專利名稱：用于控制一個步進開關的電機驅動器的方法以及適用于此方法的步進開關的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及用于控制一個步進開關的電機驅動器的方法。本發(fā)明還涉及一個特別適用于這種方法的步進開關。所述的這種電機驅動器已由DE19707548C1及申請人的公司發(fā)表的文章“電機驅動器ED-運行指南；印刷出版號BA 138/02 de”公開。
這種已公開的電機驅動器用于不中斷地切換一個分級變壓器的調整線圈的抽頭。此步進開關的控制通過控制電機驅動器來起動；并且電機驅動器的控制按照步進控制的原理進行，即通過單個的控制脈沖—例如由一個調壓器觸發(fā)—起動一個控制步的調整過程，并且接著強制地進行到結束。下一次控制只在到達新的靜止位置后才可進行。
為此一個公開的電機驅動器除其它構件外具有一個用于其控制的控制傳動裝置，它具有用于機械操縱不同的凸輪開關的各個凸輪圓盤。在每次控制步進開關時，即在每個切換過程中，控制傳動裝置旋轉360°，從而各個凸輪圓盤也旋轉360°，并且按照由凸輪的造型確定的時序操縱不同的凸輪開關。各個凸輪開關用于完成不同的功能，例如運轉時間，即電機驅動器的切斷，由一個這種凸輪開關確定。
在公開的電機驅動器中，此控制如此進行在由相應凸輪圓盤預先確定的切換時序中的一個預定時刻之后電機驅動器被切斷。這如此進行一個相應的凸輪開關被這個凸輪圓盤控制，并且從而電機驅動器收到信息這個切換時序已結束且電機驅動器已斷開，以及接著再準備下一次切換。此信息內容僅與電機驅動器有關，即與其狀態(tài)和其切斷控制有關；不可能監(jiān)測相應的步進開關事實上是否到達其新的終端位置以及步進開關的所有零件事實上是否進入了新的穩(wěn)定狀態(tài)，這是一個正常運行并首先是進一步的切換的先決條件。
本發(fā)明的目的在于給出一種控制電機驅動器的方法，其中以簡單的方法不僅控制其運行時間，而且同時可以監(jiān)測被控制的步進開關在切換后是否已進入其規(guī)定的新的穩(wěn)定狀態(tài)。本發(fā)明的目的還在于給出一個特別適用于這種方法的步進開關。
本發(fā)明的任務由具有權利要求1所述特征的方法完成。權利要求2給出一個特別適用于此方法的步進開關。
本發(fā)明的出發(fā)點是，通常步進開關具有一個緩慢和連續(xù)可操縱的，用于無功耗地預選應被切換到其上的新抽頭的選擇器以及一個負載切換器，用以在當前的和新的抽頭之間的快速、無中斷的切換。其中負載切換器具有一個儲能器，它在操縱選擇器時被張緊，并且儲能器的一個從動件被制動桿(Klinken)制動。負載切換器的真正的控制由被觸發(fā)的儲能器，精確地說由此從動件的快速控制起動。儲能器從動件的快速控制如此實現(xiàn)制動桿的一個從穩(wěn)定的制動位置偏離開；直到現(xiàn)在一直存在的儲能器的制動被取消。在負載切換器的控制結束后，如果步進開關已完全到達新的工作位置，則儲能器上的相應制動桿重又咬合，儲能器重又被制動，并且步進開關準備好進行下一次切換。這種已公開的步進開關例如被描述在DE19847745C1中。一個相應的儲能器單獨被詳細說明在DE19855860C1中。
本發(fā)明基于以下思想制動，即儲能器的制動桿的位置—它在正常時處于制動狀態(tài)下—被收集并且雙重地被利用。一方面，儲能器上至今一直被制動的一個制動桿被偏離開，并從而儲能器及其從動件被釋放的時刻被收集和利用作為用以切斷電機驅動器的時刻，然后切換過程結束。另一方面，在達到新的位置之后儲能器的制動代表對一個規(guī)定的、運行安全狀態(tài)的可靠性指示。相反，在另一情況下，即儲能器沒有重新被制動的情況下，出現(xiàn)一個不可靠的運行狀態(tài)。這種制動故障可能出現(xiàn)在制動桿自己的彈簧或儲能器的彈簧失效時。所以通過在進行負載切換后收集規(guī)定的再制動的狀態(tài)可以同時監(jiān)視步進開關。
下面借助附圖所示實施例詳細說明本發(fā)明。
附圖中

圖1以簡要流程圖形式示出本發(fā)明的方法，
