[发明专利]用于高压功率开关的弹簧储能驱动器和用于运行弹簧储能驱动器的方法

说明书

本发明涉及一种用于高压功率开关的弹簧储能驱动器以及一种用于运行弹簧储能驱动器的方法，其中弹簧储能驱动器包括至少一个弹簧和至少一个用于至少一个弹簧的张紧电机(1)。弹簧储能驱动器包括至少一个整流器电路(4)，该整流器电路由恰好一个与张紧电机(1)串联连接的二极管(5)构成。

技术领域

本发明涉及一种用于高压功率开关的弹簧储能驱动器和一种用于运行弹簧储能驱动器的方法，其中弹簧储能驱动器包括至少一个弹簧和用于至少一个弹簧的至少一个张紧电机。

背景技术

功率开关接通或者断开高电压和电流的电流路径、特别是在高达若干10000V和高达若干1000A的范围内的电流路径。为此需要大的机械能。为了提供所需的机械能，使用弹簧储能驱动器。在这些驱动器中，机械弹簧利用电机经由传动机构张紧，直至弹簧机械啮合。弹簧被锁止以防止自我松弛，从而能量存储在弹簧中。通过触发装置可以解除锁止，其中弹簧松弛并且释放存储的动能以用于功率开关的开关操作。

用于使弹簧张紧的电机类型关于结构和技术特征彼此区分。串励电机或者通用电机适用于在直流和交流电压下使用。因此，用于特定的直流电压值的电机也可以用于两倍幅值的交流电压。在开关设备中，例如使用该特征，以便将同一个电机用于220Vac的电网运行，或者替换地用于110Vdc的电池运行。

串励电机或者通用电机由于其转速-转矩特性曲线不适用于任何驱动配置。因此，为了使弹簧储能器或者弹簧张紧还使用并励电机，并励电机的转速比串励电机更小地受到转矩影响。然而，并励电机属于直流电机并且因此不提供先前描述的关于供电电压形式的灵活性的优点。

到目前为止，针对不同的电压和电压形状使用直流电机的不同的实施。绕组的结构相应于额定电压而变化。此外，针对交流电压运行，使用具有附加的整流器的电机，这对于直流电压运行不是必须的。

作为整流器可以使用桥式整流器，其特别是集成在用于交流电压运行的电机电路中。以格雷茨电路(Graetz-Schaltung)形式实现的双脉冲桥式整流器通过将交流电压的每个负半波移位到正电压范围中来将交流电压转换为脉冲的直流电压。由此产生对电机进行驱动的直流电压等效。在此需要至少两个电机变形方案。一个变形方案用于直流电源，另一个变形方案用于两倍高的交流电源。如果不区分这些电机变形方案，则在整流后的两倍大的交流电压中运行时，在设计用于直流电压运行的电机中会产生四倍的功率。由此会损坏电机。

发明内容

本发明要解决的技术问题是避免或者减少上述问题。特别地，本发明要解决的技术问题是，提供用于高压功率开关的弹簧储能驱动器和用于运行弹簧储能驱动器的方法，其可以实现在直流电压和交流电压中使用同一个电机、尤其是并励电机来使弹簧储能驱动器的弹簧张紧。特别地，张紧电机可以在不损坏电机的条件下以相比于直流电压两倍大的交流电压和以直流电压运行。不同的弹簧驱动器应该能够通过电机变形方案在直流电压和交流电压中运行，以便能够节约成本以及实现简单的结构。

该技术问题根据本发明通过根据本发明的用于高压功率开关的弹簧储能驱动器和/或根据本发明的，特别是在使用之前描述的弹簧储能驱动器的条件下的，用于运行弹簧储能驱动器的方法来解决。根据本发明的用于高压功率开关的弹簧储能驱动器和/或用于运行弹簧储能驱动器的方法的有利的实施在本发明中给出。在此，本发明的对象可以彼此组合，并且可以与本发明的一个或多个特征彼此组合。

根据本发明的用于高压功率开关的弹簧储能驱动器包括至少一个弹簧和至少一个用于至少一个弹簧的张紧电机。弹簧储能驱动器包括至少一个整流器电路，该整流器电路由恰好一个与张紧电机串联连接的二极管形成。