EP1290704B1 - Method for operating an electromagnetic switching device and electromagnetic switching device - Google Patents

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EP1290704B1
EP1290704B1 EP01943169A EP01943169A EP1290704B1 EP 1290704 B1 EP1290704 B1 EP 1290704B1 EP 01943169 A EP01943169 A EP 01943169A EP 01943169 A EP01943169 A EP 01943169A EP 1290704 B1 EP1290704 B1 EP 1290704B1
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EP
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switching
current
delay
constant
instant
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EP01943169A
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Reinhard Herbst
Norbert Mitlmeier
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Original Assignee
Siemens AG
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Application filed by Siemens AG filed Critical Siemens AG
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    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
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    • H01H9/54—Circuit arrangements not adapted to a particular application of the switching device and for which no provision exists elsewhere
    • H01H9/56—Circuit arrangements not adapted to a particular application of the switching device and for which no provision exists elsewhere for ensuring operation of the switch at a predetermined point in the ac cycle
    • H01H9/563—Circuit arrangements not adapted to a particular application of the switching device and for which no provision exists elsewhere for ensuring operation of the switch at a predetermined point in the ac cycle for multipolar switches, e.g. different timing for different phases, selecting phase with first zero-crossing
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    • H01H9/00—Details of switching devices, not covered by groups H01H1/00 - H01H7/00
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    • H01H9/56—Circuit arrangements not adapted to a particular application of the switching device and for which no provision exists elsewhere for ensuring operation of the switch at a predetermined point in the ac cycle
    • H01H2009/566—Circuit arrangements not adapted to a particular application of the switching device and for which no provision exists elsewhere for ensuring operation of the switch at a predetermined point in the ac cycle with self learning, e.g. measured delay is used in later actuations

Definitions

  • the invention relates to a method for operating a electromagnetic switching device, in particular a Contactor for switching a three-phase current consumption at which a switching drive is transmitted a switching pulse, and after elapse of a constant switching delay time switching units be actuated, each a switching contact and each for a conductor of a ladder network are provided, wherein the current flow in at least one the conductor measured and depending on the measured current waveform an optimized switching time with regard to Load of one of the switching contacts is determined.
  • the invention continues to refer to an electromagnetic Switching device, which in particular for carrying out such Method is suitable.
  • An electromagnetically actuated switching device for example a contactor or a relay, its switching contacts or main contacts the conductors in particular a three-phase system switch, often has a different in practice Wear of its switching contacts on. This leads to a failure of the switching device as soon as one of the three-phase system provided three switch contacts is disabled. This put a significant limitation on the life of the switching device. Because the remaining switching contacts Often quite some time would still be functional.
  • This effect of different wear of the switch contacts also called synchronization effect arises in that the subjected to burn a burn Switch contacts at statistically not evenly distributed times be switched.
  • One reason for this is, for example in a network synchronous control of a Switching drive, via which the switching contacts are actuated. In this case, the actuation of the switching contacts to a fixed switching time with respect to that phase of the network, which is used for the switching drive. Because the burden the switching contacts at different phase angles very different can lead to different burns the individual switching contacts.
  • a method of operating an electromagnetic switching device is known from DE 41 05 698 C2 known.
  • measured the phase angle of the current in a reference phase and from this an optimized switching time by means of a processor is derived.
  • To a uniform load of the three To achieve switching contacts is a switching drive with a constant and constant on and off delay provided so that the switch contacts at a convenient time close or open.
  • the different phase position The three phases are taken into account by the fact that to actuate the switching contacts geometrically differently configured Switching pieces are provided. They point, for example a different stroke on, so when pressed of the switching drive first, the first phase and after a certain Delay the second phase and after another certain delay the third phase is switched.
  • the invention is based on the object with a switching device a uniform burn of the different switching contacts with simple means.
  • the uniform burning or even loading of the different switching contacts over the life of the Switching device is thus achieved by that in each case one Switching action one phase each to an optimized Time is switched, and that at different Switching actions different phases to an optimized Time to be switched.
  • An important requirement this can be seen in the constant switching delay time, the a defined switching of the switching contacts to a desired Time allows.
  • the constant Switching delay time one from switching operation to switching operation added different delay time.
  • the switching device recognizes even the cheapest Switching time.
  • the special properties automatically flow of the load circuit, which with the switching device is switched.
  • the parameters of the load circuit must therefore not explicitly known. Rather, the switching device recognizes on the basis of the measured current profile itself, when a cheaper Switching time is present. It is therefore for the function of the switching device irrelevant, whether the switching device for switching a capacitive, inductive or resistive load provided is.
  • the automatic calibration is especially then of decisive advantage, if at the load circuit modifications be made. These will also be automatic detected.
  • the switching time on the Phase relation of the control voltage is related.
  • the control voltage thus offers a good reference option for determination of the switching time.
  • the current profile in each of the individual Head captures to allow for each phase an optimized switching time is determined and, if necessary, the delay time is adjusted accordingly.
  • the alternating current of a phase of the conductor network in particular, the control voltage for the switching device or a synchronous AC synchronous to the ladder network for generating the direct current for the switching drive rectified.
  • the switching drive in particular electronically controlled.
  • the switching delay time is so that it is permanently monitored by a control circuit and set. This is a suitable switching delay over the guaranteed lifetime even with aging.
  • the coil current for a magnetic coil of the switching drive to a constant value.
  • the speed the switching process, that of the switching drive, or the magnetic flux be controlled in the coil.
  • Speed of the gearshift is a small speed advantageous to a favorable bounce behavior when pressing to achieve the switching contacts.
  • Such a switching device is used in particular for implementation of the described method.
  • the with regard to the Methods cited preferred embodiments and advantages are to be transferred analogously to the switching device.
  • Especially preferred embodiments of the switching device are in laid down the dependent claims.
  • a switching device 2 for switching the phase conductors L1 to L3 of a ladder network provided.
  • the ladder L1 to L3 are in particular part of a three-phase system and supply a load 4.
  • the switching device 2 is electromagnetic Switching device and in particular designed as a contactor.
  • the switching device 2 for each of the phases has a switching unit 6 with a respective one Switching contact 8.
  • the switching contacts 8 are connected via a Switching mechanism 10 connected to a common switching drive 12.
  • the switching drive 12 is in particular as a magnetic coil educated. For switching drive 12 belonging to a measuring device 13 for a controlled variable.
  • the switching unit 12 is connected to a power stage 14 a Control unit 16 in conjunction.
  • the control unit 16 has In addition, a controller 18, a delay module 20 and an evaluation unit 22, which is used to determine a favorable switching time is used.
  • the evaluation unit 22 comprises a memory 24 and a comparator 26, which for Data exchange are interconnected.
  • the evaluation unit 22 is via data lines 28 each with the respective Head L1 to L3 associated power meters 30 connected.
  • a rectifier 34 from the AC directs him the same and supplies the control unit 16 with DC power.
  • the alternating current can also move from one to one of the phases L1 to L3 of the ladder network synchronous voltage source tapped become.
  • the switching drive 12 is from the control unit 16 supplied via the power stage 14 with DC.
  • the DC driven switching drive 12 is essential for a constant switching delay time. Under switching delay time this is the time understood by the transmission a switching pulse A to the switching drive 12 to the Closing or opening the switch contacts 8 elapses.
  • the AC voltage of the conductor L1 is used as the control voltage U used for the control unit 16. It is sent to the evaluation unit 22 transmitted to evaluate their phase position and to be used as reference phase position.
  • the evaluation unit 22 determines a next switching time, which for the switching of one of the switching units 6 as low as possible is. For example, the evaluation unit 22 determines a optimized switching time for the conductor L1, of which the Control voltage U is tapped.
  • the Switching delay time taken into account. After the investigation there the evaluation unit 22 a switching signal S to the delay module 20 continue. There, the switching signal S is possibly to withheld a delay time until it reaches the power level 14 is transmitted. From there is called switching pulse A a control stream forwarded to the switching drive 12. Then actuates the switching drive 12 via the switching mechanism 10, the switching contacts 8 simultaneously. The switching contacts 8 close or open at the same time.
  • the determination of the optimized switching time in the evaluation unit 22 depends on what time on the phase position of the control voltage U, the load during the switching process for the conductor L1 associated switching contact 8 is the cheapest. Under favorable here is one To understand as low as possible burnup, so that a long Life of the switch contact 8 is achieved.
  • An essential Criterion for determining the favorable switching time is e.g. the current flowing through when switching the conductor L1. At a high current flow when switching on are the loads for the switching contact 8 by a multiple higher than at low currents.
  • an inductive or an ohmic load 4 acts can possibly the phase relationship between the control voltage U and the current flowing through the conductor L1 current I1 constant be.
  • a known phase position of the control voltage U can therefore in principle be based on the corresponding phase angle of the Current I1 be closed and thus the optimized switching time in view of a favorable phase of the current I1 be determined.
  • the load is turned off is, there is the possibility of the phase of the current I1 directly via the associated ammeters 30 to detect because In this case, a current flows through the ammeter.
  • the Current measuring devices 30 generally detect both the phase position the currents I1 to I3 and the associated currents.
  • the determination of the optimized switching time takes place at the switching device 2 automatically.
  • a self-calibration is performed.
  • Switching is the connection between the phase position the control voltage and the current I1 when switching on and off usually not known exactly or would have at least be determined consuming.
  • the stored current data are in the comparator 26 compared with each other and from the comparison is the best possible switching time based on the phase position of Control voltage U determined. As indication for this becomes for example for the switch-on the minimum of the switching used occurring current. Because only the measured Amperage with regard to the load on the switching contacts 8 is an actual determination of the Phase relationship between the control voltage U and the current I1 not mandatory.
  • this self-calibration is the fact that the specific properties of the load 4 will not be known need to determine the best possible switching time. Furthermore, this self-calibration can be used to check the optimized switching time again and again without much effort be made anew. This causes aging or other effects, such as changes on the load side 4, automatically detected.
  • the control unit is 16 capable of an optimized switching time to be determined when a switching command occurs.
  • the switching signal S from switching operation to switching action by the delay module 20 by a certain Delayed time, so that at different switching operations in each case one of the switching contacts 8 to an optimized Switching time is switched.
  • the delay module 20 is thus achieved that in the middle of each of the switching contacts 8 switched often to a favorable switching time becomes.
  • this is done by the delay module a delay time corresponding to a 120 ° phase shift of the stream at successive Switching operations installed, provided that it is a three-phase system with a constant phase relationship of 120 ° between the current phases of the individual conductors L1 to L3 acts.
  • the in addition to the controller 18, the power stage 14, the switching drive 12 and the measuring device 13 for the controlled variable includes. From the measuring device 13 is the controlled variable, for example the coil current detected and to the controller 18th transmitted.
  • the controller 18 compares the measured coil current with a setpoint and gives in case of deviation from the setpoint a corresponding control pulse to the power stage 14, to change the control current for the switching drive 12 in such a way in that the coil current measured via the measuring device 13 reached the predetermined setpoint.
  • the coil current for example, parameters such as Magnetic flux or the switching speed of the switching contacts 8 are used.
  • the switching speed can be derived for example from the movement of the switching mechanism 10. Here is a low switching speed of the switching contacts advantageous to when closing the switch contacts. 8 to prevent too much so-called bouncing.
  • the functions of the controller 18, the delay module 20 and the evaluation unit 22 are preferably in a microprocessor integrated.

