DE3787132T2 - Control and monitoring device for contactors and corresponding control method. - Google Patents

Abstract

A contactor provided for AC is DC fed, the coil 1 being in series with a transistor 5 operating as a chopper, and a resistor 7. At the measuring point 8, the current in the coil is compared with reference values. Each cycle of operation of the contactor comprises a feed period and a pause. At the end of the pause, a measurement of the current in the coil enables the position of the armature to be determined. <IMAGE>

Description

Steuer- und Kontrollvorrichtung für Schütze und entsprechendes Kontrollverfahren.Control and monitoring device for contactors and corresponding control procedure.

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Steuerung und zur Überwachung einer Schaltvorrichtung, und zwar insbesondere eine Steuervorrichtung für einen elektromechanischen Schütz, der mit Wechselstrom versorgt werden soll, und eine Kontrollvorrichtung (im Sinne einer Überwachung) der Position des beweglichen Ankers der Schaltvorrichtung, und außerdem das entsprechende Kontrollverfahren.The invention relates to a device for controlling and monitoring a switching device, in particular a control device for an electromechanical contactor which is to be supplied with alternating current, and a control device (in the sense of monitoring) the position of the movable armature of the switching device, and also the corresponding control method.

Schaltschütze mit Wechselstromspeisung sind im allgemeinen bei gleicher Leistung kleiner als die Gleichstromschaltschütze. Sie sind daher praktischer, sie verbrauchen weniger und sie heizen weniger. Sie weisen jedoch eine Unannehmlichkeit auf: Sie haben die Neigung, während des Nulldurchgangs des Stromwertes zu öffnen, und sie machen Lärm.AC contactors are generally smaller than DC contactors for the same power. They are therefore more practical, they consume less and they heat up less. However, they have one inconvenience: they tend to open when the current value passes through zero and they are noisy.

Die Druckschrift US-A-3 678 344 beschreibt eine Steuer- und Kontrollvorrichtung für die Ankerposition eines elektromechanischen Schützes. Dieses Dokument betrifft aber die dynamische Steuerung des Ankers und nicht die Steuerung des Haltezustands des Ankers. Das Dokument DE-A-2 513 043 beschreibt eine Steuervorrichtung für einen Schütz, der mit Gleichstrom arbeitet und zeigt die Merkmale des Oberbegriffs des Anspruchs 1.The document US-A-3 678 344 describes a control and monitoring device for the armature position of an electromechanical contactor. However, this document concerns the dynamic control of the armature and not the control of the holding state of the armature. The document DE-A-2 513 043 describes a control device for a contactor that works with direct current and shows the features of the preamble of claim 1.

Diese Druckschrift beschreibt außerdem ein Überwachungsverfahren für die Stellung des Ankers eines Schaltschützes, der mit Gleichstrom arbeitet, welches darin besteht, eine indirekte Messung der Induktivität der Spule des Schützes durchzuführen.This document also describes a method for monitoring the position of the armature of a contactor operating with direct current, which consists in to perform indirect measurement of the inductance of the contactor coil.

Eine der Aufgaben der Erfindung ist es, eine Steuerschaltung vorzuschlagen, die es erlaubt, bei einer Gleichstromversorgung einen Schaltschütz zu verwenden, der für Wechselstromversorgung gebaut ist, wobei die gesamte Schützsteuerschaltung die Vorteile eines Wechselstromschützes aufweist, ohne dessen Nachteile aufzuweisen.One of the objects of the invention is to propose a control circuit which allows a contactor designed for an alternating current supply to be used with a direct current supply, the entire contactor control circuit having the advantages of an alternating current contactor without having its disadvantages.

Eine andere Aufgabe der Erfindung ist es, eine Schaltung und ein Kontrollverfahren (im Sinne einer Überprüfung) für einen Schaltschütz vorzuschlagen, welches mittels Messung der Stromstärke in der Spule arbeitet, um zu überprüfen, ob der Anker angezogen ist oder nicht.Another object of the invention is to propose a circuit and a control method (in the sense of a check) for a contactor which operates by measuring the current intensity in the coil in order to check whether the armature is attracted or not.

Die Erfindung betrifft eine Steuervorrichtung für einen elektromechanischen Schütz mit Anker, wie in Anspruch 1 beschrieben.The invention relates to a control device for an electromechanical contactor with armature as described in claim 1.

Weitere Ausführungsarten der Erfindung sind durch die abhängigen Ansprüche 2 bis 5 beschrieben.Further embodiments of the invention are described by the dependent claims 2 to 5.

