專利名稱：用于低壓和中壓應(yīng)用的單線圈致動器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于低壓和中壓應(yīng)用的單線圏致動器，具體地講，
涉及基于在性能和結(jié)構(gòu)方面具有改進(jìn)的特征的單線圏電磁體的單線圏 致動器_冬發(fā)明的單線,較動緊古使地用iM民壓和中壓設(shè)備.為了太
申請的目的，術(shù)語中壓是指在lkV和50kV之間的范圍內(nèi)的應(yīng)用，而 低壓是指在低于lkV的范圍內(nèi)的應(yīng)用。
背景技術(shù)：
基于線圏的致動器通常用于中壓和低壓設(shè)備，例如，用于各種應(yīng) 用的低壓或中壓斷路器、隔離開關(guān)(disconnector)、接觸器。基于線 圈的致動器的一種典型的應(yīng)用是根據(jù)打開或關(guān)閉的命令，釋放或鎖定 彈簧致動的斷路器的機(jī)械部件。其它典型的應(yīng)用是例如卡車的鎖定磁 體、命令鎖定等。
傳統(tǒng)的基于線圏的致動器通常包括電子元件，所述電子元件驅(qū)動 被選擇性地激發(fā)以移動與其相關(guān)聯(lián)的銜鐵("激勵(lì)(launch)"操作) 并將其保持在某個(gè)位置處("保持"操作)的兩個(gè)繞組。從供電軌直接 向兩個(gè)繞組供電，并使用兩個(gè)MOSFET進(jìn)行切換第一線圏被接通 以激勵(lì)電磁體，并且第二線圏允許將電磁體保持在某個(gè)位置處。
即使傳統(tǒng)的基于線圏的致動器被廣泛地和滿意地使用，然而，它 們具有多個(gè)缺點(diǎn)。
第一個(gè)問題源自需要覆蓋所有操作范圍的大量變體(variant)。 例如，需要最多達(dá)7個(gè)電磁體變體來支持所有電壓和電流(AC和DC ) 的操作范圍。從而，每一個(gè)電磁體變體都需要其自己的驅(qū)動電子元件。 這樣的大量的變體對制造和處理成本具有負(fù)面影響。
另一個(gè)缺點(diǎn)源自傳統(tǒng)的基于線圈的致動器通常不能預(yù)見可以檢查線圏和驅(qū)動電子元件的連續(xù)性和完整性的事實(shí)。換句話說，通常不可 檢測線圏中的故障和檢查驅(qū)動電路是否正常地運(yùn)行。這不利地影響了 其中安裝并使用基于線圏的致動器的中壓設(shè)備的可靠性。
另一個(gè)缺點(diǎn)源自傳統(tǒng)的基于線圏的致動器通常不包括對于過高的 電壓、電流和溫度的保護(hù)的事實(shí)。因此，在故障或誤操作的情況下， 電子電路經(jīng)受燒損的風(fēng)險(xiǎn)。
另一個(gè)缺點(diǎn)源自線圈制造；具體地講，"保持"繞組需要大量的線 匝和非常低的電線截面。這使得線圏昂貴。
另一個(gè)缺點(diǎn)源自對于操作要求的適應(yīng)性，以允許在很寬的溫度和 輸入電壓的范圍內(nèi)對線圈進(jìn)行操作。這意味著繞組的尺寸必須被設(shè)置 為允許足夠的電流在最低的電壓和最高的溫度下流通。這些電流對應(yīng) 于"激勵(lì)"并"保持"電磁體所需的磁動勢NI。因此，當(dāng)向傳統(tǒng)的基于 線圏的致動器提供最高的電壓，并且環(huán)境溫度最低時(shí)，吸收的"激勵(lì)，， 和"保持，，電流非常高。由于該原因，傳統(tǒng)的基于線圏的致動器的能量 消耗和自發(fā)熱高于所需。
此外，需要為當(dāng)電壓為最大值并且溫度最低時(shí)可能在線圏中流通 的最高電流設(shè)置功率MOSFET和繞組導(dǎo)線截面的尺寸。因此增加了 制造成本。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明的目的是提供解決上述問題的用于中壓和低壓應(yīng)用 的基于線圏的致動器。
更具體地講，本發(fā)明的一個(gè)目的是提供一種用于中壓和低壓應(yīng)用 的基于線圏的致動器，其具有簡化的設(shè)計(jì)同時(shí)保持想要的應(yīng)用所需的 性能和可靠性。