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Abstract

The aim of the invention is to achieve an even burn-off of the switching contacts (8) of a switching device (2), especially a contactor, and hereby ensure as long a service life as possible. To this end, an optimum switching point, in terms of the load of one of the switching contacts (8), is determined depending on a current path that is measured during the switching process and the switching point is shifted by a delay time from switching operation to switching operation. The optimal switching point is preferably determined by self-calibration of the switching device (2).

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Betrieb eines elektromagnetischen Schaltgeräts, insbesondere eines Schützes zum Schalten eines Drehstromverbrauches, bei dem an einen Schaltantrieb ein Schaltimpuls übermittelt wird, und nach Verstreichen einer konstanten Schaltverzugszeit Schalteinheiten betätigt werden, die jeweils einen Schaltkontakt aufweisen und die jeweils für einen Leiter eines Leiternetzes vorgesehen sind, wobei der Stromverlauf in zumindest einem der Leiter gemessen und in Abhängigkeit des gemessenen Stromverlaufs ein optimierter Schaltzeitpunkt im Hinblick auf die Belastung eines der Schaltkontakte ermittelt wird. Die Erfindung bezieht sich weiterhin auf ein elektromagnetisches Schaltgerät, welches insbesondere zur Durchführung eines solchen Verfahrens geeignet ist.The invention relates to a method for operating a electromagnetic switching device, in particular a Contactor for switching a three-phase current consumption at which a switching drive is transmitted a switching pulse, and after elapse of a constant switching delay time switching units be actuated, each a switching contact and each for a conductor of a ladder network are provided, wherein the current flow in at least one the conductor measured and depending on the measured current waveform an optimized switching time with regard to Load of one of the switching contacts is determined. The invention continues to refer to an electromagnetic Switching device, which in particular for carrying out such Method is suitable.

Ein elektromagnetisch betätigtes Schaltgerät, beispielsweise ein Schütz oder ein Relais, dessen Schaltkontakte oder Hauptkontakte die Leiter insbesondere eines Drehstromsystems schalten, weist in der Praxis häufig eine unterschiedliche Abnutzung seiner Schaltkontakte auf. Dies führt zu einem Ausfall des Schaltgeräts sobald einer der bei einem Drehstromsystem vorgesehenen drei Schaltkontakte funktionsunfähig wird. Dies stellte eine erhebliche Einschränkung der Lebensdauer des Schaltgeräts dar. Denn die verbleibenden Schaltkontakte wären oftmals durchaus noch geraume Zeit funktionsfähig.An electromagnetically actuated switching device, for example a contactor or a relay, its switching contacts or main contacts the conductors in particular a three-phase system switch, often has a different in practice Wear of its switching contacts on. This leads to a failure of the switching device as soon as one of the three-phase system provided three switch contacts is disabled. This put a significant limitation on the life of the switching device. Because the remaining switching contacts Often quite some time would still be functional.

