания контакторного устройства (1), причем контакторное устройство содержит носитель (8), выполненный с возможностью перемещения между замкнутым положением, в котором допускают протекание тока по пути тока, и разомкнутым положением, в котором путь тока разомкнут, причем блок (12) управления выполнен с возможностью обеспечения возможности перемещения носителя (8) между замкнутым положением и разомкнутым положением посредством включения питания обмотки (6) электромагнитной цепи, причем блок (12) управления выполнен с возможностью:

- инициирования размыкания контакторного устройства (1) посредством отключения питания обмотки (6), причем отключение питания содержит использование цепи (40) размагничивания, содержащей разрядный элемент (37), причем разрядный элемент (37) выполнен с возможностью потребления энергии в обмотке (6);

- шунтирования, в первый момент времени, разрядного элемента (37); и

- повторного включения питания обмотки (6).

11. Блок (12) управления по п. 10, выполненный с возможностью повторного включения питания посредством приложения напряжения Us, Ucap к обмотке (6).

12. Блок (12) управления по п. 11, выполненный с возможностью управления напряжением Us, Ucap источника (9, 42) напряжения для обеспечения тока через обмотку (6), имеющего значение ниже значения тока, требуемого для перемещения носителя (8) электромагнитной цепи к его замкнутому положению.

13. Блок (12) управления по любому из пп. 10-12, выполненный с возможностью повторного включения питания посредством соединения конденсатора (42) параллельно обмотке (6).

14. Блок (12) управления по п. 13, выполненный с возможностью повторного включения питания посредством разряда конденсатора (42) через обмотку (6).

15. Блок (12) управления по п. 13, выполненный с возможностью зарядки конденсатора (42) до конфигурируемого напряжения, причем конфигурируемое напряжение обеспечивает необходимый ток обмотки.

16. Блок (12) управления по п. 14, выполненный с возможностью зарядки конденсатора (42) до конфигурируемого напряжения, причем конфигурируемое напряжение обеспечивает необходимый ток обмотки.

17. Блок (12) управления по любому из пп. 10-12 или 14-16, выполненный с возможностью инициирования размыкания контакторного устройства (1) посредством отключения питания обмотки (6) посредством отсоединения источника (9) напряжения, выполненного с возможностью обеспечения тока через обмотку (6) для удерживания носителя (8) в замкнутом положении.

18. Блок (12) управления по п. 13, выполненный с возможностью инициирования размыкания контакторного устройства (1) посредством отключения питания обмотки (6) посредством отсоединения источника (9) напряжения, выполненного с возможностью обеспечения тока через обмотку (6) для удерживания носителя (8) в замкнутом положении.



 

Похожие патенты:

Схема (10) управления для электромагнитного реле имеет катушку (11) реле и переключающие контакты с первым устройством (13а) переключения, размещенным между первым выводом катушки (11) реле и первым источником (12а) напряжения, вторым устройством (13b) переключения, размещенным между вторым выводом катушки (11) реле и нулевым потенциалом, и устройством (14) управления.

Изобретение относится к области электромеханики и может быть применено в электрических аппаратах, использующих в качестве привода электромагнит. .

Изобретение относится к способу обеспечения питания электрического выключателя (1) и соответствующей системе питания для электрического выключателя. .

Изобретение относится к области электротехники и может использоваться для управления выключателями, имеющими электромагнитный привод, снабженный магнитной защелкой и единой катушкой управления на включение и отключение выключателя.

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в устройствах дистанционного управления. .

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в устройствах дистанционного управления , где требуются по возможности малые габариты пультов управления.

Использование – в области электротехники. Технический результат – предотвращение эффектов отскока и высокой ударной нагрузки якоря в контакторе. Данное изобретение относится к способу 50, выполняемому в блоке 12 управления, для размыкания контакторного устройства 1. Контакторное устройство 1 содержит носитель 8, выполненный с возможностью перемещения между замкнутым положением, в котором допускают протекание тока по пути тока, и разомкнутым положением, в котором путь тока разомкнут. Блок 12 управления выполнен с возможностью обеспечения возможности перемещения носителя 8 между замкнутым положением и разомкнутым положением посредством включения питания обмотки 6 электромагнитной цепи. Способ 50 содержит этапы, на которых: инициируют 51 размыкание контакторного устройства 1 посредством отключения питания обмотки 6, причем отключение питания содержит использование цепи 40 размагничивания, содержащей разрядный элемент 37, при этом разрядный элемент 37 выполнен с возможностью потребления энергии в обмотке 6; шунтируют 52, в первый момент времени, разрядный элемент 37; и повторно включают питание 53 обмотки 6. 2 н. и 16 з.п. ф-лы, 8 ил.

Наверх