Die Erfindung betrifft gleichermaßen ein Verfahren zur Feststellung der Position des Ankers eines elektromechanischen Schützes, der für die Versorgung mit Wechselstrom entworfen ist, derart, daß die Versorgung unter Zwischenschaltung eines Gleichstromzerhackers erfolgt, wobei die Überwachung der angezogenen oder offenen Stellung des Ankers mittels einer indirekten Messung der Induktivität der Spule des Schützes erfolgt, dadurch gekennzeichnet, daß: - die indirekte Messung der Induktivität der Spule des Schützes in regelmäßigen Zeitabständen erfolgt, - die indirekte Messung am Ende eines Pausenzeitraums erfolgt, während dem der Zerhacker abgeschaltet ist, - die indirekte Messung aus einer Messung der Stromstärke in der Spule im Vergleich mit einer Referenzstromstärke besteht.The invention also relates to a method for determining the position of the armature of an electromechanical contactor designed to be supplied with alternating current, such that the supply is effected via a direct current chopper, the monitoring of the attracted or open position of the armature being carried out by means of an indirect measurement of the inductance of the contactor coil, characterized in that: - the indirect measurement of the inductance of the contactor coil is carried out at regular time intervals, - the indirect measurement is carried out at the end of a pause period during which the chopper is switched off, - the indirect measurement consists of a measurement of the current in the coil in comparison with a reference current.

Gemäß anderen Ausführungsformen der Erfindung: - Der Vergleich des Stromwertes der Spule mit der Referenzstromstärke am Ende der Pause mit einer kleinen Verzögerung bewirkt wird, um den Einschwingzustand der Komparatorvorrichtung zu maskieren; - die Referenzstromstärke in der Größenordnung der Hälfte der durchschnittlichen Stromstärke liegt, die die Spule durchströmt und das Halten des Ankers sicherstellt.According to other embodiments of the invention: - the comparison of the current value of the coil with the reference current at the end of the pause is carried out with a small delay in order to mask the transient state of the comparator device; - the reference current is of the order of half the average current flowing through the coil and ensuring the holding of the armature.

Als Ausführungsbeispiel sind in den Zeichnungen dargestellt:The drawings show an example of implementation:

Fig. 1 ein symbolisches Schaltbild einer ersten Ausführungsart einer Steuer- und Kontrollvorrichtung für einen Schütz gemäß der Erfindung.Fig. 1 is a symbolic circuit diagram of a first embodiment of a control and monitoring device for a contactor according to the invention.

Fig. 2 ein Schaltbild einer zweiten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung;Fig. 2 is a circuit diagram of a second embodiment of the device according to the invention;

Fig. 3 eine Darstellung einiger Signale an verschiedenen Punkten der Vorrichtung der Fig. 1.Fig. 3 is a representation of some signals at different points of the device of Fig. 1.

In der Zeichnung sieht man einen Schaltschütz, der durch seine Spule 1 dargestellt ist, mit der eine Freilaufdiode 2 parallelgeschaltet ist. Dieser Schaltschütz ist für Wechselstromversorgung konstruiert, er wird aber mit Gleichstrom aus einer Stromversorgung 3, 4 versorgt. Diese versorgt eine Reihenschaltung der Spule 1 des Schützes, einen Transistor 5 mit seiner Steuerschaltung 6 und einem Widerstand 7, der zwischen dem Transistor 5 und dem Minuspol der Stromversorgung 4 angeordnet ist.In the drawing you can see a contactor, which is represented by its coil 1, with which a freewheeling diode 2 is connected in parallel. This contactor is designed for an alternating current supply, but it is supplied with direct current from a power supply 3, 4. This supplies a series connection of the coil 1 of the contactor, a transistor 5 with its control circuit 6 and a resistor 7, which is arranged between the transistor 5 and the negative pole of the power supply 4.

Der gemeinsame Punkt von Transistor 5 und Widerstand 7 ist der Meßpunkt 8 für die Stromstärke in der Spule 1 während der leitenden Perioden des Transistors 5. Dieser Meßpunkt ist mit einem Eingang eines Komparators 9 verbunden, dessen anderer Eingang, der der Referenzstromstärke Ir1, Ir2 oder Ir3 entspricht, über eine logische Schaltung 10 und einen zwischengeschalteten Digital-Analogwandler 12 versorgt wird. Ein Zeitgeber 11 versorgt die logische Schaltung 10 mit Impulsen einer festgelegten Frequenz.The common point of transistor 5 and resistor 7 is the measuring point 8 for the current in coil 1 during the conducting periods of transistor 5. This measuring point is connected to an input of a comparator 9, the other input of which, corresponding to the reference current Ir1, Ir2 or Ir3, is supplied via a logic circuit 10 and an intermediate digital-analog converter 12. A timer 11 supplies the logic circuit 10 with pulses of a fixed frequency.

