专利名称:电磁开关的控制装置的制作方法
本发明涉及的是电磁开关的控制装置，该装置在接通命令与断开命令间建立了一个依赖于控制电压幅值的滞后效应，电磁开关的工作线圈通过开关元件可以接在控制电压上。
对于上述这类众所周知的控制装置(半导体接触器积分32)的直流电压操作均配备了一个换向器，其在接通命令与断开命令间所引起的状态变换相对于控制电压具有一定程度的滞后。从而在控制电压慢变时，尚可实现确定的接通与断开。然而，若控制电压变化很快时，在时间上几乎不可能有效地形成这种滞后。类似通常的传动那样，在接触器控制电压快速变化时引入切断以后，存在一个临界的电压和时间范围，其使新的接通过程不能按预期目的进行。所引起的后果是使接触器的主触点燃烧并熔接。在将一具有大起动电流的马达接入弱电网时也会出现这样的过程，因为在这种电网中接触器的控制电压不正常。类似问题也可能在当利用波动很快的控制电压来驱动接触器时发生，例如象前置式指令发送器接触不良时所产生的控制电压(所谓“颤振”命令)。由于快速连续地接通与断开，接触器触点亦会过热和被损坏。
因此本发明的任务是改善上述类型的控制装置，使其在非正常的控制命令或控制电压波动很大时有力地抑制对电磁开关接触的不良影响。
该任务对于上述类型的控制装置是通过下述简单方式予以实现的，该控制装置根据断开命令的给定的持续时间向开关元件发出一个具有一定持续时间的断路指令，该指令起动了预定持续时间的控制时间，在全部控制时间内当断开命令跟随新的接通命令时，开关元件置位于断路指令。
若令该控制时间的运行命令及断路指令置于一个具有存贮功能的与门上，这点已被证明是有益的。为了接通指令期间附加地影响磁铁线圈中的电流，将第二个开关元件联接在第一个开关元件的前面是有益的。第一个开关元件与工作线圈串联，并与一个空载二极管并联，最终负责断路的是第一个开关元件。此外，在有断开命令时，若空载二极管引起的电磁开关的保持时间大于断开命令的给定的持续时间是有益的，进一步若允许根据控制电压的幅值控制第二个开关元件也是有益的。
若断路指令的断开命令的持续时间和控制时间的持续时间是由时间开关产生时，可获得一个关于本控制装置所需之细节的简单结构。
下面按图描述本发明的一个结构例子，并详细阐明其功能。
图1示出了本发明的控制装置方块图。
图2示出了在控制电压缓慢变化时的控制电压的时间历程以及接触器的开关状态。
图3示出了当控制电压受到短时干扰时的控制电压与接触器的开关状态。
图4示出了控制电压受到长时间干扰时的有关图2和图3的说明。
图5考虑了两个相邻很近的控制电压中的长时间干扰。
在图1的方块图中，带有开关元件2和另一个开关元件3的普通电磁开关或接触器的线圈1分别联接在控制电压端子4和5上，其中开关元件2和3也可能是电子开关。在线圈1和开关元件2上并联了一个空载二极管6，其通过线圈1和开关元件2当开关元件3开路时继续保持电流流通，以使电磁开关在短时间内保持闭合状态。在控制电压端子4上有一个受控制电压影响的阈值发生器7，该阈值发生器也产生一个滞后效应，接通命令通过导线8作用在开关元件3上，断开命令通过导线9作用在开关元件3以及功能块10上，该功能块计算低于断路阈值之控制电压的持续时间，其结果通过导线11作用在功能块12上，块12通过导线13，逻辑级14向时间T2的开关元件2送出一个断路指令。功能块15处理在导线13中的信号T2的终端，进一步送给功能块16，其根据功能块15的命令起动控制时间T3。功能块16的输出，通过导线17与导线13的分支一起作用在一个具有存贮功能的与门18上，该与门又联接在逻辑级14的另一个输入端，功能块10、12和16可以视为时间开关或时间环节。
为了说明本控制装置的功能，参阅图2至图5。图2上部分给出了相对时间的控制电压曲线，下部分给出了相对时间的接触器开关状态曲线。当有一缓慢上升的控制电压作用时，在t1即到达接通阈值的时刻，在开关元件3上便产生了接通指令，于是电流回路(控制电压线圈1、开关元件2和3)闭合，这是因为开关元件2的接通指令是从控制电压源4，经过导线19施加的，于是接触器接通。如果控制电压低于阈值UEIN，则接触器的开关状态没有什么变化，这是因为线圈电流可以经过空载二极管6和开关元件2继续流通。仅当控制电压小于UAUS的时间大于预先给定的时间T1时，才在t3时刻通过逻辑级14在开关元件2上建立断路指令，于是切断线圈电流，接触器改变其开关状态。根据功能块10，T1时间应这样选择在T1期间空载电流决不低于磁系统的保持电流。