Dieser Effekt der unterschiedlichen Abnutzung der Schaltkontakte, auch als Synchronisationseffekt bezeichnet, entsteht dadurch, dass die beim Schalten einem Abbrand unterworfenen Schaltkontakte zu statistisch nicht gleich verteilten Zeitpunkten geschaltet werden. Eine Ursache hierfür liegt beispielsweise in einer netzsynchronen Ansteuerung eines Schaltantriebs, über den die Schaltkontakte betätigt werden. Hierbei erfolgt die Betätigung der Schaltkontakte zu einem festen Schaltzeitpunkt bezüglich derjenigen Phase des Netzes, die für den Schaltantrieb verwendet wird. Da die Belastung der Schaltkontakte bei unterschiedlichen Phasenlagen sehr unterschiedlich sein kann, führt dies zu unterschiedlichen Abbränden der einzelnen Schaltkontakte.This effect of different wear of the switch contacts, also called synchronization effect arises in that the subjected to burn a burn Switch contacts at statistically not evenly distributed times be switched. One reason for this is, for example in a network synchronous control of a Switching drive, via which the switching contacts are actuated. In this case, the actuation of the switching contacts to a fixed switching time with respect to that phase of the network, which is used for the switching drive. Because the burden the switching contacts at different phase angles very different can lead to different burns the individual switching contacts.

Ein Verfahren zum Betrieb eines elektromagnetischen Schaltgeräts gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 ist aus der DE 41 05 698 C2 bekannt. Gemäß diesem Dokument werden die drei Phasen eines Drehstromnetzes bei einer Schalthandlung zu einem günstigen Zeitpunkt bezogen auf die jeweilige Phasenlage der einzelnen Ströme geschaltet. Hierzu ist vorgesehen, dass die Phasenlage des Stroms in einer Bezugsphase gemessen und hieraus ein optimierter Schaltzeitpunkt mittels eines Prozessors abgeleitet wird. Um eine gleichmäßige Belastung der drei Schaltkontakte zu erzielen ist ein Schaltantrieb mit einem konstanten und gleichbleibenden Ein- und Ausschaltverzug vorgesehen, so dass die Schaltkontakte zu einem günstigen Zeitpunkt schließen bzw. öffnen. Der unterschiedlichen Phasenlage der drei Phasen wird dadurch Rechnung getragen, dass zum Betätigen der Schaltkontakte geometrisch unterschiedlich ausgestaltete Schaltstücke vorgesehen sind. Sie weisen beispielsweise einen unterschiedlichen Hub auf, so dass bei Betätigung des Schaltantriebs zuerst die erste Phase und nach einer bestimmten Verzögerung die zweite Phase und nach einer weiteren bestimmten Verzögerung die dritte Phase geschaltet wird.A method of operating an electromagnetic switching device according to the preamble of claim 1 is known from DE 41 05 698 C2 known. According to this document, the three Phases of a three-phase network in a switching operation to a favorable time relative to the respective phase position switched the individual streams. For this purpose, it is provided that measured the phase angle of the current in a reference phase and from this an optimized switching time by means of a processor is derived. To a uniform load of the three To achieve switching contacts is a switching drive with a constant and constant on and off delay provided so that the switch contacts at a convenient time close or open. The different phase position The three phases are taken into account by the fact that to actuate the switching contacts geometrically differently configured Switching pieces are provided. They point, for example a different stroke on, so when pressed of the switching drive first, the first phase and after a certain Delay the second phase and after another certain delay the third phase is switched.

Gemäß der DE 41 05 698 C2 werden also ausgehend von der Ermittlung eines optimierten Schaltzeitpunkts bezüglich einer Bezugsphase die weiteren Phasen mit Hilfe mechanischer Elemente verzögert geschalten, so dass auch diese zu einem günstigen Zeitpunkt schließen bzw. öffnen. Die Einstellung einer Verzögerungszeit mit mechanischen Mitteln ist jedoch konstruktiv aufwendig und nur bedingt zuverlässig. According to DE 41 05 698 C2, therefore, starting from the determination an optimized switching time with respect to a Reference phase the other phases with the help of mechanical elements Delayed switched, so that too at a favorable Close or open the time. The setting of a Delay time by mechanical means, however, is constructive consuming and only partially reliable.

Aus der US 5,430,599 ist ein Schaltsystem zu entnehmen, welches insbesondere für die Anwendung in der Starkstromtechnik vorgesehen ist, und welches Temperatureinflüsse aus der Umgebung einer Schaltvorrichtung berücksichtigt. Um einen möglichst günstigen Schaltzeitpunkt bezüglich der Phasenlage zu erreichen, wird eine Schaltverzugszeit zwischen einem Schaltimpuls und dem tatsächlichen Öffnen bzw. Schließen eines Schaltkontakts ermittelt. Diese Schaltverzugszeit kann auf diesem Gebiet der Starkstromtechnik für die unterschiedlichen Phasen unterschiedliche Werte annehmen. Aufgrund der unterschiedlichen Schaltverzugszeiten für die unterschiedlichen Phasen ist zur Erzielung eines möglichst günstigen Schaltzeitpunkts vorgesehen, dass jede Phase separat geschalten wird. Dies hat den Nachteil, dass für jede Phase eine eigenständige Unterbrechereinheit vorgesehen sein muss, und dass für jede Phase ein günstiger Schaltzeitpunkt ermittelt werden muss.From US 5,430,599 a switching system can be seen, which especially for use in heavy current engineering is provided, and what temperature influences from the environment considered a switching device. To one as possible favorable switching time with respect to the phase angle reach, a switching delay time between a switching pulse and the actual opening or closing of a Switch contact determined. This switching delay time can be up This field of power engineering for the different Phases take different values. Due to the different Switching delay times for the different Phases is to achieve the best possible switching time provided that each phase switched separately becomes. This has the disadvantage that for each phase a separate Interrupter unit must be provided, and that For each phase, a favorable switching time can be determined got to.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei einem Schaltgerät einen gleichmäßigen Abbrand der unterschiedlichen Schaltkontakte mit einfachen Mitteln zu ermöglichen.The invention is based on the object with a switching device a uniform burn of the different switching contacts with simple means.