作為另一個(gè)目的，本發(fā)明意在提供一種能夠容易地適用于多種想 要的應(yīng)用的用于中壓和低壓應(yīng)用的基于線圏的致動器。
本發(fā)明的另一個(gè)目的是提供一種在電壓和電流方面能夠覆蓋寬的 操作范圍的用于中壓和低壓應(yīng)用的基于線圏的致動器。本發(fā)明的另一個(gè)目的是提供一種用于中壓和低壓應(yīng)用的基于線圏 的致動器，其用于保護(hù)所述中壓和低壓應(yīng)用以免于過壓和過流的損害。
本發(fā)明的另 一個(gè)目的是提供一種其中能夠檢測和檢查線圏和相關(guān) 聯(lián)的驅(qū)動電子元件的完整性和連續(xù)性的用于中壓和低壓應(yīng)用的基于線 圏的致動器。
本發(fā)明的另 一 目的是提供一種具有減少的制造和安裝成本的用于 中壓和低壓應(yīng)用的基于線團(tuán)的致動器。
因此，本發(fā)明涉及一種用于低壓和中壓應(yīng)用的單線圏致動器，其 包括單線圏電磁體和可操作地連接到所述單線圏電磁體的功率和控制
單元。所述功率和控制單元包括
第一控制單元和第二控制單元；
電源輸入端，可操作地連接到輸入濾波器和整流器；
電源，可操作地連接到所述輸入濾波器和整流器并且連接到所述 第一控制單元和第二控制單元；
電源電路，可操作地連接到所述單線團(tuán)電磁體。
在根據(jù)本發(fā)明的單線圈致動器中，所述第一控制單元是包括模擬 和數(shù)字輸入端和輸出端的微控制器，以及所述第二控制單元是經(jīng)由所 述電源電路控制在單線圏電磁體中流動的電流的PWM控制器。
以這樣的方式，可以克服現(xiàn)有技術(shù)的致動器的一些缺點(diǎn)和短處。 具體地講，因?yàn)閮H使用一個(gè)線圏，降低了機(jī)械復(fù)雜性。電子電路以簡 單和有效的方式驅(qū)動所述線圈第一控制單元(微控制器)設(shè)定允許 在單線圏電磁體中流通的電流，而第二控制單元(PWM控制器)調(diào) 節(jié)單線圏電磁體中流通的電流。以這樣的方式，可以減小電^茲體變體 的數(shù)量，由此顯著地減小制造和處理成本。
此外，如下述說明內(nèi)容中將更好地解釋的，根據(jù)本發(fā)明的單線圏 致動器包括允許檢查線圏和相關(guān)聯(lián)的電子電路的完整性和連續(xù)性的診 斷功能。


本發(fā)明的其它特征和優(yōu)點(diǎn)將從根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選但不是唯一 的實(shí) 施例的說明中可見，附圖中提供了這些實(shí)施例的非限制性的例子，其
中
圖l是根據(jù)本發(fā)明的單線圏致動器的第一通用實(shí)施例的示意圖； 圖2是根據(jù)本發(fā)明的單線圏致動器的第一優(yōu)選實(shí)施例的示意圖； 圖3是根據(jù)本發(fā)明的單線圏致動器的第二優(yōu)選實(shí)施例的示意圖。
具體實(shí)施例方式
參照圖1,根據(jù)本發(fā)明的單線圏致動器1通常包括其中容納有單 線圏電磁體的殼體。該殼體具有允許電磁體的可移動部件與中壓設(shè)備 中的機(jī)構(gòu)對接的開口。作為所述機(jī)構(gòu)的例子，可提及中壓斷路器的主 命令鏈(primary command chain)。在殼體內(nèi)部，還'除當(dāng)?shù)豬殳置有 功率和控制單元3。
如圖1所示，根據(jù)本發(fā)明的單線圏致動器1的特征之一在于功率 和控制單元3可操作地連接到所述單線圏電磁體2，并且包括其功能 將進(jìn)一步被詳細(xì)描述的第一控制單元31和第二控制單元32。第一控 制單元31方便地由具有多個(gè)模擬和數(shù)字輸入端和輸出端311、 312、 313、 314和315的微控制器構(gòu)成，而第二控制單元32是控制單線圏 電》茲體2中流動的電流的PWM控制器。