圖2示出一個特別適合于實現(xiàn)本發(fā)明方法的步進開關的儲能器，圖3是一個完整的切換時序圖。
首先說明本發(fā)明的方法，說明中采用了在后面對儲能器的詳細說明中所用的一些構件標號。步進開關的控制如此被起動例如通過在(測得的)電壓值偏離規(guī)定的要求電壓值時調壓器給出的一個控制脈沖，或者通過在一個切換臺或類似物體上手動的脈沖輸入。此控制脈沖根據(jù)旋轉方向，即在方向“增高”或在方向“降低”上切換，控制兩個電機接觸器中的一個，并從而控制電機驅動器的電機。兩個電機接觸器中的每一個用于大家所熟悉的自鎖。通過這個對電機驅動器的電機的控制，導致步進開關的傳動軸旋轉，從而控制步進開關。這里一方面進行一個緩慢的、無功耗的步進開關選擇器的預選；運動的選擇器接點抵達新的固定的選擇器接點，此接點應是被切換到的。同時步進開關的儲能器完成張緊。一個這樣的儲能器被示出在圖2中，并在后面再詳細說明。在張緊儲能器時提升滑軌2相對于開關滑軌3運動，并且安裝在兩個滑軌之間的儲能器彈簧被張緊。開關滑軌3這時還被制動桿6，7鎖住，它們被卡在制動支架4，5中。如果達到了儲能器的全部提升高度，即提升滑軌2運動到最接近開關滑軌3，并且儲能器彈簧被最大張緊，則相應制動的制動桿6，7被偏離開。開關滑軌3跳動；儲能器彈簧放松。開關滑軌3在其跳動時控制步進開關的負載切換開關，它完成在固定的選擇器接點之間原來意義上的負載切換。相應制動桿6，7的偏離在本發(fā)明方法中被收集。這個偏離已完成的信息導致電機驅動器的停轉；切換過程從而結束。如果在一個確定的時間之后步進開關處于一個新的穩(wěn)定狀態(tài)，則檢查儲能器是否重又被制動并且從而處于正常狀態(tài)和準備好進行下一次步進開關控制。為此進行是否兩個制動桿6，7中的一個重又制動的檢查。因為儲能器有兩個這種制動桿6，7，它們交替地-即在每次切換后轉換為另一個—在儲能器的兩個可能位置的左邊或右邊制動其開關滑軌3。
如果沒有制動桿6，7處于制動位置，儲能器沒有被制動；存在導致鎖閉電機驅動器的故障，因而不再能進行另一次切換，并且應避免它導致的損傷。在任何情況下首先必須排除導致不制動的上述故障。
圖2示出一個特別適合于實現(xiàn)上述方法的步進開關的儲能器。此儲能器的某些零件的標號已在上面對方法的說明中提到。儲能器由以下三個主要部件組成一個底板1，一個提升滑軌2和一個開關滑軌3。此結構已為說明書開始處提及的現(xiàn)有技術所公開。提升滑軌2由電機驅動器直線地控制；它被設計為在長度方向上可移動。在它和開關滑軌3之間—圖中未示出—安放有儲能器彈簧。開關滑軌3側面具有制動支架4，5。此外，有兩個側面的制動桿6，7，它們分別有一個制動輥8，9，它們也可分別與制動支架4，5中的一個對應，即卡在其中。提升滑軌2如前所述在控制電機驅動器時在長度方向上被移動，同時開關滑軌3保持在其至今所在的位置上，因為它被所述制動桿6或7的制動輥8或9鎖住，制動輥支撐在相應的制動支架4或5上。如果提升滑軌2在其長度方向上的移動到達終端位置，則根據(jù)運動方向制動桿3或4中的一個反著相應制動桿彈簧10或11的力被向下壓。結果相應的制動輥8或9脫離與相應制動支架4或5的咬合。這樣開關滑軌3的制動被消除，并且在其后提升滑軌2跳動，這時儲能器彈簧放松且制動輥8或9重又進入開關滑軌3的新的終端位置，與相應的制動支架3或4咬合，重又形成制動。在下一次控制步進開關時相同的過程在相反的方向上進行。即提升滑軌2總是交替地向左或向右運動，并且開關滑軌3在排除其制動—此制動首先固定它—之后進行這個運動。這個運動被一個耦合件12引導去控制負載切換開關。
除了制動桿6，7的制動輥8，9之外，在側面還存在傳感器13，14。這些鄰近傳感器13，14收集相應的立體安放的制動桿6，7的位置的信息。在此示出的例子中鄰近傳感器13收集制動桿6的位置的信息，而鄰近傳感器14收集制動桿7的位置信息。
