[發(fā)明專利]用于高壓功率開關(guān)的彈簧儲能驅(qū)動器和用于運(yùn)行彈簧儲能驅(qū)動器的方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201780036187.2
• 申請日: 2017-05-16
• 公開（公告）號: CN109313993B
• 公開（公告）日: 2021-02-05
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: T.希爾克
• 申請（專利權(quán)）人: 西門子股份公司
• 主分類號: H01H3/26
• 分類號: H01H3/26;H01H3/30
• 代理公司: 北京市柳沈律師事務(wù)所 11105
• 代理人: 劉暢

本發(fā)明涉及一種用于高壓功率開關(guān)的彈簧儲能驅(qū)動器以及一種用于運(yùn)行彈簧儲能驅(qū)動器的方法，其中彈簧儲能驅(qū)動器包括至少一個彈簧和至少一個用于至少一個彈簧的張緊電機(jī)(1)。彈簧儲能驅(qū)動器包括至少一個整流器電路(4)，該整流器電路由恰好一個與張緊電機(jī)(1)串聯(lián)連接的二極管(5)構(gòu)成。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種用于高壓功率開關(guān)的彈簧儲能驅(qū)動器和一種用于運(yùn)行彈簧儲能驅(qū)動器的方法，其中彈簧儲能驅(qū)動器包括至少一個彈簧和用于至少一個彈簧的至少一個張緊電機(jī)。

背景技術(shù)

功率開關(guān)接通或者斷開高電壓和電流的電流路徑、特別是在高達(dá)若干10000V和高達(dá)若干1000A的范圍內(nèi)的電流路徑。為此需要大的機(jī)械能。為了提供所需的機(jī)械能，使用彈簧儲能驅(qū)動器。在這些驅(qū)動器中，機(jī)械彈簧利用電機(jī)經(jīng)由傳動機(jī)構(gòu)張緊，直至彈簧機(jī)械嚙合。彈簧被鎖止以防止自我松弛，從而能量存儲在彈簧中。通過觸發(fā)裝置可以解除鎖止，其中彈簧松弛并且釋放存儲的動能以用于功率開關(guān)的開關(guān)操作。

用于使彈簧張緊的電機(jī)類型關(guān)于結(jié)構(gòu)和技術(shù)特征彼此區(qū)分。串勵電機(jī)或者通用電機(jī)適用于在直流和交流電壓下使用。因此，用于特定的直流電壓值的電機(jī)也可以用于兩倍幅值的交流電壓。在開關(guān)設(shè)備中，例如使用該特征，以便將同一個電機(jī)用于220Vac的電網(wǎng)運(yùn)行，或者替換地用于110Vdc的電池運(yùn)行。

串勵電機(jī)或者通用電機(jī)由于其轉(zhuǎn)速-轉(zhuǎn)矩特性曲線不適用于任何驅(qū)動配置。因此，為了使彈簧儲能器或者彈簧張緊還使用并勵電機(jī)，并勵電機(jī)的轉(zhuǎn)速比串勵電機(jī)更小地受到轉(zhuǎn)矩影響。然而，并勵電機(jī)屬于直流電機(jī)并且因此不提供先前描述的關(guān)于供電電壓形式的靈活性的優(yōu)點(diǎn)。

到目前為止，針對不同的電壓和電壓形狀使用直流電機(jī)的不同的實(shí)施。繞組的結(jié)構(gòu)相應(yīng)于額定電壓而變化。此外，針對交流電壓運(yùn)行，使用具有附加的整流器的電機(jī)，這對于直流電壓運(yùn)行不是必須的。

作為整流器可以使用橋式整流器，其特別是集成在用于交流電壓運(yùn)行的電機(jī)電路中。以格雷茨電路(Graetz-Schaltung)形式實(shí)現(xiàn)的雙脈沖橋式整流器通過將交流電壓的每個負(fù)半波移位到正電壓范圍中來將交流電壓轉(zhuǎn)換為脈沖的直流電壓。由此產(chǎn)生對電機(jī)進(jìn)行驅(qū)動的直流電壓等效。在此需要至少兩個電機(jī)變形方案。一個變形方案用于直流電源，另一個變形方案用于兩倍高的交流電源。如果不區(qū)分這些電機(jī)變形方案，則在整流后的兩倍大的交流電壓中運(yùn)行時，在設(shè)計(jì)用于直流電壓運(yùn)行的電機(jī)中會產(chǎn)生四倍的功率。由此會損壞電機(jī)。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是避免或者減少上述問題。特別地，本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是，提供用于高壓功率開關(guān)的彈簧儲能驅(qū)動器和用于運(yùn)行彈簧儲能驅(qū)動器的方法，其可以實(shí)現(xiàn)在直流電壓和交流電壓中使用同一個電機(jī)、尤其是并勵電機(jī)來使彈簧儲能驅(qū)動器的彈簧張緊。特別地，張緊電機(jī)可以在不損壞電機(jī)的條件下以相比于直流電壓兩倍大的交流電壓和以直流電壓運(yùn)行。不同的彈簧驅(qū)動器應(yīng)該能夠通過電機(jī)變形方案在直流電壓和交流電壓中運(yùn)行，以便能夠節(jié)約成本以及實(shí)現(xiàn)簡單的結(jié)構(gòu)。

該技術(shù)問題根據(jù)本發(fā)明通過根據(jù)本發(fā)明的用于高壓功率開關(guān)的彈簧儲能驅(qū)動器和/或根據(jù)本發(fā)明的，特別是在使用之前描述的彈簧儲能驅(qū)動器的條件下的，用于運(yùn)行彈簧儲能驅(qū)動器的方法來解決。根據(jù)本發(fā)明的用于高壓功率開關(guān)的彈簧儲能驅(qū)動器和/或用于運(yùn)行彈簧儲能驅(qū)動器的方法的有利的實(shí)施在本發(fā)明中給出。在此，本發(fā)明的對象可以彼此組合，并且可以與本發(fā)明的一個或多個特征彼此組合。

根據(jù)本發(fā)明的用于高壓功率開關(guān)的彈簧儲能驅(qū)動器包括至少一個彈簧和至少一個用于至少一個彈簧的張緊電機(jī)。彈簧儲能驅(qū)動器包括至少一個整流器電路，該整流器電路由恰好一個與張緊電機(jī)串聯(lián)連接的二極管形成。