根據(jù)本發(fā)明的單線圈致動器1的其它特征是功率和控制單元3 還包括電源輸入端，由兩個(gè)電纜33示意性地表示，該電源輸入端可操 作地連接到輸入濾波器和整流器34。電源35可操作地連接到輸入濾 波器和整流器34，并且連接到第一控制單元31和第二控制單元32。 電源電路37可操作地連接到所述單線圏電磁體2,并且由所述PWM 控制器32經(jīng)由所述電源電路37控制在單線圏電磁體中流動的電流。
從功能的角度來看，輸入濾波器和整流器34允許使用例如橋式整 流器將AC電源輸入變換為DC。并且，輸入LC濾波器阻攔由PWM 控制器產(chǎn)生的高頻電流，并避免它們進(jìn)入到電源線中。由輸入濾波器 和整流器34執(zhí)行的其它功能用于防止來自電源線的過壓干擾的損害并用于阻止共模高頻電流。
電源部分35將輸入電壓變換為微控制器31和PWM控制器32 需要的電壓，并且通常為高壓輸入線性調(diào)節(jié)器。圖2、3和4中沒有示 出電源35的電源信號輸出。
方便地，第一控制單元31可操作地通過第一輸入端311連接到輸 入濾波器和整流器34。該第一輸入端311是用于測量輸入電壓Vin并 檢測所述輸入電壓Vin的激勵(lì)和釋放閾值的模擬輸入端。為了該目的， 微控制器方便地包括可重寫非易失性區(qū)域，該區(qū)域可用于存儲參數(shù)， 并且該區(qū)域用于存儲切換閾值。
為了減小電子電路變體的數(shù)量，在微控制器中編程的軟件能夠方 便地檢測在第一次通電時(shí)施加的電壓，并相應(yīng)地配置閾值。然后，從 電子電路第二次通電時(shí)使用該設(shè)定的閾值。可供替換的和優(yōu)選的解決
法，該申請名為"An Interface Module for Communication with an Electronic or an Electro-Mechanical Device of a Medium Voltage Interruption Unit",發(fā)明人是Gabriele De Natale和Fabio Mannino。
可通過軟件下載和調(diào)試端口(未示出)來安裝軟件。 如圖2所示，可方便地設(shè)置跳線器39,以便允許通過數(shù)字輸入端 315重新設(shè)定可配置的參數(shù)。
如附圖所示，在根據(jù)本發(fā)明的單線圏致動器1的優(yōu)選實(shí)施例中， 第 一控制單元31通過第 一模擬輸出端312方便地可操作地連接到所述 第二控制單元32，以用于設(shè)定在所述單線圏電磁體2中流動的電流 Iset。然后，所述第一控制單元31的第二模擬輸入端313可操作地連 接到所述第二控制單元32的輸出端321，以^t測量所述PWM控制器 的輸出占空比。
實(shí)際上，PWM控制器的占空比允許檢測電磁體線圏2的阻抗的 改變。占空比取決于輸入電壓、線圏電流設(shè)定和線圏阻抗。所有其它 參數(shù)都是已知的，因此可將線圈阻抗計(jì)算為測量的占空比的函數(shù)。這 非常重要，因?yàn)槿缫M(jìn)一步詳細(xì)描述的，其允許執(zhí)行線圏連續(xù)性檢查。優(yōu)選地，低通濾波器38被用于將所述PWM控制器的輸出占空比 變換為可由所述第 一控制單元31測量的電壓。
如圖2所述，在根據(jù)本發(fā)明的單線圈致動器1中，電源電路37 優(yōu)選地包括用以驅(qū)動所述單線圏電磁體2的MOSFET371、續(xù)流二極 管372、和用于測量在所述單線圏電磁體2中流通的電流Im的檢測電 阻373。
實(shí)際上，PWM控制器32驅(qū)動MOSFET371，并根據(jù)通過第一控 制單元31的第一模擬輸出端312從笫一控制單元31接收的電流設(shè)定 的值Iset調(diào)節(jié)線圈中流動的電流。