Die logische Schaltung 10 ist mit der Steuerschaltung 6 des Transistors 5 mittels zweier Drähte verbunden: Der eine 13 überträgt die Befehle zur Öffnung des Transistors 5, der andere 14 die Befehle zum schließen. Hier, wie in der ganzen Beschreibung, ist die Nennung von Verbindungsdrähten nicht zwingend vorgeschrieben. Es handelt sich einfach um elektrische Verbindungen, die Schaltungen können integriert sein. Die logische Schaltung 10 ist in der Lage, an ihrem Ausgang 15 ein Signal zu übertragen, welches dem Zustand des Ankers des Schaltschützes entspricht: Angezogen oder offen. Schließlich kann die Logikschaltung 10 mittels ihres Eingangs 16 Fernwirkbefehle zur Steuerung des Schützes empfangen. Die Versorgung der Steuerschaltung 6 ist in der Zeichnung nicht dargestellt. Es kann eine permanente Stromversorgung vorgesehen sein, dann funktioniert die Schaltung mittels Fernsteuerung, oder die Versorgung kann parallel zu dem Schaltschütz geschaltet sein. In diesem Fall gibt es eine allgemeine Rücksetzung auf Null, sofern der Schaltschütz unter Spannung gesetzt wird.The logic circuit 10 is connected to the control circuit 6 of the transistor 5 by means of two wires: one 13 transmits the commands to open the transistor 5, the other 14 the commands to close it. Here, as in the entire description, the mention of connecting wires is not mandatory. They are simply electrical connections, the circuits can be integrated. The logic circuit 10 is able to transmit a signal at its output 15 which corresponds to the state of the contactor's armature: attracted or open. Finally, the logic circuit 10 can receive remote control commands to control the contactor via its input 16. The power supply of the control circuit 6 is not shown in the drawing. A permanent power supply can be provided, in which case the circuit works by remote control, or the power supply can be connected in parallel to the contactor. In this case there is a general reset to zero as long as the contactor is energized.

Der Transistor 5 wirkt als Zerhacker mit fester Frequenz und variablem Tastverhältnis. Der Widerstand 7 weist einen niedrigen Widerstandswert auf und wandelt den stromwert in einen spannungswert um, er wird ausschließlich während der Perioden von dem Strom in der Spule durchflossen, während derer der Transistor 5 leitet; während der Transistor 5 sperrt, erfüllt die Diode 2 ihre Aufgabe als Freilaufdiode. Auf diese Weise erhält man in der Spule 1 einen im wesentlichen konstanten mittleren Strom, der immer in dieselbe Richtung läuft. Der Wert dieses mittleren Stromes ist während der Dauer des Ansprechens des Ankers des Schaltschützes erhöht, und schwach während der Zeitdauer, in der der Anker geschlossen gehalten wird. Die Dauer des Ansprechens ist von vorneherein festgelegt, in abhängig von dem Schaltschütz und mit einem bestimmten Sicherheitszuschlag. Es ist der Referenzintensitätswert Ir1, der den Wert des mittleren Stroms in der Spule 1 während der Dauer des Ansprechens bestimmt.The transistor 5 acts as a chopper with a fixed frequency and a variable duty cycle. The resistor 7 has a low resistance value and converts the current value into a voltage value. The current in the coil only flows through it during the periods during which the transistor 5 is conducting; while the transistor 5 is blocking, the diode 2 fulfils its task as a freewheeling diode. In this way, a substantially constant average current that always flows in the same direction. The value of this average current is high during the period of operation of the contactor's armature and low during the period in which the armature is kept closed. The duration of the operation is predetermined, depending on the contactor and with a certain safety margin. It is the reference intensity value Ir1 that determines the value of the average current in coil 1 during the operation period.

In der Fig. 3 sieht man auf der ersten Linie den Strom Ib in der Spule 1, und auf der zweiten Linie den Referenzwert Ir1, Ir2 oder Ir3. Während der Funktion variiert dieser Referenzwert (Sollwert), der durch die Logikschaltung 10 auferlegt wird. Beim Einschalten schreibt die Logikschaltung 10 einen erhöhten Referenzwert Ir1 für den Strom während einer Dauer t1 vor, die der Zeitdauer für das Ansprechen des Ankers entspricht. Danach wird der Referenzwert schwächer, Ir2, während einer Dauer t2, die der Zeitdauer für das Geschlossenhalten des Ankers entspricht. Dann während der Pausenperiode t3 und der Meßperiode t4 wird der Referenzwert Ir3 noch schwächer und erreicht etwa die Hälfte von Ir2.In Fig. 3, the first line shows the current Ib in coil 1 and the second line shows the reference value Ir1, Ir2 or Ir3. During operation, this reference value (setpoint) imposed by the logic circuit 10 varies. When switched on, the logic circuit 10 sets a high reference value Ir1 for the current during a period t1 corresponding to the time for the armature to respond. After that, the reference value, Ir2, decreases during a period t2 corresponding to the time for the armature to remain closed. Then, during the pause period t3 and the measurement period t4, the reference value Ir3 decreases even further and reaches approximately half of Ir2.