若控制电压大于UEIN(参见图3)，则接触器接通。在t1时刻低于断路阈值且向开关元件3发出断路指令，于是线圈电流继续流过开关元件2和空载二极管6。因为经过T1时间以后，控制电压又大于UEIN，故开关元件3又闭合，且电流仍象从前一样流经开关元件2、3和线圈1。若控制电压干扰的持续时间小于T1，在控制电压下降至UAUS值以下期间，接触器的开关状态就没有变化，在介绍过程中，始终忽略了接通滞后与断路滞后。
图4与图3情形中的工作状态类似，其与图3情形的区别是控制电压干扰的持续时间tAUS大于给定的时间T1。因此，在T1时间过后也在开关元件2上建立了断路指令，于是接触器便断开。该断路指令在由功能块2确定的T2的持续时间内一直保持着，所以即使控制电压大于UEIN而且开关元件3进入接通状态，这时接触器也不会接通。仅当T2时间过后，控制电压仍大于UEIN时，接触器才通过闭合开关元件2重新接通。为此T2应这样选择接触器能安全地断开，而且接触器的磁系统能完全释放，这样就避免了接触器处于工作状态。否则在这种状态时，不能按预期的目的断开而且因此可能导致主触点的损坏。
图5与图4曲线的开始部分一样，在t1时刻控制电压低于断路阈值且开关元件3是开启的。因为在时间T1过后的t2时刻，控制电压仍然小于UEIN，故在T2持续时间内开关元件2是开启的，于是接触器断开。在T2时间过后的t3时刻，启动了在图1方块16中产生的控制时间T3，同时控制电压大于UEIN，致使接触器再次接通。在t4时刻，控制电压在大于T1的一段时间内再次下降到断路阈值以下。这种类型的工作状态是可能出现的，如果在一弱电网上联接大功率的马达，其起动电流会破坏控制电压。在没有配置本发明的情况中，这将导致持续不断的接通与断开，从而产生了一种危险的工作状态。而在本发明的情况下，在控制时间T3期间将使接触器继续断开。因为具有存贮能力的与门18的两个输入均为逻辑1，所以开关元件2处于持续断路状态。在以后的时刻上(参见T5)，即使控制电压大于UEIN也不会再使接触器接通，这种状态可以通过放弃控制电压或中断控制电压予以结束。
8个专利要求。
5个图。
权利要求
1、电磁开关的控制装置，其在接通与断开命令之间构造了一个滞后效应。该装置具有一个通过开关元件可与控制电压联接的工作线圈。其特征在于本控制装置根据断开命令的确定持续时间T1，在开关元件2上建起一个具有确定持续时间T2的断路指令，其起动具有预定持续时间的控制时间(T3)。在此期间内，当有一断开命令跟随新接通命令时，开关元件2最终被置位于断路指令。
2、根据权利要求
1的控制装置，其特征在于控制时间(T3)的过程命令(17)以及断路指令(13)均作用在一个具有存贮功能的与门(18)上。
3、根据权利要求
1或2的控制装置，其特征在于开关元件(2)的前面联接开关元件(3)，开关元件(2)与工作线圈(1)串联，再与一空载二极管(6)并联，开关元件(2)负责最终关断。
4、根据权利要求
3的控制装置，其特征在于允许按控制电压幅值控制开关元件(3)。
5、根据权利要求
3或4的控制装置，其特征在于在有断路命令(9)时由空载二极管(6)产生的开关持续时间大于给定的断路命令的持续时间(T1)。
6、根据前述权利要求
的控制装置，其特征在于断开命令、断路指令以及控制时间的持续时间是由时间开关产生的。
7、根据权利要求
6的控制装置，其特征在于采用模拟技术的时间开关由单稳振荡级实现。
8、根据权利要求
6的控制装置，其特征在于采用数字技术的时间开关由计数级实现。
专利摘要
本发明涉及的是电磁开关的控制装置，它根据断开命令的持续时间(T1)输出一个具有持续时间(T2)的断路指令，断开命令是当控制电压低于一预定的下限时，由阈值发生器输出；而断路指令由开关元件(2)产生。断开命令的终端起动具有预置持续时间的控制时间(T3)，若在该控制时间内接通之后产生新的断路状态，则开关元件(2)将最终被切断。开关元件(3)仅在控制电压先超过预置的上限而以后处于预置的下限之上时才接通。故消除了控制电压之干扰对开关触点的影响。
文档编号H01H47/32GK86102390SQ86102390
公开日1986年11月5日 申请日期1986年4月7日
发明者沃纳·哈鲍尔, 约翰·塞茨, 托马斯·科尔平 申请人:西门子公司导出引文BiBTeX, EndNote, RefMan