因此，第二控制單元32方^f更地包括MOSFET驅(qū)動器以控制 MOSFET門；其還包括比較器，以比較所述單線圈電磁體2中流通的 電流的測量值Im與由所述第一控制單元31 i史定的電流值Iset。
值得注意的是，因?yàn)樵诰€圈和電源電路中流通的電流被PWM控 制器32限制為Iset值，所以避免了在系統(tǒng)中具有流通的過流的風(fēng)險(xiǎn)。 此外，線圈中流通的電流不取決于輸入電壓和環(huán)境溫度。
根據(jù)本發(fā)明的單線圏致動器1的優(yōu)選實(shí)施例，所述第一控制單元 31包括用于通過溫度檢測器36檢測溫度的第三模擬輸入端314。例如， 模擬輸入端314可連接到NTC電阻，其測量電子板的溫度。也可將 溫度保護(hù)整合在電源35中，并且在溫度過高的情況下停止向31和,32 部分供電。
圖3示出了根據(jù)本發(fā)明的單線圏致動器1的具體的實(shí)施例，并且 預(yù)見所述功率和控制單元3可操作地連接到允許檢測線圏繞組或電子 電路板中的故障的跳閘電路監(jiān)視器4。
從操作的角度來看，本發(fā)明的單線圏致動器l運(yùn)行如下。
電源部分35需要預(yù)定最小值Vmin以使孩吏控制器31和PWM控 制器32通電。例如，可基于MOSFET371的特性以及由在34部分處 從AC到DC變換導(dǎo)致的電壓降來確定所需最小電壓。因此，如果輸 入電壓Vin低于最小值Vmin，則系統(tǒng)不運(yùn)行。
第一控制單元31通過第一模擬輸入端311連續(xù)地檢查輸入電壓Vin，并且基于該電壓值，檢測激勵(lì)事件或釋放事件。當(dāng)輸入電壓Vin 增加并大于預(yù)定激勵(lì)閾值Vth一rise時(shí)檢測到激勵(lì)事件，而當(dāng)輸入電壓 Vin降低并低于預(yù)定釋放閾值Vth—fall時(shí)檢測到釋放事件。
換句話說，線圏激發(fā)序列預(yù)見電壓升至預(yù)定電平Vth一rise以上確 定了電磁體的激勵(lì)和保持操作，而電壓落到預(yù)定電平Vth_fall以下確 定了電磁體的釋放操作，激勵(lì)閾值Vth一rise總是高于釋放閾值 Vth_fall。
實(shí)際上，當(dāng)?shù)?一控制單元31檢測到輸入電壓Vin增加到高于閾值 Vth—rise時(shí)，單線圏電磁體2中流通的電流的值-皮設(shè)定并保持在預(yù)定 激勵(lì)水平II達(dá)預(yù)定激勵(lì)時(shí)間Tl。在所述預(yù)定激勵(lì)時(shí)間Tl期滿之后， 電流減小至并保持在預(yù)定保持水平Ih,直到檢測到所述輸入電壓Vin 減小至釋放閾值Vth—fall以下，因此釋放線圈。
優(yōu)選地，線圏激發(fā)序列包括激勵(lì)和釋放操作的預(yù)定延遲時(shí)間。在 該情況下，當(dāng)檢測到激勵(lì)事件時(shí)，線圈激勵(lì)延遲預(yù)定激勵(lì)延遲時(shí)間 Tld。然后，電流被設(shè)定和保持為預(yù)定激勵(lì)水平II達(dá)預(yù)定的激勵(lì)時(shí)間 Tl。當(dāng)時(shí)間T1逝去時(shí)，電流被減小至并保持在預(yù)定保持水平Ih，并 且當(dāng)檢測到釋放事件時(shí)，保持電流Ih仍然保持預(yù)定釋放延遲時(shí)間Trd。 最終，在逝去了時(shí)間Trd之后，立即釋放線圈。
在激勵(lì)延遲時(shí)間Tld期間檢測到了釋放事件的特定情況下，線圈 激發(fā)序列中斷并且放棄后續(xù)階段。
本發(fā)明的單線圈致動器的特別優(yōu)選的特征之一是其執(zhí)行檢查線圈 和電子電路板的完整性的能力(線圏監(jiān)視和反饋程序)。為了這個(gè)目 的，允許線圈監(jiān)視電流Ics流過單線圏電磁體2。具體地講，當(dāng)?shù)谝豢?制單元31檢測到在所述預(yù)定最小值Vmin和所述釋放閾值Vth_fall 之間的輸入電壓值Vin時(shí)，能夠觸發(fā)連續(xù)性檢查；在這樣的情況下， 允許低于所述激勵(lì)電流II的線圏監(jiān)視電流Ics在所述單線圈電磁體中 流通。
