專利名稱：機電式接觸器電路斷路器典型設備的控制裝置的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種控制裝置，它用于帶有可分斷電源觸頭的機電式接觸器電路斷路器型設備。它包括一個電磁鐵，電磁鐵裝有一個控制線圈用于精確打開和關閉觸頭；一個電磁鐵，具有一個跳閘線圈用于在出現電故障的情況下打開觸頭；一個用于線圈的電源。
眾所公知，當一個機電式接觸器裝置的控制電磁鐵必須關閉其觸點時，該機電式接觸器裝置需要一個相當大的電流消耗；然而，當觸點保持在閉合狀態時，電流消耗應盡可能最小，。
人們希望機電式接觸器電路的斷路器設備的控制線圈和跳閘線圈的控制和電源盡可能的簡單。
本發明的目的是使機電式接觸器電路斷路器設備的控制設備的消耗最小化，同時簡化該設備的制造。
根據本發明，精確控制電磁鐵是雙穩態型的，跳閘電磁鐵是單穩態型的；雙向開關的H橋與控制線圈連接，跳閘開關與跳閘線圈是串聯的；關閉控制線圈的能源是一個外部電壓源，而打開控制線圈和跳閘線圈的能源是由電容器組成的，該電容器與線圈并聯。
最好是，控制電路首先作用于橋式雙向開關，使開關電流以正向或反向通過控制線圈，然后由分別與控制線圈和跳閘線圈連接的傳感器測量的電流作用于跳閘開關。
其優點是，由于控制電路順序控制雙向開關和跳閘開關，在出現故障時，就使電容首先放電到跳閘線圈。
在一個具有很好的安全性的實施例中，一個正常時是打開的電容器與控制線圈及其開關橋并聯，一個故障時打開的電容器與跳閘線圈并聯安裝，跳閘線圈首先通過一個第一二極管連到橋和正常打開電容的正極，其次通過一個第二二極管連到故障打開電容的正極，兩個二極管的陰極的公共點相對，連到跳閘線圈。
最好是，電流傳感器是電阻，與雙向開關橋和跳閘開關相連，從而只用控制電路單個輸入端。
本發明的一個非限制實施例的描述將結合附圖給出。
圖1是根據本發明的控制設備的圖。
圖2示出該設備的一個變化實施例。
圖3示出該變化實施例的細節。
圖1中的設備被設計成控制一個具有可分斷電源觸頭的機電式接觸器電路斷路器設備。為了精確地打開和關閉觸頭，該設備包括一個雙穩態型的電磁鐵E1，它有一個線圈L1和一個可動的電樞(未示出)，它被永磁體保持在兩個穩定端部位置上；該設備還包括一個單穩態跳閘電磁鐵E2，對于它只示出線圈L2，和它一起工作的打開機構未示出，它在至少一個由觸點控制的電源線出現電故障的情況下，可快速打開觸點。電磁鐵E1通過在任何一個方向中流過線圈L1的電流被切換到它的穩定狀態之一。
控制設備10由外部DC或整流電源通過兩個導體1,2供電，電壓為V，兩個導體1,2分別具有高和低電位，用開/關開關I0連續控制；在高端導體1上有一個非返回二極管D0，還可以可選擇地有一個電壓適合和能耗限制裝置3(見圖2)；線圈L1,L2和一個開關電容C1在電導體1,2之間并聯布置。設備3避免電流峰值，并提供一個最小電容充電時間。
為了控制在線圈L1中的電流循環，該設備包括一個電子開關H橋11，和線圈L1相連。它還包括一個控制電路12，它由電壓V供電，它首先控制在橋11中的開關T1-T4，然后控制與L2線圈并聯的開關T5。例如，開關T1-T4可以是與線圈L1串聯的晶體管，從而當晶體管T1,T4被導通，晶體管T3,T2被關斷時，電源電流單方向地經導體1,2流過L1；當T1,T4被關斷，T3,T2被導通時，電流以另一個方向流動。恢復二極管D1-D4分別與開關T1-T4聯接，開關T5與恢復二極管D5連接。橋11可以集成在電路12中。