Die Aufgabe wird gemäß der Erfindung gelöst durch ein Verfahren zum Betrieb eines elektromagnetisches Schaltgeräts, insbesondere eines Schützes zum Schalten eines Drehstromverbrauchers, wobei

  • an einen Schaltantrieb ein Schaltimpuls übermittelt wird,
  • nach Verstreichen einer konstanten Schaltverzugszeit Schalteinheiten betätigt werden, die jeweils einen Schaltkontakt aufweisen, und die jeweils für einen Leiter eines Leiternetzes vorgesehen sind
  • der Stromverlauf in zumindest einem der Leiter gemessen wird,
  • in Abhängigkeit des gemessenen Stromverlaufs ein optimierter Schaltzeitpunkt im Hinblick auf die Belastung eines der Schaltkontakte ermittelt wird, und
  • bei unterschiedlichen Schalthandlungen unterschiedliche Schaltzeitpunkte für eine gleichmäßige Belastung der jeweiligen Schaltkontakte gewählt werden.
The object is achieved according to the invention by a method for operating an electromagnetic switching device, in particular a contactor for switching a three-phase current consumer, wherein
  • a switching pulse is transmitted to a switching drive,
  • after elapse of a constant switching delay time switching units are actuated, each having a switching contact, and which are each provided for a conductor of a conductor network
  • the current profile is measured in at least one of the conductors,
  • depending on the measured current profile, an optimized switching time with respect to the load of one of the switching contacts is determined, and
  • be selected at different switching operations different switching times for a uniform load of the respective switching contacts.

Der gleichmäßige Abbrand oder die gleichmäßige Belastung der unterschiedlichen Schaltkontakte über die Lebensdauer des Schaltgeräts wird also dadurch erreicht, dass bei jeweils einer Schalthandlung jeweils eine Phase zu einem optimierten Zeitpunkt geschalten wird, und dass bei unterschiedlichen Schalthandlungen unterschiedliche Phasen zu einem optimierten Zeitpunkt geschalten werden. Eine wichtige Voraussetzung hierfür ist in der konstanten Schaltverzugszeit zu sehen, die ein definiertes Schalten der Schaltkontakte zu einem gewünschten Zeitpunkt ermöglicht. Je nachdem welche Phase optimiert geschaltet werden soll, wird zusätzlich zu der konstanten Schaltverzugszeit eine von Schalthandlung zu Schalthandlung unterschiedliche Verzögerungszeit hinzugefügt.The uniform burning or even loading of the different switching contacts over the life of the Switching device is thus achieved by that in each case one Switching action one phase each to an optimized Time is switched, and that at different Switching actions different phases to an optimized Time to be switched. An important requirement this can be seen in the constant switching delay time, the a defined switching of the switching contacts to a desired Time allows. Depending on which phase is optimized is to be switched, in addition to the constant Switching delay time one from switching operation to switching operation added different delay time.

Durch diese Maßnahme des wechselweisen Schaltens der einzelnen Phasen zu optimierten Schaltzeitpunkten wird ein gleichmäßiger Abbrand aller Schaltkontakte über die Lebensdauer des Schaltgeräts hinweg mit einfachen Mitteln ermöglicht. Eine aufwendige mechanische Einstellung von unterschiedlichen Verzögerungszeiten für die verschiedenen Phasen oder unabhängig voneinander ansteuerbare Schaltmechanismen für die einzelnen Phasen sind nicht notwendig.By this measure, the alternate switching of the individual Phases at optimized switching times becomes more uniform Burning of all switching contacts over the life of the Switching away with simple means. A complicated mechanical adjustment of different delay times for the different phases or independently mutually controllable switching mechanisms for the individual Phases are not necessary.

In einer besonders zweckdienlichen Ausbildung kalibriert sich das Schaltgerät automatisch auf einen optimierten Schaltzeitpunkt, indem bei den ersten Schalthandlungen des Schaltgeräts der Schaltzeitpunkt verändert, der zu dem jeweiligen Schaltzeitpunkt gehörige Stromverlauf erfasst und aus einem Vergleich der erfassten Stromverläufe der optimierte Schaltzeitpunkt ermittelt wird..Bei der Ermittlung des Stromverlaufs wird hierbei bevorzugt sowohl die Phasenlage des Stroms als auch die Stromstärke ermittelt. In a particularly useful training calibrated the switching device automatically to an optimized switching time, by at the first switching operations of the switching device the switching time changed, the at the respective switching time belonging to current history and from a comparison the recorded current waveforms the optimized switching time is determined..In the determination of the current waveform In this case, both the phase position of the current as preferred also determines the current.

Mit der automatischen Kalibrierung ist ein aufwendiges Einstellen eines optimierten Schaltzeitpunkts nicht notwendig. Vielmehr erkennt das Schaltgerät selbst den günstigsten Schaltzeitpunkt. Dabei fließen automatisch die speziellen Eigenschaften des Lastkreises ein, welcher mit dem Schaltgerät geschaltet wird. Die Parameter des Lastkreises müssen demnach nicht explizit bekannt sein. Vielmehr erkennt das Schaltgerät anhand des gemessenen Stromverlaufs selbst, wann ein günstiger Schaltzeitpunkt vorliegt. Es ist daher für die Funktion des Schaltgeräts unerheblich, ob das Schaltgerät zum Schalten einer kapazitiven, induktiven oder ohmschen Last vorgesehen ist. Die automatische Kalibrierung ist insbesondere auch dann von entscheidendem Vorteil, wenn an dem Lastkreis Modifikationen vorgenommen werden. Diese werden ebenfalls automatisch erfasst.With the automatic calibration is a complicated setting an optimized switching time is not necessary. Rather, the switching device recognizes even the cheapest Switching time. The special properties automatically flow of the load circuit, which with the switching device is switched. The parameters of the load circuit must therefore not explicitly known. Rather, the switching device recognizes on the basis of the measured current profile itself, when a cheaper Switching time is present. It is therefore for the function of the switching device irrelevant, whether the switching device for switching a capacitive, inductive or resistive load provided is. The automatic calibration is especially then of decisive advantage, if at the load circuit modifications be made. These will also be automatic detected.

Vorzugsweise wird nach der Eigenkalibrierung der Schaltzeitpunkt von Schalthandlung zu Schalthandlung um eine konstante Verzögerungszeit verschoben, die insbesondere einer Strom-Phasendifferenz von 120° in den Leitern eines Drehstromnetzes entspricht. Damit wird in einfacher Weise gewährleistet, dass die unterschiedlichen Leiter/Phasen abwechselnd zu einem günstigen Zeitpunkt geschalten werden.Preferably, after the self-calibration of the switching time from switching to switching to a constant Delay time shifted, in particular, a current phase difference of 120 ° in the conductors of a three-phase network equivalent. This ensures in a simple manner that the different conductors / phases alternately to a favorable Time to be switched.

Vorzugsweise ist für den Betrieb des Schaltgeräts eine aus dem Leiternetz bereitgestellte oder dem Leiternetz synchrone Steuerspannung vorgesehen, wobei der Schaltzeitpunkt auf die Phasenlage der Steuerspannung bezogen wird. Die Steuerspannung bietet damit eine gute Referenzmöglichkeit zur Bestimmung des Schaltzeitpunkts.Preferably, one for the operation of the switching device provided to the ladder network or synchronous to the ladder network Control voltage provided, the switching time on the Phase relation of the control voltage is related. The control voltage thus offers a good reference option for determination of the switching time.

Vorteilhafterweise wird der Stromverlauf in jedem der einzelnen Leiter erfasst, um zu ermöglichen, dass für jede Phase ein optimierter Schaltzeitpunkt ermittelt und ggf. die Verzögerungszeit entsprechend eingestellt wird. Advantageously, the current profile in each of the individual Head captures to allow for each phase an optimized switching time is determined and, if necessary, the delay time is adjusted accordingly.