可通過檢查PWM控制器32的輸出占空比來完成連續(xù)性控制和 線圏監(jiān)視。如前面已說過的，占空比取決于輸入電壓、線圏電流設(shè)定和線圈阻抗。因此，輸入電壓值Vin是已知的，并且電流值被設(shè)定為 Ics ，可通過檢查PWM控制器的輸出占空比來檢測單線圏電磁體2的 操作性的改變。為了該目的，限定PWM控制器的輸出占空比的預(yù)定 接受范圍。如果所述PWM控制器的輸出占空比的值在所述預(yù)定范圍 之外，則線圏監(jiān)視電流Ics中斷，并且停止單線圏致動器的所有活動。
因此，本發(fā)明的單線圏致動器的操作循環(huán)可被總結(jié)如下。加電時(shí)， 如果輸入電壓Vin大于最小電壓Vmin，則系統(tǒng)執(zhí)行上述線圏監(jiān)視和 反饋程序，直到檢測到激勵(lì)事件。當(dāng)檢測到激勵(lì)事件時(shí)，系統(tǒng)執(zhí)行上 述線圏激發(fā)序列。最后，當(dāng)檢測到釋放事件時(shí)，系統(tǒng)完成線圏激發(fā)序 列，并緊接著執(zhí)行線圈監(jiān)視和反饋程序。
優(yōu)選地，如圖3所示，所述功率和控制單元3可操作地連接到允 許檢測線圈繞組或電子電路板中的故障的跳閘電路監(jiān)視器4。該跳閘 電路監(jiān)視器4可以是普通類型的監(jiān)視繼電器，其在電路中驅(qū)動小電流， 以檢測其連續(xù)性，并在電流不流通的情況下產(chǎn)生警報(bào)41。
如圖3所示，當(dāng)觸點(diǎn)42斷開時(shí)，即當(dāng)不激發(fā)單線圏電磁體2時(shí)， 跳閘電路監(jiān)視器4運(yùn)行。在線圏監(jiān)視和反饋程序期間在單線圈電磁體 2中流通的監(jiān)視電流Ics與跳閘電路監(jiān)視器4中流通的電流Itc相關(guān)。
具體地講，可用下面的公式計(jì)算在跳閘電路監(jiān)視器4中流通的電 流Itc: --
Itc=IcsxPWM_DC+Iq，
其中，PWM—DC是PWM控制器的輸出占空比，而Iq是靜態(tài)電 流(即，單線圏致動器的電子電路保持激活所需要的電流)。因此， 在由于單線圈電磁體2的繞組中的故障而停止監(jiān)視電流Ics的情況下， 在跳閘電路監(jiān)視器4中流通的電流Itc等于靜態(tài)電流Iq。因此，可以 設(shè)定跳閘電路監(jiān)視器4檢測作為通過條件的最小電流值，并且在電流 Ics中斷(由于連接連續(xù)性或電磁體繞組中的故障)的情況下，產(chǎn)生警 報(bào)信號41。
本發(fā)明的單線圈致動器的另一個(gè)特征是其能夠執(zhí)行保護(hù)以免受 到溫度過高的損害。為了該目的，軟件通過微控制器31的第三模擬輸方便地，當(dāng)達(dá)到危險(xiǎn)溫度時(shí)，即當(dāng)檢測到的溫度在預(yù)定值以上時(shí)， 禁用第二控制單元32。以這種方式減少功耗(相應(yīng)地減少自發(fā)熱)而 不中斷電源，并且電子元件保持通電。因此，可避免溫度過高導(dǎo)致的 單線圏致動器l，尤其是電子電路板的自破壞。
從上可見，相對于具有相同功能的已知類型的相似的單元，本發(fā) 明的用于低壓和中壓應(yīng)用的單線圏致動器具有多個(gè)優(yōu)點(diǎn)。
具體地講，從構(gòu)建的角度來看，其比傳統(tǒng)致動器簡單得多，因?yàn)?僅需要一個(gè)線圏來執(zhí)行激勵(lì)、保持和釋放操作。然后，功率和控制單 元3以簡單和有效的方式驅(qū)動單線圏電磁體2:允許在單線圏電》茲體2 中流通的電流值由第一控制單元31 (微控制器)設(shè)定為要執(zhí)行的操作 (激勵(lì)或保持)所需的磁動勢和繞組的特性(例如，銅線橫截面，線 匝的數(shù)量)的函數(shù)；然后，由調(diào)節(jié)單線圏電磁體中流通的電流的第二 控制單元32 (PWM控制器)執(zhí)行對電流的實(shí)際控制。以該方式，可 以減小電磁體變體的數(shù)量，由此顯著地減小制造和處理成本。
