[发明专利]具有至少两个线圈的电磁致动器

说明书

技术领域

本发明涉及一种电磁致动器，其包括由铁磁轭和移动铁磁芯形成的磁路以及分别包括电压效率阈值的至少两个线圈。线圈开关部件使能仅利用所述线圈的一个或利用串联或并联连接的所述线圈的至少两个的操作。功能测量单元执行第一和第二提供端之间的正弦波电压的测量，该电压在整流半波期间在最小电压与最大电压之间变化。

背景技术

电磁致动器的操作在能量方面的优化常常在设计时被考虑。

当要优化致动器线圈的操作时，优选地向所述线圈提供比所述线圈的效率阈值高的电压。效率阈值与线圈的工作电压直接成比例。效率阈值和工作电压是线圈的固有特性并且是公知的。例如，设计为在400V下工作的线圈例如在200V下将不是高效率的。如图1表示的，线圈的效率阈值则是等于200V。效率阈值与工作电压之间的比率尤其取决于致动器的用途。

考虑到这些固有特性，当线圈被提供AC电压时，在半波期间线圈的效率相对于半波的总的持续时间减少。如图1表示的，当400伏特线圈由400V的电源系统电压供电时，观察到两个时间段Zpe，在其期间电源系统电压低于线圈的效率阈值。在其期间线圈完全高效率的时间段Ze因而相对于半波的总的持续时间减少。

某些已知的解决方案整流电源系统电压以保证线圈的供电高于线圈的效率阈值。不可避免地使用用于整流电压的电容器却可能带来某些缺点。电容器的可靠性在时间上也成问题。此外，当如在文献FR2568715、EP1009003、EP1009004中描述的致动器借助脉宽调制(PWM)调制供电电压时，瞬时电压变化dV/dt则常常极大并且会导致有害的EMC辐射。

此外，使用具有大供电电压范围的电磁致动器的需求也变为优先考虑的事。使用PWM调节部件的文献FR2568715、EP1009003、EP1009004的方案则系统地面对以上问题。

其操作在电力消耗和工作电压范围两方面均最优的电磁致动器的设计仍然非常困难。在两个发展方向的一个中做出的进步一般会对另一个有害。还要考虑“可靠性”方面。

发明内容

因而本发明的目的在于弥补现有技术的缺点以便提出具有高能量效率的电磁致动器。

根据本发明的电磁致动器的功能测量单元包括用于将工作电压与至少一个预定义电压阈值进行比较的部件。致动器包括被设计为在半波期间作用于开关部件的控制部件，用于当工作电压低于第一阈值时连接至少第一线圈，或用于当工作电压高于第一阈值时连接至少第二线圈。

根据本发明的操作的第二模式，电磁致动器包括被设计为在半波期间作用于开关部件的控制部件，用于：

-当工作电压低于第一阈值时连接至少第一线圈；

-当工作电压高于第一阈值且低于第二阈值时连接至少第二线圈；

-当工作电压高于第二阈值时串联连接至少两个线圈；

功能测量单元包括用于将工作电压与至少两个预定义电压阈值进行比较的部件。

根据本发明的操作的第二模式，电磁致动器包括被设计为在半波期间作用于开关部件的控制部件，用于：

-当工作电压低于第一电压阈值时并联连接至少两个线圈；

-当工作电压高于第一阈值且低于第二阈值时连接至少第一线圈；

-当工作电压高于第二阈值且低于第三阈值时连接至少第二线圈；

-当工作电压高于第三阈值时串联连接至少两个线圈；

功能测量单元包括用于将工作电压与至少三个预定义电压阈值进行比较的部件。

根据本发明的实施例，致动器包括在第一和第二提供端之间彼此串联连接的至少第一和第二线圈。该开关部件包括在第一线圈的第二端与第二电压提供端之间连接的第一打开部件，第一线圈的第一端连接到第一电压提供端。第二打开部件在第一电压提供端与第二线圈的第一端之间连接，第二线圈的第二端连接到第二电压提供端。至少一个续流二极管在第二电压提供端与第一电压提供端之间连接。两个打开部件被布置为从控制单元接收命令以使得将它们分别置于打开或闭合的状态：

-当第一和第二打开部件被打开时线圈处于串联模式，

-当第一和第二打开部件被闭合时线圈处于并联模式；

-当第二打开部件闭合而第一打开部件打开时线圈被断开，

-当第二打开部件打开而第一打开部件闭合时线圈被断开。