Nach dem Impuls für das allgemeine Rücksetzen auf Null (vierte Linie), der von der logischen Schaltung 10 in dem Augenblick geliefert wird, in dem der Schaltschütz unter Spannung gesetzt wird, geht die Referenz auf ihren hohen Wert Ir1 (Ansprechen).After the general reset pulse to zero (fourth line) provided by the logic circuit 10 at the moment the contactor is energized, the reference goes to its high value Ir1 (trip).

Der Zerhacker beginnt mit einer festen Frequenz zu arbeiten, die von der logischen Schaltung 10 vorgeschrieben wird, und die während der Dauer t1 des Ansprechens, beispielsweise bei 1,875 kHz liegt. Der Strom Ib in der Spule hat demnach die Tendenz zu steigen und sich knapp unter dem Wert Ir1 einzustellen, der während der Dauer t1 des Ansprechens vorgegeben ist. Am Ende dieser Dauer t1 und während der gesamten Zeitdauer t2 des Haltens, erzwingt die Logikschaltung 10 einen schwachen Referenzwert Ir2, und der Strom in der Spule stellt sich knapp unter diesem neuen Referenzwert ein.The chopper starts to operate at a fixed frequency, which is set by the logic circuit 10 and which is, for example, 1.875 kHz during the response period t1. The current Ib in the coil therefore tends to increase and settles just below the value Ir1 set during the response period t1. At the end of this period t1 and during the entire holding time t2, the logic circuit 10 forces a weak reference value Ir2, and the current in the coil adjusts itself to just below this new reference value.

Während dieser Dauer t2 ist die Frequenz des Zerhackers von der Logikschaltung 10 auf einen höheren Wert festgelegt, beispielsweise 15 kHz. Die Steuerschaltung 6 ist beispielsweise eine bistabile Kippschaltung, die von der Logikschaltung 10 die Befehle zum Kippen über die Leitung 13 und die Befehle zum Zurückkippen über die Leitung 14 erhält.During this period t2, the frequency of the chopper is set by the logic circuit 10 to a higher value, for example 15 kHz. The control circuit 6 is, for example, a bistable flip-flop which receives from the logic circuit 10 the commands to flip over via line 13 and the commands to flip back over line 14.

Am Ende der Zeitdauer t2 findet eine Pausenperiode von der Dauer t3 statt. Während dieser Pause ist der Transistor 5 gesperrt. Gleichzeitig wird der Referenzwert für die Stromstärke auf den Wert gebracht, der für die Zeitdauer t4 notwendig ist; dieser Wert Ir3 ist etwas weniger als die Hälfte des Referenzwertes Ir2.At the end of the time period t2, a pause period of duration t3 occurs. During this pause, transistor 5 is blocked. At the same time, the reference value for the current is brought to the value required for the time period t4; this value Ir3 is slightly less than half of the reference value Ir2.

Während der Pausendauer t3 hängt der Strom in der Spule ausschließlich von der Stellung des Ankers und von dem Referenzwert Ir2 ab, der vor der Pause vorgeschrieben war.During the pause time t3, the current in the coil depends exclusively on the position of the armature and on the reference value Ir2 that was specified before the pause.

Wenn der Anker nicht geschlossen ist, ist die Induktivität des Schütz es gering und der Strom nimmt rapide ab und wird zu Null. Dies ist der der oberen Hälfte der Fig. 3 entsprechende Fall. Am Ende der Zeitdauer t3 ist der Strom Ib in der Spule praktisch Null. Am Ende der Dauer t3 löst die Logikschaltung 10 die Öffnung des Transistors 5 aus. Nach einem kurzen Augenblick, der zur Maskierung des Einschwingens der Komparatorvorrichtung 9 dient, prüft die Logikschaltung 10 den Zustand des Ausgangs des Komparators 9. Die dritte Linie der Fig. 3 zeigt einen Impuls während der Zeitdauer t4, der dem Augenblick dieser Prüfung des Zustandes des Ausgangs des Komparators 9 entspricht. Der Referenzwert ist stets Ir3, und wenn der Strom in der Spule praktisch Null geworden ist, hat er noch nicht die Zeit gehabt, einen Wert anzunehmen, der höher ist als Ir3. Die Logikschaltung 10 stellt also fest, daß der Strom in der Spule unterhalb des Referenzwertes Ir3 liegt und schließt daraus, daß der Anker nicht angezogen ist und löst einen Impuls (Linie 4, Fig. 3) zum allgemeinen Rücksetzen auf Null aus, der wiederum den anfänglichen Vorgang mit dem Referenzwert Ir1 auslöst. Gleichzeitig sendet er durch seinen Ausgang 15 ein Signal aus, welches anzeigt, daß der Anker nicht angezogen ist.When the armature is not closed, the inductance of the contactor is low and the current decreases rapidly and becomes zero. This is the case corresponding to the upper half of Fig. 3. At the end of the time period t3, the current Ib in the coil is practically zero. At the end of the time period t3, the logic circuit 10 triggers the opening of the transistor 5. After a brief moment, which serves to mask the transient response of the comparator device 9, the logic circuit 10 checks the state of the output of the comparator 9. The third line of Fig. 3 shows a pulse during the time period t4, which corresponds to the moment of this check of the state of the output of the comparator 9. The reference value is always Ir3, and when the current in the coil has become practically zero, it has not yet had time to assume a value higher than Ir3. The Logic circuit 10 therefore detects that the current in the coil is below the reference value Ir3 and concludes that the armature is not attracted and triggers a pulse (line 4, Fig. 3) for general reset to zero, which in turn triggers the initial operation with the reference value Ir1. At the same time, it sends out a signal through its output 15 indicating that the armature is not attracted.

