[发明专利]用于控制接触器装置的方法和控制单元有效
申请号: | 201380080881.6 | 申请日: | 2013-11-12 |
公开(公告)号: | CN105723491B | 公开(公告)日: | 2017-12-19 |
发明(设计)人: | B·伦丁;G·约翰逊;L·安德森 | 申请(专利权)人: | ABB技术有限公司 |
主分类号: | H01H47/04 | 分类号: | H01H47/04 |
代理公司: | 北京市金杜律师事务所11256 | 代理人: | 王茂华 |
地址: | 瑞士*** | 国省代码: | 暂无信息 |
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摘要: | |||
搜索关键词: | 用于 控制 接触器 装置 方法 单元 | ||
技术领域
这里所公开的技术大体涉及电网络中使用的接触器的领域,并且特别地涉及接触器的操作由电子器件控制的接触器。
背景技术
在电网络内接触器经常被用于切换大电流。这些接触器被设计用于切换各种应用中在正常条件期间发生的负载电流。接触器被设计成以便能够使电流接通、传导和断开。
电磁操作的接触器典型地包括在两个端部位置之间移动的弹簧偏置的电枢。电枢是电磁电路的一部分。在第一端部位置电枢是打开的并且于是电流路径是打开的,并且在第二端部位置,电枢被闭合并且于是接触器被闭合,由此提供电路径。正常情况下接触器是单稳态装置并且休息的位置是打开位置,但相反的位置有时使用。在第一端部位置因此没有电路径并且电路是打开的,在第二位置电路径被闭合并且于是电路被闭合。电枢的移动通过给电磁电路的线圈通电来实现,线圈典型地围绕电枢的部分或者围绕电磁电路的固定部分卷绕。
这样的接触器的操作使施加电流至线圈成为必需,由此在电磁体中产生磁通。磁通吸引电枢,这迫使接触器的接触闭合。接触器在闭合(也经常称作“接通”或“使接通”)期间需要高的线圈电流,因为电磁体的两个磁体部件之间的气隙大并且需要克服电枢中弹簧的弹簧力。当保持接触器闭合、表示为“保持状态”时,气隙小并且低的线圈电流是足够的。
为了确保可靠的接触接通,在切换至具有低电流的保持状态之前,高电流被施加至线圈持续包括安全余量的固定时间段。闭合期间的高电流的施加创建了线圈中的损失和增加的温度,并且在接触器已闭合之后的具有高电流的时段导致浪费的能量。浪费的能量对应于不必要的附加的供给功率,伴随着势必造成增加的成本。操作能量经常由具有有限容量的源供给并且因此期望使所使用的能量最小化。浪费的能量还增加了线圈以及其他电子器件中的温度,这可能会不利地影响它们的功能并降低它们的操作时间。
发明内容
本教导的目的是解决或至少部分减轻以上提到的问题中的一个或多个。
目的根据第一方面通过一种在用于使接触器装置闭合的控制单元中执行的方法来实现。接触器装置可在电流被允许在电流路径中流动的闭合位置与电流路径被断开的打开位置之间移动。控制单元被配置成使得能够实现通过给电磁电路的线圈通电而在闭合位置与打开位置之间的移动。方法包括:跨线圈施加电压;在第一时间段期间确定经过线圈的电流和跨线圈的电压,并且基于其估计出针对预测如果接触器装置要停留在打开位置时的经过线圈的电流的行为的模型的模型参数;和在第一时间段结束之后测量经过线圈的电流并且确定在一方面测量出的电流与另一方面模型的预测电流之间的差异,并且重复测量和确定直到通过在电流上的差异检测到从打开位置到闭合位置的状态改变。
用于使接触器装置闭合的方法使得能够实现减低的吸合能量的使用,并且因此提供了较低的能量消耗。这可以通过减少功率供给的需要、例如通过对电容器组或其尺寸的减轻了的要求而降低了成本。减少的能量浪费还使得能够实现在线圈和其他电子器件上的降低的温度,延长了操作时间以及运转。这进而也允许接触器装置以较高操作频率、即较高间歇或占空比来运行。
目的根据第二方面通过一种用于使接触器装置闭合的控制单元来实现。接触器装置可在电流被允许在电流路径中移动的闭合位置与电流路径被断开的打开位置之间移动。控制单元被配置成使得能够实现通过给电磁电路的线圈通电而在闭合位置与打开位置之间的移动。控制单元被配置成:跨线圈施加电压;在第一时间段期间确定经过线圈的电流和跨线圈的电压,并且基于其估计出针对预测如果接触器装置要停留在打开位置时的经过线圈的电流的行为的模型的模型参数;和在第一时间段结束之后测量经过线圈的电流并且确定在一方面测量出的电流与另一方面模型的预测电流之间的差异,并且重复测量和确定直到通过在电流上的差异检测到从打开位置到闭合位置的状态改变。
本教导的进一步特征和优点将在阅读以下描述和附图时变得清楚。
附图说明
图1图示出电磁操作的接触器装置。
图2图示出闭合过程期间线圈电流和承载件移动的图形。
图3图示出作为承载件移动的函数的线圈的电感的图形。
图4图示出对于本教导的一方面的在闭合过程期间线圈电流和承载件移动的图形。
图5图示出呈流程图形式的本教导的一方面。
图6图示出接触器装置的参数化模型、测量和位置的呈图形形式的本教导的一方面。
图7图示出本教导的一方面、特别是测量与模型之间的差异。
图8图示出图1的接触器装置的电路图。
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