由第二控制單元32執(zhí)行的電流控制也允許避免由于系統(tǒng)中流通 的過流導(dǎo)致的故障的風(fēng)險(xiǎn)，或至少將其風(fēng)險(xiǎn)降低至最小。
根據(jù)本發(fā)明的用于低壓和中壓應(yīng)用的單線圏致動器的另一個(gè)重要 的優(yōu)點(diǎn)是可以通過執(zhí)行上述線圈監(jiān)視和反饋程序來檢查單線圏電磁 體2以及電連接的連續(xù)性和正常運(yùn)行。這極為重要，因?yàn)檫@增加了單 線圏致動器本身和其中安裝了單線圏致動器的中壓設(shè)備的可靠性。
并且，熱控制和熱關(guān)機(jī)程序避免了由于溫度過高而導(dǎo)致的故障和 破壞的風(fēng)險(xiǎn)，或至少將其風(fēng)險(xiǎn)最小化。
如此構(gòu)思的用于低壓和中壓應(yīng)用的單線圏致動器可以進(jìn)行多種修 改，所述多種修改都落在本發(fā)明概念的范圍內(nèi)。此外，此處描述的所 有部件都可以由其它技術(shù)上等同的部件代替。實(shí)際上，根據(jù)需要和技 術(shù)狀態(tài)，裝置的元件材料和尺寸可以是任何性質(zhì)。
權(quán)利要求
1.一種用于低壓和中壓應(yīng)用的單線圈致動器(1)，其特征在于其包括單線圈電磁體(2)和可操作地連接到所述單線圈電磁體(2)的功率和控制單元(3)，所述功率和控制單元(3)包括第一控制單元(31)和第二控制單元(32)；電源輸入端(33)，可操作地連接到輸入濾波器和整流器(34)；電源(35)，可操作地連接到所述輸入濾波器和整流器(34)并且連接到所述第一控制單元(31)和第二控制單元(32)；電源電路(37)，可操作地連接到所述單線圈電磁體(2)；所述第一控制單元(31)是包括模擬和數(shù)字輸入端和輸出端(311，312，313，314，315)的微控制器，所述第二控制單元(32)是經(jīng)由所述電源電路(37)控制在所述單線圈電磁體(2)中流動的電流的PWM控制器。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的單線圏致動器(l)，其特征在于所述第 一控制單元(31)通過第一輸入端(311)可操作地連接到所述電源，以 測量輸入電壓(Vin )并檢測所述輸入電壓(Vin )的激勵(lì)和釋放閾值。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的單線圈致動器(1),其特征在于所 述第一控制單元(31)通過第一輸出端(312)可操作地連接到所述第二控 制單元(32)，以設(shè)定所述單線圈電磁體(2)中流動的電流(Iset)。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的單線圏致動器(l)，其特征在于所述第 一控制單元(31)的第二輸入端(313)可操作地連接到所述第二控制單元 (32)的輸出端(321)，以測量所述PWM控制器的輸出占空比。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的單線圈致動器(l)，其特征在于使用低 通濾波器(38)將所述PWM控制器的所述輸出占空比變換為可由第一 控制單元(31)測量的電壓。
6. 根據(jù)前述權(quán)利要求中的一個(gè)或多個(gè)所述的單線圏致動器(1)，其 特征在于所述電源電路(37)包括用以驅(qū)動所述單線圏電》茲體(2)的MOSFET(371)、續(xù)流二極管(372)、和用于測量在所述單線圏電》茲體(2) 中流通的電流(Im)的檢測電阻(373)。