Wenn im Gegensatz dazu der Anker angezogen ist, ist die Induktivität des Systems stark erhöht und der Strom in der Spule hält sich, wobei er nur leicht abnimmt. Dies ist der Fall, wie er in der unteren Hälfte der Fig. 3 dargestellt ist. Am Ende der Zeitdauer t3 löst die Logikschaltung die Öffnung des Transistors 5 aus und überprüft nach einem kurzen Moment den Zustand des Ausgangs des Komparators 9. Im Augenblick des Impulses, der auf der dritten Linie der Figur 3 unten dargestellt ist, ist der Strom in der Spule höher als der Referenzwert Ir3. Die Logikschaltung 10 befiehlt also den Übergang auf eine Haltephase von einer Dauer (t1 + t2) mit einem Referenzwert Ir2, und es gibt keinen Impuls zur allgemeinen Rücksetzung auf Null auf der Linie 4. Statt dessen sendet die Logikschaltung 10 an ihrem Ausgang 15 ein Signal aus, welches anzeigt, daß der Anker angezogen ist.On the contrary, when the armature is attracted, the inductance of the system is greatly increased and the current in the coil is maintained, decreasing only slightly. This is the case shown in the lower half of Fig. 3. At the end of the time period t3, the logic circuit triggers the opening of the transistor 5 and, after a short moment, checks the state of the output of the comparator 9. At the moment of the pulse shown on the third line of the bottom of Fig. 3, the current in the coil is higher than the reference value Ir3. The logic circuit 10 therefore commands the transition to a holding phase of a duration (t1 + t2) with a reference value Ir2, and there is no pulse for general reset to zero on line 4. Instead, the logic circuit 10 sends out a signal at its output 15 indicating that the armature is attracted.

In der Fig. 3 sind die Zeitdauern nicht im gleichen Maßstab dargestellt, um die Zeichnung klarer zu gestalten. Als Beispiel liegen die Zeitdauern t1 und t2 jeweils im Bereich von einigen zehn Millisekunden (beispielsweise 68), die Zeitdauer t3 beträgt einige Millisekunden (8,53 z. B.) und die Zeitdauer t4 beträgt einige Mikrosekunden (beispielsweise 16,8). Mit anderen Worten ist die Zeitdauer t4 mit dem Maßstab der Fig. 3 praktisch unsichtbar.In Fig. 3, the time periods are not shown on the same scale in order to make the drawing clearer. For example, the time periods t1 and t2 are each in the range of a few tens of milliseconds (for example 68), the time period t3 is a few milliseconds (8.53, for example) and the time period t4 is a few microseconds (for example 16.8). In other words, the time period t4 is practically invisible with the scale of Fig. 3.

In der Fig. 2 ist eine zweite Ausführungsform der Vorrichtung zur Steuerung und Kontrolle eines Schaltschützes dargestellt. Gleiche Bezugszeichen bezeichnen gleiche Elemente wie in der Fig. 1. Der hauptsächliche unterschied besteht in der Tatsache, daß anstelle der Veränderung der Referenz in Abhängigkeit von dem einzelnen Betriebsabschnitt drei Komparatoren 9, 21, 22 Verwendung finden, von denen jeder dauernd eine Referenz, nämlich jeweils Ir1, Ir2 und Ir3 erhält. Die Ausgänge der beiden ersten Komparatoren 9, 21 sind jeweils an ein UND-Gatter 20, 18 angeschlossen, das von der Logikschaltung 10 einen Gültigkeitsimpuls während der jeweiligen Zeitdauer, nämlich t1 und t2, erhält. Von den Ausgängen der uND-Gatter 20 und 18 übertragen jeweils Drähte 19 und 17 die Blockierbefehle für den Transistor 5 als Funktion des Kippens der Komparatoren 9, 21 zu der Steuerschaltung 6.Fig. 2 shows a second embodiment of the device for controlling and monitoring a contactor. The same reference numerals denote the same elements as in Fig. 1. The main difference is that instead of changing the reference depending on the individual operating phase, three comparators 9, 21, 22 are used, each of which receives a reference, namely Ir1, Ir2 and Ir3, respectively. The outputs of the first two comparators 9, 21 are each connected to an AND gate 20, 18, which receives a validation pulse from the logic circuit 10 during the respective time periods, namely t1 and t2. From the outputs of the AND gates 20 and 18, wires 19 and 17 respectively transmit the blocking commands for the transistor 5 as a function of the flipping of the comparators 9, 21 to the control circuit 6.