Zur Gewährleistung einer konstanten Schaltverzugszeit wird gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Schaltantrieb intern mit Gleichstrom betrieben. Dabei kann er extern mit Gleich- oder Wechselspannung angesteuert werden. Bei intern wechselstrombetriebenen Schaltantrieben besteht generell das Problem, dass die Schalthandlung nur zu bestimmten Phasenlagen der Steuerspannung vorgenommen wird. Selbst bei einer statistisch gleichmäßigen Verteilung über die Phasenlagen der Steuerspannung für den Schaltantrieb kommt es daher zu einer Häufung der Schalthandlungen bei bestimmten Phasenlagen. Diese Synchronisation bewirkt, dass bei wechselstromangetriebenen Schaltantrieben in der Regel kein konstanter Schaltverzug möglich ist, und dass damit ein gleichmäßiger Abbrand der Schaltkontakte kaum erreichbar ist.To ensure a constant switching delay time is according to an advantageous embodiment of the switching drive internally operated with direct current. He can externally with DC or AC voltage can be controlled. At internally AC-powered switchgear is generally the Problem that the switching action only to certain phases the control voltage is made. Even with one statistically even distribution over the phase positions of the Control voltage for the switching drive, therefore, it comes to a Accumulation of switching operations at certain phase angles. These Synchronization causes AC-powered Switching actuators usually no constant switching delay is possible, and that thus a uniform burning of the Switching contacts is hardly achievable.

Vorzugsweise wird der Wechselstrom einer Phase des Leiternetzes, die insbesondere auch die Steuerspannung für das Schaltgerät bereitstellt, oder ein dem Leiternetz synchroner Wechselstrom zur Erzeugung des Gleichstroms für den Schaltantrieb gleichgerichtet.Preferably, the alternating current of a phase of the conductor network, in particular, the control voltage for the switching device or a synchronous AC synchronous to the ladder network for generating the direct current for the switching drive rectified.

Zur Gewährleistung einer konstanten Schaltverzugszeit wird zudem in einer bevorzugten Ausführung der Schaltantrieb insbesondere elektronisch geregelt. Die Schaltverzugszeit wird damit also durch einen Regelkreis permanent überwacht und eingestellt. Damit ist ein geeigneter Schaltverzug über die gesamte Lebensdauer selbst bei Alterungserscheinungen gewährleistet.To ensure a constant switching delay time is In addition, in a preferred embodiment of the switching drive in particular electronically controlled. The switching delay time is so that it is permanently monitored by a control circuit and set. This is a suitable switching delay over the guaranteed lifetime even with aging.

Vorzugsweise wird hierbei der Spulenstrom für eine Magnetspule des Schaltantriebs auf einen konstanten Wert geregelt.Preferably, in this case, the coil current for a magnetic coil of the switching drive to a constant value.

In weiteren bevorzugten Alternativen kann die Geschwindigkeit des Schaltvorgangs, also die des Schaltantriebs, oder der Magnetfluss in der Spule geregelt werden. Im Hinblick auf die Geschwindigkeit des Schaltvorgangs ist eine kleine Geschwindigkeit von Vorteil, um ein günstiges Prellverhalten beim Betätigen der Schaltkontakte zu erzielen.In other preferred alternatives, the speed the switching process, that of the switching drive, or the magnetic flux be controlled in the coil. In terms of Speed of the gearshift is a small speed advantageous to a favorable bounce behavior when pressing to achieve the switching contacts.

Die Aufgabe wird gemäß der Erfindung weiterhin gelöst durch ein elektromagnetisches Schaltgerät, insbesondere ein Schütz zum Schalten eines Drehstromverbrauchers, mit

  • einem Schaltantrieb, der mit Schalteinheiten verbunden ist, die jeweils einen Schaltkontakt umfassen und die für jeweils einen der Leiter eines Leiternetzes vorgesehen sind,
  • einer konstanten Schaltverzugszeit zwischen einen an den Schaltantrieb übermittelten Schaltimpuls und dem Betätigen der Schalteinheiten, also dem Schließ- bzw. Öffnungszeitpunkt der jeweiligen Schaltkontakte,
  • zumindest einem Strommessgerät zur Erfassung des Stromverlaufs in zumindest einem der Leiter, und mit
  • einer Steuereinheit zur Ermittlung eines optimierten Schaltzeitpunkts in Abhängigkeit des Stromverlaufs und im Hinblick auf die Belastung eines der Schaltkontakte, und mit
  • einem Verzögerungsmodul, durch das der Schaltzeitpunkt zwischen einzelnen Schalthandlungen um eine Verzögerungszeit verschiebbar ist.
The object is further achieved according to the invention by an electromagnetic switching device, in particular a contactor for switching a three-phase load, with
  • a switching drive, which is connected to switching units, each comprising a switching contact and which are provided for in each case one of the conductors of a conductor network,
  • a constant switching delay time between a switching pulse transmitted to the switching drive and the actuation of the switching units, ie the closing or opening time of the respective switching contacts,
  • at least one ammeter for detecting the current flow in at least one of the conductors, and with
  • a control unit for determining an optimized switching time as a function of the current profile and with regard to the load of one of the switching contacts, and with
  • a delay module, by which the switching time between individual switching operations is displaceable by a delay time.

Ein derartiges Schaltgerät dient insbesondere zur Durchführung des beschriebenen Verfahrens. Die im Hinblick auf das Verfahren angeführten bevorzugten Ausführungsformen und Vorteile sind sinngemäß auf das Schaltgerät zu übertragen. Besonders bevorzugte Ausführungsformen des Schaltgeräts sind in den Unteransprüchen niedergelegt.Such a switching device is used in particular for implementation of the described method. The with regard to the Methods cited preferred embodiments and advantages are to be transferred analogously to the switching device. Especially preferred embodiments of the switching device are in laid down the dependent claims.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird anhand der Zeichnung näher erläutert. Die einzige Figur der Zeichnung ist eine stark vereinfachte Blockbilddarstellung eines an einem Leiternetz angeschlossenen Schaltgeräts. An embodiment of the invention will be with reference to the drawing explained in more detail. The only figure of the drawing is a simplistic block diagram representation of a on a Ladder network connected switching device.

Gemäß der Figur ist ein Schaltgerät 2 zum Schalten der Phasen-Leiter L1 bis L3 eines Leiternetzes vorgesehen. Die Leiter L1 bis L3 sind insbesondere Teil eines Drehstromsystems und versorgen eine Last 4. Das Schaltgerät 2 ist als elektromagnetisches Schaltgerät und insbesondere als Schütz ausgebildet.According to the figure, a switching device 2 for switching the phase conductors L1 to L3 of a ladder network provided. The ladder L1 to L3 are in particular part of a three-phase system and supply a load 4. The switching device 2 is electromagnetic Switching device and in particular designed as a contactor.