相應的鄰近傳感器13，14在相應的制動桿6，7處于制動狀態(tài)時給出一個電信號，從一個鄰近傳感器13，14出來的信號線15，16中的每一個電連接于一個制動監(jiān)測接觸器。其開關接點并聯(lián)連接在電機驅動器的電機控制電路中。在所加的控制脈沖之后，電機驅動器僅運行如此之久，像兩個制動監(jiān)測接觸器中的一個被吸動一樣久，假定鄰近傳感器13，14中的一個給出了信號并從而給出了相應的制動桿6，7被嵌入的信息。如果儲能器被觸發(fā)，兩個制動桿6，7短時間被擠壓出制動裝置，兩個制動監(jiān)測接觸器釋放接點，結果控制回路斷開且電機驅動器停轉。
在正常情況下，如前所述，儲能器在負載切換結束之后又被制動，即控制回路重又由一個新的控制脈沖觸發(fā)。在故障情況下，如果沒有制動被進行，兩個制動監(jiān)測接觸器保持釋放狀態(tài)，并且不可能通過一個新的控制脈沖開始另一次切換，即開始新的一次步進開關控制。只要這個故障沒有被排除，電機驅動器總保持閉鎖。
圖3示出步進開關的切換時序，即從第一個位置1到第二個位置2的完全的切換。其中電機驅動器的傳動軸完成360°的旋轉。在此切換時序中有特征的時刻被標記為a輸出位置；電機驅動器由一個控制脈沖起動。
b運動的選擇器接點開始運動。
c運動的選擇器接點離開原來的固定的選擇器接點。
d運動的選擇器接點抵達新的固定的選擇器接點。
e運動的選擇器接點的運動結束，儲能器還繼續(xù)被張緊。
f儲能器被最大限度張緊；制動開關滑軌的制動桿被偏離開，并且釋放開關滑軌，它跳動并且控制負載切換器。同時這個偏離被鄰近傳感器13或14收集，兩個制動監(jiān)測接觸器釋放，電機驅動器被切斷。
g負載切換結束，步進開關已抵達新的穩(wěn)定位置，儲能器又被制動。
h切換結束。
圖中還示出了出現(xiàn)的電機驅動器的電機空轉；在電路切斷之后，由于電機驅動器中運動部件的慣性，電機驅動器在某個時間之后才停轉。
權利要求
1.控制用于一個步進開關的電機驅動器的方法，其中電機驅動器的控制由一個單次控制脈沖起動，并且按照步進開關的原理強制地進行到結束，其中電機驅動器緩慢和無功耗地控制步進開關的選擇器，其中電機驅動器繼續(xù)提升和張緊一個由提升滑軌和開關滑軌組成的儲能器的提升滑軌，并且開關滑軌首先被制動桿制動，且處于制動狀態(tài)，其中儲能器完全提升之后通過釋放制動桿去除制動，從而開關滑軌完成一個快速的、控制步進開關的負載切換器的運動，其特征在于，制動桿(6，7)的位置被監(jiān)測，并且一旦所有制動桿(6，7)處于不被制動狀態(tài)，電機驅動器被切斷，此外在下述條件下電機驅動器才能進行后面的控制制動桿(6，7)中的一個重又處于制動狀態(tài)下。
2.用于實現(xiàn)權利要求1所述方法的步進開關，它具有一個儲能器，該儲能器具有一個可由電機驅動器的傳動軸直線控制的提升滑軌和一個可制動的開關滑軌，在它們之間存在儲能器彈簧，其中通過提升滑軌相對于開關滑軌的長度方向上的運動，儲能器彈簧被張緊，從而在放開開關滑軌的制動之后提升滑軌跳動，其中制動由兩個可對著相應的一個制動桿彈簧偏離開的制動桿及相應的一個制動輥實現(xiàn)，它們在靜止狀態(tài)下被卡在開關滑軌的相應一個制動支架上并且被制動在其中，其特征在于，在每個制動桿(6，7)的制動輥(8，9)側面范圍內分別安裝一個電子鄰近傳感器(13，14)，并且每個鄰近傳感器(13，14)電氣上連接于電機驅動器的控制電路，從而一旦某個制動桿(6，7)不處于制動狀態(tài)則斷開控制電路，并從而電機驅動器停轉。
全文摘要
在本發(fā)明的方法中，一旦所有制動桿不處于制動狀態(tài)，即儲能器被觸發(fā)并且導致負載切換開關的快速切換，正常時其開關滑軌應處于制動狀態(tài)的儲能器的制動桿位置被監(jiān)測。實現(xiàn)本方法的本發(fā)明步進開關具有位于制動桿附近的電子鄰近傳感器，它們連接于一個電機驅動器控制電路。從而保證了一旦某個制動桿不處于制動儲能器的開關滑軌的狀態(tài)，則斷開控制電路，從而電機驅動器停轉。
文檔編號H01H9/00GK1406387SQ01802711
公開日2003年3月26日 申請日期2001年3月1日 優(yōu)先權日2000年4月1日
發(fā)明者朱爾根·艾奇, 克里斯蒂安·修德克, 克勞斯·霍普弗, 西爾克·雷德 申請人:賴茵豪森機械制造公司