Der Draht 13 überträgt stets die Öffnungsbefehle für den Transistor 5, und der Draht 14 überträgt den allgemeinen Abschaltbefehl während der Dauer der Pause t3.Wire 13 always transmits the opening commands for transistor 5, and wire 14 transmits the general shutdown command during the duration of the pause t3.

Der dritte Komparator 22 überträgt seinen Ausgangszustand auf einen Pufferspeicher 23. Dieser Speicher wird durch die Logikschaltung 10 während des Impulses, der durch den Draht 24 übertragen wird, und der während der Zeitdauer t4 auftritt und der auf der dritten Linie der Fig. 3 dargestellt ist, gelesen.The third comparator 22 transfers its output state to a buffer memory 23. This memory is read by the logic circuit 10 during the pulse transmitted by the wire 24 and which occurs during the time period t4 and which is shown on the third line of Fig. 3.

Die Vorteile der erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Kontrolle und Steuerung sind nämlich die folgenden. Da man einen Schütz verwendet, der für Wechselstromversorgung gebaut ist, gewinnt man vorteilhafterweise bei den Abmessungen, dem Gewicht und dem Verbrauch. Durch die Tatsache, daß man diesen Schaltschütz kontinuierlich unter Zwischenschaltung eines Zerhackers versorgt, fließt der Strom in der Spule stets in die gleiche Richtung und man vermeidet die Probleme in Verbindung mit dem Null-Durchgang des Stromes, d. h. das Auslösen des Ankers.The advantages of the control and management device according to the invention are the following. By using a contactor designed for alternating current supply, there are advantageous gains in terms of size, weight and consumption. By supplying this contactor continuously with the interposition of a chopper, the current in the coil always flows in the same direction and the problems associated with the zero crossing of the current, i.e. the triggering of the armature, are avoided.

Bei den üblichen Schützen werden die Spulen für eine bestimmte Versorgungsspannung berechnet und man muß die Spule wechseln, wenn die Versorgungsspannung um etwa 10% wechselt. Erfindungsgemäß kann man für dieselbe Spule Spannungsbereiche akzeptieren, die in dem Verhältnis von 1 : 10 schwanken.In the usual contactors, the coils are calculated for a specific supply voltage and you have to change when the supply voltage changes by about 10%. According to the invention, voltage ranges that fluctuate in the ratio of 1:10 can be accepted for the same coil.

Aufgrund der Tatsache, daß der Meßwiderstand 7 in direkter Nachbarschaft zu dem Minuspol 4 der Versorgung angeordnet ist, wird dieser Widerstand während der Öffnungsperioden des Zerhackers nicht von dem Strom durchflossen, wodurch eine Aufheizung dieses Widerstandes vermieden wird.Due to the fact that the measuring resistor 7 is arranged in direct proximity to the negative pole 4 of the supply, this resistor is not traversed by the current during the opening periods of the chopper, thus preventing heating of this resistor.

Um in der Spule des Schützes einen praktisch konstanten Strom während eines jeden Betriebsabschnittes (Ansprechen des Ankers und Halten des Ankers) zu erhalten, benutzt man einen Zerhacker mit fester Frequenz und veränderlichem Tastverhältnis. Das erlaubt, den Eindruck von Lärm zu kontrollieren, der mit der Funktion des Zerhackers verbunden ist.In order to obtain a practically constant current in the contactor coil during each operating phase (armature activation and armature holding), a chopper with a fixed frequency and variable duty cycle is used. This allows the perception of noise associated with the operation of the chopper to be controlled.

Während des Ansprechzeitraumes (Zeitdauer t1) benutzt man eine niedrigere Zerhackerfrequenz (etwa 1,8 kHz), um mehr Leistung zur Spule zu übertragen und das Anziehen des Ankers sicherzustellen. Während der Halteperiode (Zeitdauer t2) benutzt man eine wesentlich höhere Zerhackerfrequenz (um 15 kHz), außerhalb des hörbaren Bereiches, um den Eindruck von Lärm in Verbindung mit der Funktion des Zerhakkers zu vermeiden. Das Umschalten zwischen der Ansprechfrequenz und der Haltefrequenz findet für den Zerhacker gleichzeitig mit der Umschaltung zwischen den Referenzwerten für Ansprechen und Halten für die Intensität statt.During the response period (time t1) a lower chopper frequency (about 1.8 kHz) is used to transfer more power to the coil and to ensure the attraction of the armature. During the hold period (time t2) a much higher chopper frequency (about 15 kHz) is used, outside the audible range, to avoid the impression of noise associated with the operation of the chopper. The switching between the response frequency and the hold frequency for the chopper takes place at the same time as the switching between the reference values for response and hold for the intensity.