Zum Schalten der Leiter L1 bis L3 weist das Schaltgerät 2 für jede der Phasen eine Schalteinheit 6 mit einem jeweiligen Schaltkontakt 8 auf. Die Schaltkontakte 8 sind über eine Schaltmechanik 10 mit einem gemeinsamen Schaltantrieb 12 verbunden. Der Schaltantrieb 12 ist insbesondere als Magnetspule ausgebildet. Zum Schaltantrieb 12 zugehörig ist eine Messeinrichtung 13 für eine Regelgröße.For switching the conductor L1 to L3, the switching device 2 for each of the phases has a switching unit 6 with a respective one Switching contact 8. The switching contacts 8 are connected via a Switching mechanism 10 connected to a common switching drive 12. The switching drive 12 is in particular as a magnetic coil educated. For switching drive 12 belonging to a measuring device 13 for a controlled variable.

Die Schalteinheit 12 steht mit einer Leistungsstufe 14 einer Steuereinheit 16 in Verbindung. Die Steuereinheit 16 weist darüber hinaus einen Regler 18, ein Verzögerungsmodul 20 sowie eine Auswerteeinheit 22 auf, die zur Ermittlung eines günstigen Schaltzeitpunkts dient. Die Auswerteeinheit 22 umfasst einen Speicher 24 sowie einen Komparator 26, die zum Datenaustausch miteinander verbunden sind. Die Auswerteeinheit 22 ist über Datenleitungen 28 jeweils mit den jeweiligen Leiter L1 bis L3 zugeordneten Strommessgeräten 30 verbunden.The switching unit 12 is connected to a power stage 14 a Control unit 16 in conjunction. The control unit 16 has In addition, a controller 18, a delay module 20 and an evaluation unit 22, which is used to determine a favorable switching time is used. The evaluation unit 22 comprises a memory 24 and a comparator 26, which for Data exchange are interconnected. The evaluation unit 22 is via data lines 28 each with the respective Head L1 to L3 associated power meters 30 connected.

Vom Leiter L1 des Leiternetzes greift im Ausführungsbeispiel ein Gleichrichter 34 den Wechselstrom ab, richtet ihn gleich und versorgt die Steuereinheit 16 mit Gleichstrom. Der Wechselstrom kann alternativ auch von einer zu einer der Phasen L1 bis L3 des Leiternetzes synchronen Spannungsquelle abgegriffen werden. Der Schaltantrieb 12 wird von der Steuereinheit 16 über die Leistungsstufe 14 mit Gleichstrom versorgt. Der gleichstrombetriebene Schaltantrieb 12 ist wesentlich für eine konstante Schaltverzugszeit. Unter Schaltverzugszeit wird hierbei die Zeit verstanden, die von der Übermittlung eines Schaltimpulses A an den Schaltantrieb 12 bis zum Schließen bzw. Öffnen der Schaltkontakte 8 verstreicht. From the conductor L1 of the ladder network engages in the embodiment a rectifier 34 from the AC, directs him the same and supplies the control unit 16 with DC power. The alternating current Alternatively, it can also move from one to one of the phases L1 to L3 of the ladder network synchronous voltage source tapped become. The switching drive 12 is from the control unit 16 supplied via the power stage 14 with DC. The DC driven switching drive 12 is essential for a constant switching delay time. Under switching delay time this is the time understood by the transmission a switching pulse A to the switching drive 12 to the Closing or opening the switch contacts 8 elapses.

Die Wechselspannung des Leiters L1 wird als Steuerspannung U für die Steuereinheit 16 herangezogen. Sie wird an die Auswerteeinheit 22 übermittelt, um ihre Phasenlage auszuwerten und als Referenzphasenlage zu verwenden.The AC voltage of the conductor L1 is used as the control voltage U used for the control unit 16. It is sent to the evaluation unit 22 transmitted to evaluate their phase position and to be used as reference phase position.

Beim Betrieb des Schaltgeräts 2 wird bei einem Schaltbefehl, also sowohl beim Einschalten als auch beim Ausschalten der Last 4, von der Auswerteeinheit 22 in Abhängigkeit der Steuerspannung U ein nächster Schaltzeitpunkt ermittelt, der für das Schalten einer der Schalteinheiten 6 möglichst günstig ist. Beispielsweise ermittelt die Auswerteeinheit 22 einen optimierten Schaltzeitpunkt für den Leiter L1, von dem die Steuerspannung U abgegriffen wird.During operation of the switching device 2 is at a switching command, So both when switching on and off the Load 4, from the evaluation unit 22 in response to the control voltage U determines a next switching time, which for the switching of one of the switching units 6 as low as possible is. For example, the evaluation unit 22 determines a optimized switching time for the conductor L1, of which the Control voltage U is tapped.

Bei der Ermittlung des optimierten Schaltzeitpunkts wird die Schaltverzugszeit berücksichtigt. Nach der Ermittlung gibt die Auswerteeinheit 22 ein Schaltsignal S an das Verzögerungsmodul 20 weiter. Dort wird das Schaltsignal S ggf. um eine Verzögerungszeit zurückgehalten, bis es an die Leistungsstufe 14 übermittelt wird. Von dort wird als Schaltimpuls A ein Steuerstrom an den Schaltantrieb 12 weitergeleitet. Daraufhin betätigt der Schaltantrieb 12 über die Schaltmechanik 10 die Schaltkontakte 8 gleichzeitig. Die Schaltkontakte 8 schließen bzw. öffnen also zum gleichen Zeitpunkt.When determining the optimized switching time, the Switching delay time taken into account. After the investigation there the evaluation unit 22 a switching signal S to the delay module 20 continue. There, the switching signal S is possibly to withheld a delay time until it reaches the power level 14 is transmitted. From there is called switching pulse A a control stream forwarded to the switching drive 12. Then actuates the switching drive 12 via the switching mechanism 10, the switching contacts 8 simultaneously. The switching contacts 8 close or open at the same time.

Die Ermittlung des optimierten Schaltzeitpunkts in der Auswerteeinheit 22 richtet sich danach, zu welchem Zeitpunkt bezogen auf die Phasenlage der Steuerspannung U die Belastung beim Schaltvorgang für den dem Leiter L1 zugeordneten Schaltkontakt 8 am günstigsten ist. Unter günstig ist hierbei ein möglichst geringer Abbrand zu verstehen, so dass eine lange Lebensdauer des Schaltkontakts 8 erzielt wird. Ein wesentliches Kriterium für die Ermittlung des günstigen Schaltzeitpunkts ist z.B. der beim Einschalten fließende Strom durch den Leiter L1. Bei einem hohen Stromdurchfluss beim Einschalten sind die Belastungen für den Schaltkontakt 8 um ein Vielfaches höher als bei geringen Strömen.The determination of the optimized switching time in the evaluation unit 22 depends on what time on the phase position of the control voltage U, the load during the switching process for the conductor L1 associated switching contact 8 is the cheapest. Under favorable here is one To understand as low as possible burnup, so that a long Life of the switch contact 8 is achieved. An essential Criterion for determining the favorable switching time is e.g. the current flowing through when switching the conductor L1. At a high current flow when switching on are the loads for the switching contact 8 by a multiple higher than at low currents.