電流傳感器13用于檢測流過雙穩態電磁鐵的線圈L1的電流。這個傳感器可以由位置敏感電阻構成；因此例如橋11底部開關的負極可以連接到電阻R1的一端，并與控制電路12的輸入端12C相連，而電阻R1的另一端被連到電源電壓的負極，因而又連到了二極管D2,D4的陽極。電流傳感器14與跳閘線圈L2串聯，這個線圈可以是一個電阻R2，它測量跳閘線圈中的電流，這個電阻連到控制電路12的輸入端。
控制電路12通過接線12a連到一個電壓分壓器R3,R4的中點，該分壓器在導體1,2之間，以便迅速地注意到存在某個門限之上的電壓或某個門限之下的電壓降。控制電路12通過連線12b由電容C2供電，電容器C2在導體1,2之間，通過二極管D7連到導體1上。電路12通過輸入端12c連到電流傳感器13，通過輸入端12d連到電流傳感器14，通過輸出端12e,12f分別造到晶體管T1-T4和晶體管T5控制輸入端。一個附加連線12g連到橋11或電容器C1的正極上，以檢測電容器的充電。控制電路可以檢測電容器C1的充電斜率以確定是否它在運行。
在圖3所示的優選實施例中，測量電阻R1的負極首先被連到跳閘開關T5，然后通過測量電阻R2連到負導體2；類似地，具有控制電路12的輸入端12d的鏈路可能被限制，所需要的是使用控制電路的單個輸入端12c，使能夠檢測流過兩個線圈的電流。
上述設備的操作如下。
在t0時刻，當開/關開關I0關閉時，電容器C1從外部電源A開始通過一個限制電阻或另一個電流限制設備(如設備3)充電，C2也是這樣；當在A1和A2之間的電位差大于最初確定的門限值V1且C1被充電時，在t1時刻控制電路12被啟動。控制電路然后關閉T1和T4，然后執行T1的一系列控制的開和關，以便以電流脈中的方式在線圈L1中以正向循環所需要的能量；當T1被關閉時，電流通過T1,L1,T4和R1；當T1被打開時，電流通過L1,T4,R1,D2。在T1打開期間，由于D7二極管的存在，C1的放電不影響C2。在由電路12確定的時刻t2，電路12使晶體管T1-T4停止工作；由于它的雙穩態特性，只要開/關開關I0保持關閉，電磁鐵保持在其關閉狀態，電源觸頭保持關閉。
由于線圈L1不需要任何保持電流，只需要簡單地補償損耗和繼續控制電路的操作；如果有設備3，它就限制了電源電流的水平。
在時刻t3，通過打開開/關開關I0，電源觸頭可以被精確地打開；控制電路12依據其連線12a檢測何時電源電壓降至門限V3以下，同時通過電容C2繼續供電。電路12連續地或以調制方式打開開關T1和T4，和關閉開關T2和T3。因而從電容C1輸出的電流以反向通過線圈L1，線圈L1的電樞改變位置，結果是電源觸頭被打開。電容C1的值使它能比電容器C2放電快，從而控制電路保持運行直到觸點打開。當電壓再次降到低于最小門限V4，在時刻t4電路12阻斷開關T2和T3。
當由連接到電源電路的電流傳感器測得諸如過流的電路故障時，控制電路12在它的輸入端12c接收一個相應的信號；因此，它使開關T1-T4停止工作，使晶體管T5導通，這樣在電容C1中的電流通過線圈L2，啟動打開機械。電路12然后使晶體管T2-T3導通，使電流在線圈L1中流過，能夠把控制電磁鐵處于保證觸點打開的狀態；在此時，晶體管T5可以被阻斷，以檢查電容C1的放電電平。可以響應于隨著開關I0的關閉在線圈L1中電流的減少，開始同樣的打開順序。