Auf diese Weise versorgt man den Schütz mit hoher Leistung und niedriger Frequenz für das Ansprechen und das Anziehen des Ankers und mit geringer Leistung und erhöhter Frequenz für das Halten.In this way, the contactor is supplied with high power and low frequency for operating and attracting the armature and with low power and high frequency for holding.

Erfindungsgemäß läßt man auf jeden Funktionszyklus des Schützes (Zeitdauer t1 + t2) eine Pause (Zeitdauer t3) folgen, an deren Ende man die Position des Ankers durch Vergleich des Stroms in der Spule mit einem Referenzwert überprüft. Das Resultat dieser Operation wird für das Kontrollsystem verwendet und/oder in die Ferne übertragen. Es erlaubt zusätzlich, den Anschaltprozeß zu wiederholen, wenn der Anker nicht angezogen ist. Die Pause erlaubt dem Strom in der Spule, eine Abhängigkeit von der Stellung des Ankers zu entwickeln. Dementsprechend entspricht die vergleichende Messung des Stromes in bezug auf einen Referenzwert nach der Pause einer indirekten Messung der Induktivität der Spule des Schützes, die durch die Stellung des Ankers bestimmt wird. Im Rahmen der Erfindung hat man die Zeitdauer t1 nicht bestimmt. Diese Dauer kann festgelegt und bestimmt werden durch die besonderen Eigenschaften des Aufbaus des Schützes. Sie entspricht nämlich der Dauer, die notwendig ist, um den Anker anzuziehen plus einer zusätzlichen Sicherheitszeitdauer. Sie kann gleichermaßen variabel sein und erst dann enden, wenn der Anker angezogen ist. Dies setzt voraus, daß man den Augenblick des Anziehens des Ankers bestimmen kann.According to the invention, each operating cycle of the contactor (duration t1 + t2) is followed by a pause (duration t3), at the end of which the position of the armature is checked by comparing the current in the coil with a reference value. The result of this operation is used for the control system and/or transmitted remotely. It also makes it possible to repeat the switching process when the armature is not attracted. The pause allows the current in the coil to develop a dependence on the position of the armature. Accordingly, the comparative measurement of the current with respect to a reference value after the pause corresponds to an indirect measurement of the inductance of the contactor coil, which is determined by the position of the armature. Within the framework of the invention, the time t1 has not been determined. This time can be fixed and determined by the specific characteristics of the contactor structure. In fact, it corresponds to the time necessary to attract the armature plus an additional safety time. It can also be variable and only end when the armature is attracted. This assumes that the moment of attraction of the armature can be determined.

Claims (8)

