专利名称：用于电磁单元的电控装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种用于控制单极或多极电磁开关单元，特别是用于继电器、接触 器或接触器-断路器型单元的电控装置。这种装置能直接M在开关单元内或可设 置在现有的开关单元外部。
背景技术：
这些开关单元通常佳^]电磁致动器，如包含可移动部分的电磁体，该可移动部 分育t^控制线圈内流动的激励电流的作用下移动。取决于单元的类型，控制线圈可 属于或不属于致动器的可移动部分。致动器的可移动部分4Mfo4接到每极的一个或多个可移动触点。为了闭合或开启所谓电源电路的电路，该可移动部分的4i^多因此 使得这个或这些可移动触点与相应的固定触点保持接触(held against)或分离。与用于开启或闭合电源电路的触点的筒单控制命令相对应，线圈接收的激励电 流通常是"有或无"(0/1或开/关)型的控制信号。然而该简单且广泛使用的解决方 案不允许在^^多过程中^i口到致动器的可移动部分的《封多力的变化和优化。致动器 的尺寸必须经常基于所需的最大位移力来计算,这导致致动器的高功率消耗和/或大 尺寸。某些系统已提供了允许线圈中流动的激励电流在两个值之间变化的简单装置， 例如通过控制电路中可开关的电阻，或通过包含两个串联或并联的可切换控制绕组 的线圈(见文献FR2807871 )，或两个可切换线圈。这样特别允许了用于电路的闭 合动作的高闭合激励电流和用于将可移动部分保持在闭合位置的较低保持激励电 ; 间的差别。然而，该类型的系I^^M^线圈的控制电路中存在切换装置且只允 许闭合阶段和保持阶段之间的电流有非常基本的变化。^4在按闭环^莫式才刻乍的系统，特别是在文献FR2835061或WO2005017933 中，其中为了改变^it线圈的激励电流的值，计算或测量致动器的可移动部分的位 置。其它系统包括线圈内流过的磁通量的测量，以使克许控制该磁通量(特别参见 EP0865660 )。然而，这些系统要求用于实时测量的装置、给定的量(位置、通量、O和允
许调节线圈控制电流的装置"""^使用该测量方法实现，这意味着需要有效的电子装 置和高^^。发明内容出于这个原因，本发明的目的在于一种操作在开环模式的简单又^f线本的电控 装置，其用于电石叙丈动器闭合动作的动态控制。有利的是，该简单装置不需要^^可传感器或输入到开关单元的信息，例^i4y复、位置、位移、磁通量、线圈电流或其 它传感器等等。因此也非常容易与已有的继电器、接触器或接触器-断路器型单元 联^^M。这一装置将允许这么多单元的性能和寿命得到充分的提高，而无需改进 它们。它能用于^^种类型的电石兹致动器，如7Ja兹音圈、或有偏或无偏^兹阻电》兹体。 出于这个目的，本发明描述了一种用于开关单元的电控装置，其包括具有由激 励电流供电用于闭合电源电路的控制线圈的电箱经丈动器。根据本发明，控制装置包 含用于##至少一个线圈控制模式的^(诸单元，该控制模式包含多^M乍为时间函数 ^4^敫励电流的值，以及连接到^^者单元的驱动单元，在电源电路的闭合过程中， 该驱动单元在其输入端接收外部的闭合命令并在其输出端遵循所述控制模式传输所述激励电流。才艮据一个特性，该装置由外部闭^^4^供电，无需其它电源。 根据另一特性，该刷诸单元包含非易失性闪存且剩诸多个控制模式。该装置包 ^i^接到驱动单it^择装置，用于选择所述控制模式中的一个。根据另一特性，该装置^A到开关单元内部iL^卜部的闭^^令连接到单元的线圈控制端子。另一个可选择的是:该装置设置在开关单元的夕陶并传斷敫励电'^iJ)J单元的线圈控制端子。本发明还描述了一种包含电磁致动器的电开关单元，该电磁致动器具有由激励 电流供电用于闭合电源电路的控制线圈，该单元也M了这种电控装置。
参考经由示例给出和附图中显示的一个实施例，其它棒性和优点将在以下的详细描述中变得明显，其中图1示出本发明的夕卜接于开关单元的电控制装置的一个实施例的简单示例， 图2详细示出了控制装置内部结构的一个示例， 图3示出电控制装置M入开关单元的第二示例。
具体实施方式
