[發(fā)明專利]電切換裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201880021523.0
• 申請日: 2018-04-03
• 公開（公告）號: CN110506376B
• 公開（公告）日: 2022-05-24
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: D.霍伊斯根;P.羅伊米勒;H.勒斯勒;D.普羅斯特雷尼克;W.沙布鮑爾
• 申請（專利權(quán)）人: 西門子交通奧地利有限責(zé)任公司
• 主分類號: H02H3/00
• 分類號: H02H3/00;H02H1/00
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 孫云漢;陳嵐

一種電切換裝置（1），其包括：至少一個(gè)布置在電路（4、5）中的半導(dǎo)體開關(guān)（2、3）；電測量裝置（7、8、9、24）；對通過所述測量裝置（7、8、9、24）來確定的測量值進(jìn)行分析的控制裝置（6），所述控制裝置構(gòu)造用于操控所述半導(dǎo)體開關(guān)（2、3），其中所述控制裝置（6）在檢測到確定的測量值時(shí)引起對所述半導(dǎo)體開關(guān)（2、3）的自動(dòng)確定的操控，其中用于操控所述半導(dǎo)體開關(guān)（2、3）的條件能借助于啟動(dòng)過程經(jīng)由數(shù)據(jù)接口（10）被傳送給所述控制裝置（6）。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種電切換裝置。

背景技術(shù)

在電設(shè)備中設(shè)置保護(hù)裝置，所述保護(hù)裝置對裝置、如導(dǎo)線或耗電器進(jìn)行保護(hù)以防不容許的和危險(xiǎn)的運(yùn)行條件。例如，使用導(dǎo)線保護(hù)開關(guān)來保護(hù)導(dǎo)線以防短路電流或持續(xù)較長時(shí)間的過流。借助于故障電流開關(guān)來保護(hù)人員以防由于有缺陷的電裝置而引起的危險(xiǎn)的接觸電壓，其中流經(jīng)人員的電流在值很微小時(shí)就已經(jīng)被識別出并且進(jìn)行切斷。對于電機(jī)來說，常常使用電機(jī)保護(hù)開關(guān)，所述電機(jī)保護(hù)開關(guān)在三相交流系統(tǒng)的一個(gè)相失靈時(shí)引起切斷，因?yàn)殡姍C(jī)本身在其起動(dòng)之后也以剩余的相繼續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)，但是會(huì)熱過載。然而，所提到的以及其它保護(hù)裝置并不適合于符合運(yùn)行的、頻繁的切換，使得還與這些保護(hù)裝置串聯(lián)地設(shè)置切換裝置、例如電磁操縱的繼電器。這些切換裝置雖然有關(guān)數(shù)目很多的開關(guān)循環(huán)來設(shè)計(jì)，但是不能切斷短路電流。因此，對于每個(gè)電路來說都設(shè)置至少一個(gè)保護(hù)裝置并且必要時(shí)也設(shè)置切換裝置。在用于插座的電路中，通常不設(shè)置切換裝置，而在用于電機(jī)的電路中實(shí)際上總是設(shè)置切換裝置。對保護(hù)以及切換系統(tǒng)的操縱可以手動(dòng)地或者遙控地力操縱地來實(shí)現(xiàn)。尤其是在車輛中、例如在軌道車輛中，對電保護(hù)和切換系統(tǒng)的空間需求現(xiàn)在由于對車輛電氣設(shè)備的不斷提高的要求而是相當(dāng)大的，使得希望將開關(guān)柜轉(zhuǎn)移到只能困難地接觸到的區(qū)域。由此，會(huì)使操作變得困難，使得該操作實(shí)際上只可能會(huì)更多在車間進(jìn)行。但是，常用的可遙控的保護(hù)和切換裝置有缺點(diǎn)、如空間需求大，這些缺點(diǎn)使得這些常用的可遙控的保護(hù)和切換裝置并不適合于在車輛中使用。

發(fā)明內(nèi)容

因而，本發(fā)明所基于的任務(wù)在于：說明一種電切換裝置，該電切換裝置能夠?qū)崿F(xiàn)遙控的切換動(dòng)作以及能夠?qū)崿F(xiàn)對被連接到該電切換裝置上的電裝置的保護(hù)功能。

該任務(wù)通過根據(jù)本發(fā)明的電切換裝置來解決。

根據(jù)本發(fā)明的基本思想，描述了一種電切換裝置，其包括：至少一個(gè)布置在電路中的半導(dǎo)體開關(guān)；電測量裝置；對通過測量裝置來確定的測量值進(jìn)行分析的控制裝置，該控制裝置構(gòu)造用于操控半導(dǎo)體開關(guān)，其中該控制裝置在檢測到確定的測量值時(shí)引起對半導(dǎo)體開關(guān)的自動(dòng)確定的操控，而且其中用于操控半導(dǎo)體開關(guān)的條件能借助于啟動(dòng)過程經(jīng)由數(shù)據(jù)接口被傳送給該控制裝置。

由此能實(shí)現(xiàn)如下優(yōu)點(diǎn)：可以提供一種電切換裝置，該電切換裝置不僅可以實(shí)施操作上的切換動(dòng)作而且提供了對被連接到該電切換裝置上的電裝置的保護(hù)，而且該電切換裝置在此具有微小的結(jié)構(gòu)空間需求并且能遙控。

按照本發(fā)明，借助于如下半導(dǎo)體開關(guān)來建立切換裝置，所述半導(dǎo)體開關(guān)可以無磨損地進(jìn)行工作而且在此也可以接通和關(guān)斷高電流。這種切換裝置類似于機(jī)電接觸器那樣適合于符合運(yùn)行的切換，但是在此不受磨損。附加地，按照本發(fā)明的切換裝置包括控制裝置和用于檢測電參量、尤其是用于當(dāng)前流經(jīng)該切換裝置的電流和當(dāng)前的電壓的測量裝置。在此，用于電流強(qiáng)度的測量裝置可基于不同的測量原理。可以使用電流轉(zhuǎn)換器或者通過在電阻（分流）上的電壓降來確定電流強(qiáng)度。在此，通過在電阻上的電壓降進(jìn)行的電流測量非常精確并且沒有延遲，但是持續(xù)地產(chǎn)生熱損失。如果不需要該高精度，例如如果電流值只是被用于保護(hù)目的，則半導(dǎo)體開關(guān)本身可以被用作電流傳感器。在此，借助于所謂的VCE（sat）監(jiān)控或?qū)?dǎo)通電壓VDS（on）的監(jiān)控，實(shí)現(xiàn)了在沒有附加的測量電阻的情況下確定電流強(qiáng)度。這樣確定的測量參量被傳送給該控制裝置，使得該控制裝置例如可以據(jù)此來確定切斷標(biāo)準(zhǔn)。這些切斷標(biāo)準(zhǔn)涉及電值、例如由于切換裝置引起的過高的電流，使得能模仿熔斷器或者電磁安全自動(dòng)開關(guān)的功能。在此，該功能借助于控制邏輯電路或在控制裝置中的程序控制來模仿，使得例如電磁安全自動(dòng)開關(guān)的觸發(fā)特性曲線可以電子地被模仿。