7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的單線圏致動器(l)，其特征在于所述 MOSFET(371)由所述第二控制單元(32)驅(qū)動。
8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的單線圏致動器(l),其特征在于所述第 二控制單元(32)包括比較器，以比較所述單線圈電磁體(2)中流通的電 流的所述測量值(Im)與由所述第一控制單元(31)設(shè)定的電流值(Iset)。
9. 根據(jù)前述權(quán)利要求中的一個(gè)或多個(gè)所述的單線圏致動器(1)，其 特征在于所述第一控制單元(31)包括用于測量所述單線圏電磁體(2) 的溫度的第三輸入端(314)。
10. 根據(jù)前述權(quán)利要求中的一個(gè)或多個(gè)所述的單線圈致動器(l),其特 征在于所述功率和控制單元(3)可操作地連4妄到跳閘電路監(jiān)視器(4)。
11. 根據(jù)權(quán)利要求2-10中的一個(gè)或多個(gè)所述的單線圏致動器(l), 其特征在于當(dāng)所述第一控制單元(31)檢測到所述輸入電壓(Vin)增加 到高于激勵(lì)閾值(Vth—rise)時(shí)，單線圈電磁體(2)中流通的電流的值被設(shè) 定為預(yù)定激勵(lì)水平(I1)達(dá)預(yù)定激勵(lì)時(shí)間(T1)，然后減小到并保持在預(yù)定 保持水平(ih)，直到檢測到所述輸入電壓(Vin)減小至釋放闊值 (Vth—fall)以下，所述釋放閾值(Vth—fall)低于所述激勵(lì)閾值(Vt、rise)。
12. 根據(jù)前述權(quán)利要求ll所述的巷錢圏致動器(l),其特征在于 當(dāng)所述第一控制單元(31)檢測到在所述釋放閾值(Vth—fall)和預(yù)定最小 值(Vmin)之間的輸入電壓值(Vin)時(shí)，允許l氐于所述激勵(lì)電流(Il)的線 圏監(jiān)視電流(Ics)在所述單線圈電磁體中流通。
13. 根據(jù)前述權(quán)利要求4和12所述的單線圏致動器(l),其特征在 于當(dāng)所述PWM控制器的輸出占空比的值在預(yù)定范圍之外時(shí)，所述 線圏監(jiān)視電流(Ics)中斷。
14. 根據(jù)前述權(quán)利要求10和12或13所述的單線圈致動器(l)，其 特征在于當(dāng)允許所述線圏監(jiān)視電流(Ics)在所述單線圏電磁體中流通 時(shí)，激活所述跳閘電路監(jiān)視器(4)，并且當(dāng)所述線圈監(jiān)視電流(Ics)中斷 時(shí)，所述跳閘電路監(jiān)視器(4)產(chǎn)生警報(bào)信號(41)。
15.根據(jù)前述權(quán)利要求9-14中的一個(gè)或多個(gè)所述的單線圏致動器 (1),其特征在于當(dāng)所述單線圏電磁體(2)的溫度在預(yù)定值以上時(shí)，禁 用所述第二控制單元(32)。
全文摘要
一種用于低壓和中壓應(yīng)用的單線圈致動器，其包括單線圈電磁體和可操作地連接到所述單線圈電磁體的功率和控制單元。所述功率和控制單元包括第一控制單元和第二控制單元；電源輸入端，可操作地連接到輸入濾波器和整流器；電源，可操作地連接到所述輸入濾波器和整流器并且連接到所述第一控制單元和第二控制單元；電源電路，可操作地連接到所述單線圈電磁體。在根據(jù)本發(fā)明的單線圈致動器中，所述第一控制單元是包括模擬和數(shù)字輸入端和輸出端的微控制器，并且所述第二控制單元是經(jīng)由所述電源電路控制在所述單線圈電磁體中流動的電流的PWM控制器。
文檔編號H01F7/18GK101640096SQ200910160208
公開日2010年2月3日 申請日期2009年7月30日 優(yōu)先權(quán)日2008年7月31日
發(fā)明者G·V·迪納塔利, L·迪馬奧 申請人:Abb技術(shù)股份公司