[发明专利]用于监控开断过程的方法和设备,以及继电器组件

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于监控开关元件的开断过程的方法，该开关元件用于接通用于用电设备的电流。

本发明同样涉及一种用于监控开关元件的开断过程的设备，该开关元件用于接通用于用电设备的电流。

本发明还涉及一种继电器组件，具有用于监控开断过程的设备。

背景技术

继电器组件，优选用于在存储器可编程的控制装置中使用，借助于开关元件，优选设计成金属的触点，但也特别是在半导体技术中设计的开关元件，该继电器组件可以接通连接在继电器组件的开关输出端上的用电设备。连接的用电设备例如可以是信号灯、电动机、传送带、电镀槽或高压设备。在接通用电设备的情况下，特别是在用电设备具有高的电力需求量、特别是高的接通瞬时电流需求量的情况下，在开断过程中对开关元件或者说金属的开关触点强烈地加载负载。这种负载导致了对开关元件的逐渐增多的磨损。如果开关元件设计为金属的触点对，则随着时间的推移，例如由于表面烧灼或由于腐蚀会使触点的外层损坏。这意味着，如果超出最大开关周期数，就会导致故障或者说导致触点的损坏。从使用者的角度 来看，例如在自动化技术中，继电器组件的损坏意味着电气设备的维修时间和停工时间，这对例如商品的生产产生了不利的影响。

在根据现有技术的继电器组件中已知的是，预先设定限定的最大开关周期数，其中生产商通常利用该可预先设定的最大开关周期数来确保继电器组件的无缺陷的功能。但是，这种可预先设定的最大开关周期数是一个估值。完全可能会出现开关元件在达到最大开关周期数之前就已经被磨损，或也可能会出现开关元件可以在大大超出所给定的最大开关周期数的情况下无故障地运转。

发明内容

因此，本发明的目的在于，提出一种方法，该方法能够给出关于开关元件的可能的最大开关周期数(Schaltspielanzahl)的改进了的说明。

该目的通过开头所述的方法由此来实现，即测定用电设备的至少一个单独的耗电值，将该耗电值与基准值进行比较，并且根据比较结果来给出对最大开关周期数的预测。在此其优点在于，所连接上的负载的单独的耗电值被考虑在内，因此例如可以在连接上电动机的情况下由此出发，即该电动机例如在软启动的情况下与在重荷启动的情况下相比提供不同的单独的耗电值。根据这种不同的运转状态，开关元件也被加载不同的负载。此外，例如机械的触点的使用寿命取决于要接通的电压、例如交流电压或直流电压，电压水平，要接入的负载、如欧姆负载、感性负载或容性负载，接通瞬时电流以及断路电流。因此，开关元件的触点磨损取决于许多参数且这些参数对于开关元件的使用寿命起决定性的作用。通过将所测得的耗电值与在限定的电流比率和电压比率的情况下所获取的基准值进行比较，可以更准确地确定出关于开关元件的可能的磨损的诊断。

当测定电流的随时间变化的过程曲线时是有利。根据用电设备的电流的特性过程曲线，可以做出关于其电气特性、例如优先的感性负载或优先的容性负载的第一说明。

此外，在此测定在用电设备上的电压的随时间变化的过程曲线是有利的。对于电流和电压的随时间变化的过程曲线的认识可以进一步提升关于该用电设备的说明的准确性。

在此，当对电流的和/或电压的随时间变化的过程曲线逐段地进行分析，并且给出关于开关元件的可能的损耗的说明时，是特别有利的。

当测定并存储用电设备的特性参数时，该方法进一步得到优化。根据该方法来存储特性参数符合于“示教功能”，因此该方法适合于在实施期间识别被改变的前提条件并且匹配于该前提条件。

在本发明的另一个设计方案中，对达到可预先设定的第一数值或最大开关周期数进行监控，并且在超出两个数值之一的情况下发出警告。因为根据在其中应用了该方法的开关装置的使用情况，可以接入不同的负载，因此对于最大开关周期数的预测取决于使用情况不断地发生变化。如果例如以对于开关元件来说的高负载来执行最后100个开断过程，则对于最大开关周期数的诊断接近于“最坏情况”界限。如果相反地在几乎很小的负载的情况下来执行最后100个开断过程，则因此最大开关周期数朝着“最好情况”的数值的方向移动。

为了避免开关元件被破坏或为了避免不安全的电路连接，有利地在超出两个数值中之一的情况下阻止重新接通。

在一个优选的设计方案中，使用磁阻传感器对电流进行无接触测量。

此外，为了测量电压，优选地使用微电子机械系统进行测量。在该方法中应用了一种MEMS电压表。