[发明专利]包括电磁促动器的控制装置的处理单元以及电磁促动器

说明书

技术领域

本发明涉及一种处理单元，其包括设计来作用于至少一个励磁线圈以 移动电磁促动器的可移动衔铁的控制装置，所述控制装置产生包括至少n 个整流半周期(alternation)的周期电压波帧。

本发明还涉及包括一个这样的处理单元的电磁促动器。

背景技术

电磁促动器的功能是将电力转换为机械能。机械能用于使机械负载运 动。机械负载的运动一般通过称作负载力的相反力实现。

电磁促动器的操作与其使用条件有关。某些外界条件特别地取决于待 促动的设备的属性和/或数量。其它的外界条件取决于促动器使用的温度。 最后，促动器的操作也取决于供电电压范围，该供电电压能够是DC或者 AC电压。其它的内部条件特别地取决于促动器老化状态。

换句话说，支配电磁促动器的动力的控制规则必须将一定数量的参数 考虑在内。

-控制规则考虑施加到促动器的励磁线圈的端子的控制电压。控制电 压取决于电力系统的电压，该电压可以在相对于额定电压正负15％的范围 内变化。

-控制规则还考虑在促动器励磁线圈中流动的电流。该电流取决于励 磁线圈的阻抗，所述阻抗随着温度而变化。例如，对于在0和80℃之间变 化的温度，电流可以在相对于额定电流大约30％的范围内变化。

-控制规则还考虑到阻力。该阻力是可变的并且取决于与制动器相关 的模块的数量，当用户执行安装时进行该相关。模块以及促动器的磨损使 得该阻力变化。

如果所有的这些参数都被考虑用于优化促动器的操作，那么促动器的 控制规则必须能够产生保证在宽的操作范围内的机械负载的运动的力。在 实践中，促动器例如必须能够在阻力最大并且供电电压最小的情形下移动 机械负载。

而且，如图3所示，抵抗机械负载的运动的阻力在促动器的整个移动 行程中不是恒定的。当控制促动器被设计来控制开关装置例如特别地断路 器时，代表阻力的曲线一般分为三个阶段。

-第一阶段一般对应促动的开始。这表示在点1和点2之间。阻力相对 微弱并大致恒定。该阶段对应于偏压促动器的可动部分的静止位置(rest position)的复位弹簧的变形。

-在点2的水平处，可以观察到曲线不连续区。控制促动器与开关装 置的打开和/或闭合机构的转换部分形成接触。

-在点2和3之间的第二阶段。转换部分的弹簧被压缩。除了弹簧的压 缩力之外，由于机械部分在运动中的摩擦所致的力必须被补偿。阻力的这 种加强(hardening)伴随着促动力的逐渐增大。

-在点3的水平处，促动器和转换部分与断路器的高速闭合机构形成 接触。这通过表征促动力的曲线的新的不连续示出。

-第三阶段在点3和4之间示出。机构的弹簧和断路器的高速闭合弹簧 被压缩。该力相当快速地减小。该力在某些情形下能够在运动结束时变为 驱动。

-点4对应促动器的闭合点。促动器的停止通过机械停止执行。因此 行程的结束由待被促动的开关装置的机构的驱动促动力和阻力之间的差异 所致的冲击进行表示。该冲击必须被最小化。

考虑图3所示的力的曲线，在促动力的施加中获得渐变性以避免促动 器可动部分的加速度太大并从而减小在不连续的每个点以及在行程结束时 形成接触的各机构的冲击，这将是期望的。

为了保证在所有使用条件下的操作，某些已知的解决方案通过采用最 不利的操作条件来确定提供到促动器的能量：所述不利的操作条件为：待 被促动的装置的最大数量，在最小电压和最高操作温度。换句话说，如果 电磁促动器尺寸适合在不利的条件下闭合，当其在有利的条件下闭合时， 所提供的能量则将相反地是不适当的并会导致故障例如锁定部分的弹开。 这些弹开会对促动器的机械结构造成损坏。这样，在大量的情形中，现在 的系统相对于待被促动的机构提供的阻力提供过高的控制能量。