参考图1中的实施例，继电器、接触器或接触器-断路器型的多极开关单元10被设计成开关^目电源电路L1、 L2、 L3。单元10包含具有固定部分11和可动 部分12的电石赵丈动器。可动部分12积^UI:接到电源电路的可动触点18,该可动触 点与固定触点(未示出)酉給以开关电源电路。无论单元10每相包^~-个还是两 个可动触点18,都不会影响该操作。电;鼓丈动器也具有控制线圈15。当线圈15接"WJ激励电流26时，这引起可 动部分12按这样一种使可动触点18闭合电源电路的方式移动。当线圈15中不再 接4i^ij^f可激励电流26时，可动部分12通常借助于图中未示出的返回装置(如返 回弹黃)回到初始位置，电源电蹈4r开。图1示出在打开位置的单元10。图1还示出根据夕h^闭^^令25用激励电流26为单元10供电的电控装置20。 夕卜部闭^^令25来自例如自动设^4命出端传递的电压。参考图2，控制装置20包含连接到^^诸单元22的驱动单元21。存储单元22 存储至少一个用于电磁致动器的线圈15的控制模式(control profile)。 一个控制模式 包含^4至少在可动部分12的闭合动作持续期间作为时间函数的激励电流的各种 变量值。 一个控制模式例如能以表格的形式给出一组n对值Vi、 Ti，取才科直i从O 到n。对于取冲ff直i， Ti^4乂A^始时间算起经过的时间，例如乂"卜部闭^^令25 的出现开始计起，Vi^J^这个ri时刻供应到线圈的激励电流26的给定点的相应 值。该给定点的值Vi例如表示成线圈的额定激励电流Inom值的百分率。驱动单元 21还包含用于电流放大的模块23，例如用"HM司服改大器完成，允许值Vi产生的 信号被放大，且精确地产生流过电;兹致动器的线圈15的相应激励电流26。得益于^^诸的控制模式，因itM空制装置20通过根据控制模式的^M直Vi而使 得激励电流26的值在每个取样值i处不同。由itb^得对线圈激励电流的控制，为I =f (t)的曲线形式。控制模式包含经过电源电路的闭合动作持续期间闭合电流26 的给定点值和供应到线圈15以在电源电路的保持期间保持闭合状态的保持电流26 的给定点值。控制模式针对给定类型的电》叙丈动器确定。另一方面，对于所有具有同样^L^戈 特性的电磁致动器的单元，对开关单元的相同应用使用相同的控制模式。因此该装 置对给定类型的致动器提^""种简单装置，其对送到电磁致动器的线圈的激励电流 完成动态控制，而无需传感器和/或调节装置。控制模式的曲线将能够，例如在闭合动作开始时 。高激励电流以加速致动器 的可动部分的启动，然后在闭合动作结束时^7口较^i敫励电流以降低可动部分的速
度，从而i^致动器在闭合位置可能的回弹和/或减少闭合时的噪音。jH^卜，更复杂的是，控制模式当然能够被储存。有利的是，例如，得益于4對M欠件和模型的应用，控制模式的产生被预先确定。 根据开关单元的才M成性能，确定闭^4yl的图，然后确定可动部分的力口速图。通过致动器^>的作用力曲线然后由^fe^得，该作用力^; 了^f彭斤i^口速图以及因此的狄图。根据致动器的机动性能，建模和才勤財踏允许获得激励电流图，该电流作为时间函凝:注Ai丈动器的线圈，以获得期望的效果。例如，^f诸单元22包含闪存型的非易失'^^[诸器。相应于各种类型的电itf丈 动器和/或相应于开关单元的^t应用，^^诸单元22当然能够^i诸;ut不同的控制 模式。在这种情况下，可提供选择装置，其任务是提供信息28到驱动单元21，允 许驱动单元21从几个^j诸的控制模式中选取一个，以随着期望的模式传l^敫励电 流26。借助于选择装置，存储几种不同模式的同一控制装置20能方便地用于/IJt 类型的单元10和/或X^t类型的应用。在本发明的结构中可预计有多种选择装置或是^7v检制装置20 (开关、 编码轮、显示器等等)的人机接口型筒单本^^置，或是通过';t曰洽通信装置(母线、 网络、无线连接等等)连接到马区动单元21以#^#(言息28提供给驱动单元21的 远程装置。优选地，控制装置20仅由夕卜部闭合命令25供电。在传统的开关单元中，外部 命令25通常供应足够高的电压和电流，以直接控制线圈15。控制装置20被设计成 当^^令25存在时，换句^i尤f,C^在闭合单元和将其保持在闭合状态10期间，该提 供的电压和该提供的电^it合于对装置20的电子元件供电。当命令25不存在时， 换句话说^^_在打开单元和##其在打开状态10期间，装置20不供电，因此不再 传丰^敫励电流26到线圈15。然后借助于返回装置，致动器返回打开位置。因此，有利的是，无需附加电源^^装置20的电子器件供电，这样有利于解 决方案的简单。作为可选方案，可以构想到用于控制装置20的持续性电源和提供 闭"^^令到致动器的附加输入。一旦闭^^令25出现，驱动单元21者財皮供电电并重，动时间(T = 0)。然 后选择期望的控制模式(如^f^^诸单元22中存有;Ut模式的话)，并开始对每个 取样时间Ti运^i亥模式，在输出端传输由包含在控制模式中的相应值Vi决定的激 励电流26。有利的是，在控制模式的运行期间，驱动单元21能传输可能高于线圈的额定 激励电流Inom (例如与高于Inom值100%的Vi值相对应)的激励电流26。出于这