In Abhängigkeit der Art der Last 4, ob es sich um eine kapazitive, eine induktive oder eine ohmsche Last 4 handelt, kann unter Umständen die Phasenbeziehung zwischen der Steuerspannung U und dem durch den Leiter L1 fließenden Strom I1 konstant sein. Bei bekannter Phasenlage der Steuerspannung U kann daher prinzipiell auf die entsprechende Phasenlage des Stroms I1 geschlossen werden und somit der optimierte Schaltzeitpunkt im Hinblick auf eine günstige Phasenlage des Stroms I1 ermittelt werden. Falls die Last ausgeschaltet werden soll, besteht die Möglichkeit, die Phasenlage des Stroms I1 direkt über das zugeordnete Strommessgerät 30 zu erfassen, da in diesem Fall über das Strommessgerät ein Strom fließt. Die Strommessgeräte 30 erfassen im Allgemeinen sowohl die Phasenlage der Ströme I1 bis I3 sowie die zugehörigen Stromstärken.Depending on the type of load 4, whether it is a capacitive, an inductive or an ohmic load 4 acts can possibly the phase relationship between the control voltage U and the current flowing through the conductor L1 current I1 constant be. With a known phase position of the control voltage U can therefore in principle be based on the corresponding phase angle of the Current I1 be closed and thus the optimized switching time in view of a favorable phase of the current I1 be determined. If the load is turned off is, there is the possibility of the phase of the current I1 directly via the associated ammeters 30 to detect because In this case, a current flows through the ammeter. The Current measuring devices 30 generally detect both the phase position the currents I1 to I3 and the associated currents.

Die Bestimmung des optimierten Schaltzeitpunkts erfolgt bei dem Schaltgerät 2 automatisch. Bei den ersten Schalthandlungen wird eine Eigenkalibrierung vorgenommen. Denn beim erstmaligen Schalten ist der Zusammenhang zwischen der Phasenlage der Steuerspannung und des Stroms I1 beim Ein- und Ausschalten in aller Regel nicht exakt bekannt oder müsste zumindest aufwendig bestimmt werden.The determination of the optimized switching time takes place at the switching device 2 automatically. At the first switching operations a self-calibration is performed. For the first time Switching is the connection between the phase position the control voltage and the current I1 when switching on and off usually not known exactly or would have at least be determined consuming.

Zur automatischen Kalibrierung wird daher bei den ersten Schalthandlungen von der Auswerteeinheit 22 zunächst zu beliebigen Schaltzeitpunkten ein Schaltsignal S abgegeben und unverzögert an den Schaltantrieb 12 als Schaltimpuls I weitergeleitet. Der beim Schalten fließende Strom I1 bis I3 in den einzelnen Leitern L1 bis L3 wird von den Strommessgeräten 30 erfasst und an den Speicher 24 übermittelt. Bei der nächsten Schalthandlung wird das Schaltsignal S bezogen auf die Phasenlage der Steuerspannung U zu einem veränderten Zeitpunkt abgegeben und es werden erneut die Ströme I1 bis 13 im Speicher 24 abgespeichert. Dies erfolgt über mehrere Schalthandlungen hinweg, wobei jedesmal das Schaltsignal S zu den vorhergehenden Schaltsignalen um einen bestimmten Wert bezogen auf die Phasenlage der Steuerspannung U versetzt abgegeben wird. Die abgespeicherten Stromdaten werden im Komparator 26 miteinander verglichen und aus dem Vergleich wird der bestmögliche Schaltzeitpunkt bezogen auf die Phasenlage der Steuerspannung U ermittelt. Als Indiz hierfür wird beispielsweise für den Einschaltvorgang das Minimum des beim Schalten auftretenden Stroms herangezogen. Da lediglich die gemessene Stromstärke im Hinblick auf die Belastung der Schaltkontakte 8 von Interesse ist, ist eine tatsächliche Ermittlung der Phasenbeziehung zwischen der Steuerspannung U und dem Strom I1 nicht zwingend erforderlich.For automatic calibration is therefore at the first Switching operations from the evaluation unit 22 initially to arbitrary Switching times issued a switching signal S and instantaneously forwarded to the switching drive 12 as a switching pulse I. The current flowing during switching current I1 to I3 in the individual conductors L1 to L3 is from the ammeters 30 detected and transmitted to the memory 24. At the next Switching action is the switching signal S based on the Phase position of the control voltage U at a different time are discharged and there are again the currents I1 to 13 in Memory 24 stored. This is done via several switching operations away, each time the switching signal S to the previous switching signals by a certain value delivered offset to the phase angle of the control voltage U becomes. The stored current data are in the comparator 26 compared with each other and from the comparison is the best possible switching time based on the phase position of Control voltage U determined. As indication for this becomes for example for the switch-on the minimum of the switching used occurring current. Because only the measured Amperage with regard to the load on the switching contacts 8 is an actual determination of the Phase relationship between the control voltage U and the current I1 not mandatory.

Da sich für den Einschaltvorgang und den Ausschaltvorgang unterschiedliche Kriterien für günstige Schaltzeitpunkte ergeben, wird diese Eigenkalibrierung für den Einschaltvorgang und den Ausschaltvorgang vorzugsweise getrennt vorgenommen. Beim Ausschaltvorgang kann als Referenzphasenlage für die Kalibrierung auch eine der drei Stromphasenlagen herangezogen werden.Since different for the switch-on and the switch-off Give criteria for favorable switching times, this self-calibration becomes for the switch-on process and the turn-off preferably made separately. When switching off can be used as a reference phase position for the calibration also one of the three current phase positions used become.

Der Vorteil dieser Eigenkalibrierung ist darin zu sehen, dass die spezifischen Eigenschaften der Last 4 nicht bekannt sein müssen, um den bestmöglichsten Schaltzeitpunkt zu ermitteln. Weiterhin kann diese Eigenkalibrierung zur Überprüfung des optimierten Schaltzeitpunkts immer wieder ohne größeren Aufwand von Neuem vorgenommen werden. Dadurch werden Alterungserscheinungen oder sonstige Effekte, wie beispielsweise Änderungen auf der Lastseite 4, automatisch erfasst.The advantage of this self-calibration is the fact that the specific properties of the load 4 will not be known need to determine the best possible switching time. Furthermore, this self-calibration can be used to check the optimized switching time again and again without much effort be made anew. This causes aging or other effects, such as changes on the load side 4, automatically detected.