1. Vorrichtung zum Steuern eines elektromechanischen Schütz mit Anker, das zur Speisung mit Wechselstrom gebaut ist, und zur Kontrolle der angezogenen oder entfernten Lage seines Ankers, mit einer Gleichstromquelle (3, 4) für Serienspeisung der Spule (1) des Schützes, eines mit seinem Steuerkreis als Zerhacker dienenden Transistors (5), und eines mit der negativen Klemme (4) verbundenen Widerstands (7); mit einem den 10 Stromwert (Ib) in der Spule (1) mit einem der Bezugswerte (Ir1, Ir2, Ir3) vergleichenden Komparator (9), und mit einer für das Schütz einen Arbeitszyklus definierenden Logik (10), dadurch gekennzeichnet, - daß der den Strom in der Spule (1) kontrollierenden Transistor (5), während der Speisungsperioden der Spule (1) als Zerhacker, mit fester Frequenz und variablem Zyklusverhältnis, arbeitet, - daß während der leitenden Perioden des Transistors (5) der dem Widerstand (7) und dem Transistor (5) gemeinsame Punkt als Meßpunkt (8) für den Strom (Ib) in der Spule (1) verwendet ist , und - daß der Arbeitszyklus eine Speisungsperiode (t1 + t2) während dessen die Logik (10) den Zerhacker steuert, und eine Pause (t3) während dessen der Zerhacker blockiert ist, aufweist, nach der der Strom (Ib) in der Spule mit dem kleinsten der Bezugswerte (Ir3) vergleicht wird, um die Lage, angezogene oder entfernte, des Ankers des Schützes zu kontrollieren.1. Device for controlling an electromechanical contactor with armature, designed to be supplied with alternating current, and for controlling the attracted or removed position of its armature, comprising a direct current source (3, 4) for supplying the coil (1) of the contactor in series, a transistor (5) acting as a chopper with its control circuit, and a resistor (7) connected to the negative terminal (4); with a comparator (9) comparing the current value (Ib) in the coil (1) with one of the reference values (Ir1, Ir2, Ir3), and with a logic (10) defining a working cycle for the contactor, characterized in that - the transistor (5) controlling the current in the coil (1) works as a chopper with a fixed frequency and a variable cycle ratio during the supply periods of the coil (1), - that during the conducting periods of the transistor (5) the point common to the resistor (7) and the transistor (5) is used as a measuring point (8) for the current (Ib) in the coil (1), and - that the working cycle has a supply period (t1 + t2) during which the logic (10) controls the chopper, and a pause (t3) during which the chopper is blocked, after which the current (Ib) in the coil is compared with the smallest of the reference values (Ir3) to check the position, attracted or removed, of the contactor's armature. 2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zum Steuern des Schützes die Logik (10) in der Speisungsperiode (t1 + t2) des Schutzes eine erste Periode (t1) für das Anziehen des Ankers und eine zweite Periode (t2) für die Kaltung des Ankers definiert.2. Device according to claim 1, characterized in that, in order to control the contactor, the logic (10) defines, in the power supply period (t1 + t2) of the protection, a first period (t1) for the attraction of the armature and a second period (t2) for the cooling of the armature. 3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Logik (10) außer dem kleinsten der Bezugswerte (Ir3) die für die Kontrolle der Ankerlage bestimmt sind, noch zwei andere Strombezugswerte (Ir1, Ir2) definiert, wobei der erste (Ir1) diesen Werte der Bezugswert für die Ankeranziehung und der zweite (Ir2) der Bezugswert für die Ankerhaltung ist.3. Device according to claim 1, characterized in that the logic (10) defines, in addition to the smallest of the reference values (Ir3) intended for the control of the armature position, two other current reference values (Ir1, Ir2), the first (Ir1) corresponding to these values of reference value for anchor attraction and the second (Ir2) is the reference value for anchor holding. 4. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Logik (10) mehrere feste Arbeitsfrequenz für den Zerhacker definiert, von denen eine erste für die Ankeranziehungsperiode und eine zweite für eine Ankerhaltungsperiode.4. Device according to claim 1, characterized in that the logic (10) defines several fixed operating frequencies for the chopper, of which a first for the armature attraction period and a second for an armature holding period. 5. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwei zusätzliche Komparatoren (21, 22) vorgesehen sind, wobei jeder der drei Komparatoren (9, 21, 22) einen von den durch die Logik gebildeten Bezugswerten (Ir1, Ir2, Ir3) verwendet, und der zweite zusätzliche Komparator (22) seinen Ausgangssignal an einen durch die Logik (10) gelesenen Pufferspeicher (23) überträgt.5. Device according to claim 1, characterized in that two additional comparators (21, 22) are provided, each of the three comparators (9, 21, 22) using one of the reference values (Ir1, Ir2, Ir3) formed by the logic, and the second additional comparator (22) transmits its output signal to a buffer memory (23) read by the logic (10). 6. Verfahren zur Kontrolle der Lage des Ankers in einem elektromechanischen Schütz das zur Speisung mit Wechselstrom gebaut ist, wobei die Speisung durch einen Gleichstromszerhacker stattfindet, wobei die Kontrolle der angezogenen oder entfernten Lage des Schützankers mittels einer indirekten Messung der Induktanz in der Spule (1) des Schützes durchgeführt wird, dadurch gekennzeichnet: - daß die indirekte Messung der Induktanz in der Spule (1) des Schützes bei gleichmäßigen Zeitintervallen durchgeführt wird, - daß die indirekte Messung am Ende einer Pausenperiode (t3) stattfindet, während dessen der Zerhacker ausgeschaltet ist, und - daß die indirekte Messung aus einer Messung der Stromstärke in der Spule und einem Vergleich mit einer Bezugsstromstärke (Ir3) besteht.6. Method for checking the position of the armature in an electromechanical contactor designed to be supplied with alternating current, the supply being via a direct current chopper, the check of the attracted or removed position of the contactor armature being carried out by means of an indirect measurement of the inductance in the coil (1) of the contactor, characterized in that: - the indirect measurement of the inductance in the coil (1) of the contactor is carried out at regular time intervals, - the indirect measurement takes place at the end of a pause period (t3) during which the chopper is switched off, and - the indirect measurement consists of a measurement of the current intensity in the coil and a comparison with a reference current intensity (Ir3). 7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß am Ende der Pause den Vergleich des Stromwertes in der Spule (1) mit der Bezugsstromstärke (Ir3) nach einer kleinen Verzögerung durchgeführt ist, um den Einschwingzustand des Komparators bei der Einstellung zu verdecken.7. Method according to claim 6, characterized in that at the end of the pause the comparison of the current value in the coil (1) with the reference current intensity (Ir3) is carried out after a small delay in order to mask the transient state of the comparator during adjustment. 8. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Referenzstärke (Ir3) des Stroms etwa der Hälfte der durchschnittlichen Stromstärke (Ir2), die die Spule (1) durchströmt und die die Haltung des Ankers unterstützt, entspricht.8. Method according to claim 6, characterized in that the reference intensity (Ir3) of the current is approximately half of the average current intensity (Ir2), which flows through the coil (1) and which supports the position of the armature.