在圖2所示的實施例中，電壓V首先通過二極管D6被施加到H橋10和電容C1上，其次通過一個二極管D′6加到附加電容器C′1。因此電容C1和C′1分別通過設備3的電阻和通過二極管D6和D′6充電。電容C1,C′1的正極端通過相對的2個二極管D8,D9連接到跳閘線圈L2的高端，其中陰極的公共點用B1標注的。打開支路L2,T5,R2的低電位點用B2標注。控制電路12在B1和B2之間，這個設備的優點是如果在任一電容器中有故障，它可以補救誤動作的危險，。
因此，當需要開關設備去打開觸點時，如果電容C1是打開的，控制電路12檢測到在線圈L1和電阻R1中無電流時，然后使T5導通；電容C′1通過二極管D9放電到跳閘線圈L2以打開觸頭。如果電容C′1是打開的，在電源電路中發生一個故障(例如短路)，電容C1通過二極管D8代替C′1，為線圈L2供電和打開觸頭。如果在設備操作時電容C′1進入短路，相對的二極管D8,D9隔離短路電容和電容C1，一旦T5關閉，然后電容C1可以為線圈L2供電。應該注意與點B1連接的控制電路12能經受在C1和C′1端上的最大電壓。
權利要求
1．一種控制設備，用于帶有可分斷電源觸頭的機電式接觸器電路斷路器設備，它包括一個電磁鐵，具有一個控制線圈用于精確開和關觸頭；一個電磁鐵，具有一個跳閘線圈用于在出現故障的情況下打開觸頭；一個用于線圈的電源，其特征在于所述的精確控制電磁鐵(E1)是雙穩態型的，所述的跳閘電磁鐵(E2)是單穩態型的；雙向開關橋(11)，與所述的控制線圈(L1)連接，一個打開開關(T5)與所述的跳閘線圈(L2)串聯；關閉控制線圈(L1)的能源是外電壓源(V)，用于打開控制線圈(L1)和跳閘線圈(L2)的能源由與線圈(L1,L2)并聯的電容(C1；C1,C′1)組成。
2．根據權利要求1所述的設備，其特征在于一個控制電路(12)首先作用于所述橋的雙向開關(T1-T4)，以在所述的控制線圈(L1)中以任一方向循環開關電流，其次根據由分別與控制線圈(L1)和跳閘線圈(L2)連接的傳感器(13,14)測量的電流，作用于跳閘開關(T5)；所述的控制電路(12)順序控制雙向開關(T1-T4)和跳閘開關(T5)，從而在故障情況下，優先從電容C1放電到跳閘線圈(L2)。
3．如權利要求1所述的設備，其特征在于一個正常打開電容(C1)與所述的控制線圈(L1)及其開關橋(11)并聯，一個故障打開電容(C′1)與所述的跳閘線圈(L2)并聯，所述的跳閘線圈首先通過一個第一二極管(D8)連到所述的橋和所述的正常打開電容的正極，其次通過一個第二二極管(D9)連到所述的故障打開電容的正極，兩個二極管的陰極的公共點(B1)相對，連到跳閘線圈(L2)。
4．如權利要求1所述的設備，其特征在于所述的電流傳感器(13,14)是一個電阻橋(R1,R2)，首先連到雙向開關橋(11)和跳閘開關(T5)，然后連接到所述的控制電路(12)的單個輸入端(12c)。
5．如權利要求1所述的設備，其特征在于所述的控制電路(12)能通過調制脈中控制雙向開關(T1-T4)。
6．如權利要求1所述的的設備，其特征在于所述的控制電路(12)包括一個損耗減少設備(3)。
全文摘要
控制設備,包括一個雙穩態型電磁鐵,用于精確控制電源觸頭,一個單穩態跳閘電磁鐵用于在故障情況下打開觸頭。雙穩電磁鐵線圈L
文檔編號H01H47/02GK1224226SQ9812693
公開日1999年7月28日 申請日期1998年10月24日 優先權日1998年10月24日
發明者吉勒斯·鮑蘭德, 讓－克里斯托弗·坎伊, 阿蘭·古塞特, 菲利普·吉伯特 申請人:施耐德電器公司