个目的，电^it大器23包含能够临时传输该电流^J:的辅助装置。这种辅助装置可以包括一个辅助电容和两个小型开关或一个电流升高斩波模块。同样，在音圈型的致动器或有偏^兹阻电》兹体的情况下，激励电流26的值能暂 时反号(reversesign)(相应于负值Vi)。这些功能允许强调致动器的加速和减速，并 因j^于致动器的控制提供更大灵活性和精确度。图1示出外置于传统开关单元10的控制装置20。通常，这种单元10接4悄 于连接到单元的线圈控制端子14两端的线圈的控制命令。该线圈控制命令与夕卜部 闭合命令25对应并直接连接到控制装置20的输入端。连接到线圈控制端子14的 控制装置20的输出端传丰^敫励电流26。因此，如果线圈IO的致动器的控制模式已 知，控制装置20可方便的配置以驱动^^可已有单元10的致动器，而无需对后者估文 倂可修改。作为一个可选方案，图3显示了^A开关单元10，的控制装置20。然后线圈 控制命令与外部闭^^令25同化并直接布线连接到单元的控制端子14上。可以清楚的理解，在不脱离本发明的范围内可以设想细节上的其它变化或改 进，并可以预见等j介装置的j錢。
权利要求
1、 一种用于开关单元(10)的电控制装置，该电控制装置包含具有由激励电 流(26)供电并用于闭合电源电路的控制线圈(15)的电^tf丈动器，其中所述电控 制装置(20)包含用于##至少一个线圈控制模式的^#单元(22)，所iii戈圈控制模式包含多 个4^4以时间为函lt的j敫厉力电'流的4直，连接到存储单元(22)的驱动单元(21),在该驱动单元的输入端接H"卜部闭 ^^令(25)并在该驱动单元的输出端于电源电路的闭合期间遵循所述控制模式传 输所iii敫励电流(26),驱动单元按开环4莫式操怍，无需输入开关单元的相关信息。
2、 根据权利要求1所述的电控装置，其中所述电控装置(20)由夕卜部闭^ 令(25)供电。
3、 根据权利要求1所述的电控制装置，其中，^^单元(22)包含非易失型 賴器。
4、 才艮据权利要求1所述的电控制装置，其中，^^诸单元(22) ^j诸几个线圈 控制模式，且电控制装置(20)包^i^接到驱动单元(21)用于选择所述线圈控制模式中的一个的选择装置。
5、 根据权利要求1所述的电控装置，其中，取决于线圈控制模式，驱动单元 (21)能够临时传递高于线圈(15)的额定电流4直的激励电流(26)。
6、 根据权利要求1所述的电控装置，其中，驱动单元(21)包含允iff专递激 励电流(26)的电淨u^大才莫块(23)。
7、 根据权利要求1的电控装置，其中在电源电路的闭合动作期间和在保持电 源电流在闭合状态的期间，线圈控制模式包含多个^4作为时间的函数的激励电流 的值。
8、 根据权利要求1所述的电控装置，其中电控装置(20)^7v开关单元(10) 内JUf部闭^^令(25)连接到单元(10)的线圈控制端子(14)。
9、 才艮据权利要求l所述的电控装置，其中电控装置(20)外置于开关单元(10) 并将激励电流(26)传递到该单元的线圈控制端子(14)。
10、 一种包含电磁致动器的电开关单元(10),该电》叙丈动器具有由激励电流 (26)供电并用于闭合电源电路的控制线圏(15),其中单元(IO)包括根据权利要求1至8中任一项所述的电控装置(20 )。
全文摘要
本发明涉及一种用于开关单元(10)的电控装置，其包含具有控制线圈(15)的电磁制动器，该控制线圈由激励电流(26)供电并用于闭合电源电路。控制装置(20)包含用于存储至少一个线圈控制模式的单元(22)，所述线圈控制模式给出多个按时间函数变化的激励电流的值，以及一个驱动单元(21)在其输入端接收外部闭合命令(25)并在其输出端于电源电路的闭合期间沿着所述控制模式传输所述激励电流(26)。
文档编号H01H47/22GK101123151SQ200710142108
公开日2008年2月13日 申请日期2007年5月15日 优先权日2006年5月15日
发明者克里斯琴·巴塔伊, 查尔斯·布隆德尔, 菲利普·普鲁沃斯特 申请人:施耐德电器工业公司