[發明專利]用于控制連接在下游的電機的能量供給的開關設備

有效

• 申請號: 201280077148.4
• 申請日: 2012-11-19
• 公開（公告）號: CN104813430A
• 公開（公告）日: 2015-07-29
• 發明（設計）人: 胡貝特·庫拉;安德烈亞斯·弗里奇
• 申請（專利權）人: 西門子公司
• 主分類號: H01H9/54
• 分類號: H01H9/54;H02P1/02;H02P3/02
• 代理公司: 北京康信知識產權代理有限責任公司 11240
• 代理人: 余剛;李慧

技術領域

本發明涉及一種用于控制連接在下游的電機的能量供給的開關設備以及用于開關設備的方法。根據本發明的開關設備尤其是電機啟動器并且尤其應用于工業自動化技術中。借助開關設備能夠控制連接在該開關設備下游的電機。為此，通過該開關設備引導對連接在開關設備下游的電機的能量供給，從而使電機與供電網連接。供電網尤其是工業設施的低壓電網(例如三相，400伏特，50赫茲)。

背景技術

為了控制連接在下游的電機的能量供給，開關設備包括控制單元和第一電流路徑。通過第一電流路徑，使供電網的第一相引向連接在下游的電機。第一電路路徑包括機電的第一開關和機電的第二開關與半導體開關的并聯電路，該并聯電路與第一開關串聯。控制單元能夠輸出用于第一開關、第二開關和半導體開關的接通信號并且由此控制開關的預期的開關狀態。第一和第二開關尤其是常開觸頭，其在存在控制單元的接通信號時保持在閉合的開關狀態中。如果切斷第一或者第二開關的接通信號，那么開關由于復位力(例如彈簧力，其作用到相應開關的觸點上)自動地采取斷開狀態。這種開關尤其是繼電器。半導體開關在存在控制單元的接通信號時優選地采取導電狀態。

開關設備包括供電接口，控制單元通過該供電接口能夠獲取用于接通信號的能量。通常，分散式的饋電源借助導線與開關設備的供電接口連接，從而在開關設備的有效運行中通過供電接口施加供電電壓。通過供電接口，開關設備獲得對于接通信號來說必要的能量。優選地，開關設備的在設備內部的總能量供給都通過開關設備的供電接口獲取。

開關設備優選地應用于，接通和斷開三相交流電機以及單項交流電機。連接在開關設備下游的電機優選地通過開關設備來防止過載(短路和/或熱過載)。

一旦開關設備應用在安全性關鍵的應用中，那么就必須確保通過開關設備安全地斷開連接在開關設備下游的電機。

在具有對連接在開關設備下游的電機的緊急斷開的開關設備中，可行的斷開原理是，開關設備的供電電壓借助在饋電源和供電接口之間的供電鏈中中間連接的開關設備(例如緊急停機開關設備)來切斷。由功能決定地，開關設備的機電開關由于斷開供電電壓自動進入到斷開狀態中(即開關是斷開的)。以這種方式，在斷開供電電壓時，切斷了經由開關設備引向電機的能量供給，從而使電機安全地關斷。通過斷開饋電源和自動地斷開開關，在開關處形成關斷電弧，其導致在開關處的強烈磨損，從而通常限制了開關設備的這類操作循環的數量。

發明內容

本發明的目的在于提出一種改進了的開關設備，其尤其自身確保了開關設備的符合規定的功能。

該目的通過根據權利要求1的裝置實現，也就是通過一種開關設備實現，其具有控制單元、供電接口、供電單元和第一電流路徑，第一電流路徑包括機電的第一開關和機電的第二開關與半導體開關的并聯電路，該并聯電路與第一開關串聯，其中控制單元能夠輸出用于第一開關、第二開關和半導體開關的接通信號，其中供電接口與供電單元連接并且控制單元通過供電單元獲取用于接通信號的能量，其中，開關設備包括蓄能器和與控制單元連接的兩個測量裝置，其中蓄能器中間連接在供電接口和供電單元之間，從而通過供電接口實現的對開關設備的能量供給借助蓄能器在設備內部緩沖，其中，控制單元能夠借助第一測量裝置檢測出在供電單元的初級側處施加的供電電壓低于第一電壓閾值，其中控制單元能夠借助第二測量裝置檢測出在供電單元的次級側處施加的供電電壓低于第二電壓閾值，其中，控制單元如下地設計，使得其對從低于第一電壓閾值至低于第二電壓閾值的時間段進行評估，該目的以及通過根據權利要求10的方法實現，也就是通過一種用于開關設備的方法來實現，該開關設備包括控制單元、供電接口、供電單元和第一電流路徑，其中，第一電流路徑包括機電的第一開關和第二機電開關與半導體開關的并聯電路，該并聯電路與第一開關串聯，其中控制單元能夠輸出用于第一開關、第二開關和半導體開關的接通信號，其中供電接口與供電單元連接并且控制單元通過供電單元獲取用于接通信號的能量，其中，開關設備包括蓄能器和與控制單元連接的兩個測量裝置，其中蓄能器中間連接在供電接口和供電單元之間，從而通過供電接口實現的能量供給借助蓄能器在設備內部緩沖，其中，控制單元借助第一測量裝置檢測出施加在供電單元的初級側處的供電電壓低于第一電壓閾值并且借助第二測量裝置檢測出施加在供電單元的次級側處的供電電壓低于第二電壓閾值，其中，控制單元對從低于第一電壓閾值至低于第二電壓閾值的時間段進行評估。

優選的改進方案在從屬權利要求2至9以及11至14中給出。