Sobald die Eigenkalibrierung durchgeführt ist, ist die Steuereinheit 16 in der Lage, einen optimierten Schaltzeitpunkt bei Auftreten eines Schaltbefehls zu ermitteln. Um nun für einen gleichmäßigen Abbrand der drei Schaltkontakte 8 zu sorgen, wird das Schaltsignal S von Schalthandlung zu Schalthandlung durch das Verzögerungsmodul 20 um eine bestimmte Zeit verzögert, so dass bei unterschiedlichen Schalthandlungen jeweils einer der Schaltkontakte 8 zu einem optimierten Schaltzeitpunkt geschaltet wird. Durch das Verzögerungsmodul 20 wird also erreicht, dass im Mittel jeder der Schaltkontakte 8 gleich oft zu einem günstigen Schaltzeitpunkt geschaltet wird. Im einfachsten Fall wird hierbei von dem Verzögerungsmodul eine Verzögerungszeit entsprechend einer 120°-Phasenverschiebung des Stroms bei aufeinanderfolgenden Schalthandlungen eingebaut, sofern es sich um ein Drehstromsystem mit einer konstanten Phasenbeziehung von 120° zwischen den Stromphasen der einzelnen Leiter L1 bis L3 handelt.Once the self-calibration is done, the control unit is 16 capable of an optimized switching time to be determined when a switching command occurs. Order now for to ensure uniform burnup of the three switching contacts 8, is the switching signal S from switching operation to switching action by the delay module 20 by a certain Delayed time, so that at different switching operations in each case one of the switching contacts 8 to an optimized Switching time is switched. Through the delay module 20 is thus achieved that in the middle of each of the switching contacts 8 switched often to a favorable switching time becomes. In the simplest case, this is done by the delay module a delay time corresponding to a 120 ° phase shift of the stream at successive Switching operations installed, provided that it is a three-phase system with a constant phase relationship of 120 ° between the current phases of the individual conductors L1 to L3 acts.

Ein wesentlicher Punkt bei der Gewährleistung eines gleichmäßigen Abbrands aller drei Schaltkontakte 8 ist in der konstanten Schaltverzugszeit zu sehen. Es ist daher wesentlich, dass der Schaltverzug konstant gehalten wird. Hierzu ist bei dem Schaltgerät 2 zum einen vorgesehen, dass der Schaltantrieb 12 mit Gleichstrom betrieben wird. Denn bei wechselstrombetriebenen Schaltantrieben in Form von Magnetspulen variiert die Schaltverzugszeit mitunter stark in Abhängigkeit der Phasenlage und dem Spannungswert der Ansteuerspannung für den Schaltantrieb 12.A key point in ensuring a consistent Burning of all three switching contacts 8 is in the constant Switching delay time to see. It is therefore essential that the switching delay is kept constant. This is at the switching device 2 on the one hand provided that the switching drive 12 is operated with DC. Because with AC-powered Switching drives in the form of magnetic coils varies the switching delay time sometimes strongly depending the phase position and the voltage value of the drive voltage for the switching drive 12th

Als weitere Maßnahme zur Gewährleistung einer konstanten Schaltverzugszeit ist zudem ein Regelkreis vorgesehen, der neben dem Regler 18 die Leistungsstufe 14, den Schaltantrieb 12 und die Messeinrichtung 13 für die Regelgröße umfasst. Von der Messeinrichtung 13 wird die Regelgröße, beispielsweise der Spulenstrom, erfasst und an den Regler 18 übermittelt. Der Regler 18 vergleicht den gemessenen Spulenstrom mit einem Sollwert und gibt bei Abweichung vom Sollwert einen entsprechenden Regelimpuls an die Leistungsstufe 14 ab, um den Steuerstrom für den Schaltantrieb 12 derart zu verändern, dass der über die Messeinrichtung 13 gemessene Spulenstrom den vorgegebenen Sollwert erreicht. Alternativ zu dem Spulenstrom können beispielsweise auch Parameter wie der Magnetfluss oder die Schaltgeschwindigkeit der Schaltkontakte 8 herangezogen werden. Die Schaltgeschwindigkeit lässt sich beispielsweise aus der Bewegung der Schaltmechanik 10 ableiten. Dabei ist eine geringe Schaltgeschwindigkeit der Schaltkontakte von Vorteil, um beim Schließen der Schaltkontakte 8 ein zu starkes sogenanntes Prellen zu verhindern.As another measure to ensure a constant Schaltverzugszeit is also provided a control loop, the in addition to the controller 18, the power stage 14, the switching drive 12 and the measuring device 13 for the controlled variable includes. From the measuring device 13 is the controlled variable, for example the coil current detected and to the controller 18th transmitted. The controller 18 compares the measured coil current with a setpoint and gives in case of deviation from the setpoint a corresponding control pulse to the power stage 14, to change the control current for the switching drive 12 in such a way in that the coil current measured via the measuring device 13 reached the predetermined setpoint. alternative to The coil current, for example, parameters such as Magnetic flux or the switching speed of the switching contacts 8 are used. The switching speed can be derived for example from the movement of the switching mechanism 10. Here is a low switching speed of the switching contacts advantageous to when closing the switch contacts. 8 to prevent too much so-called bouncing.

Die Funktionen des Reglers 18, des Verzögerungsmoduls 20 sowie der Auswerteeinheit 22 sind vorzugsweise in einem Mikroprozessor integriert.The functions of the controller 18, the delay module 20 and the evaluation unit 22 are preferably in a microprocessor integrated.

Claims (14)

  1. Method for operating an electromagnetic switching device (2), in particular a contactor for switching a three-phase alternating current load (4), wherein
    a switching pulse (A) is transmitted to a contact module (12),
    after a constant switching delay has elapsed, switching elements (6) are actuated each of which has a switching contact (8) and each of which is provided for a conductor (L1 to L3) of a conductor network,
    the current flow is measured in at least one of the conductors (L1) and
    as a function of the measured current flow, an optimised switching instant in terms of the load on one of the switching contacts (8) is determined
       characterised in that
    when there are different switching actions, different switching instants are selected to ensure even loading of the respective switching contacts (8).
  2. Method according to Claim 1, characterised in that
       the switching device (2) automatically calibrates itself to the optimised switching instant whereby, during the first switching actions, the switching instant is changed, the current flow associated with the respective switching instant is registered and the optimised switching instant is determined from a comparison of the registered current flows.
  3. Method according to Claim 2, characterised in that
       after self-calibration, the switching instant is shifted from one switching action to the next by a constant delay.
  4. Method according to one of the preceding Claims, characterised in that
       a control voltage (U) which is made available from the conductor network or which is synchronous with the conductor network is provided for operating the switching device (2) and the optimised switching instant is referred to the phase angle of the control voltage (U).
  5. Method according to one of the preceding Claims, characterised in that
       the current flow is registered in each of the conductors (L1-L3).
  6. Method according to one of the preceding Claims, characterised in that
       in order to ensure a constant switching delay, the contact module (12) is operated with direct current.
  7. Method according to Claim 6, characterised in that
       an alternating current of the conductor network or an alternating current synchronous with the conductor network is rectified for generating the direct current for the contact module (12).
  8. Method according to one of the preceding Claims, characterised in that
       the contact module (12) is regulated to ensure a constant switching delay.
  9. Method according to Claim 8, characterised in that
       the coil current of the contact module (12) embodied as a magnetic coil is regulated to a constant value.
  10. Electromagnetic switching device (2), in particular a contactor for switching a three-phase alternating current load (4), with
    a contact module (12) which is linked to switching elements (6) in each case comprising one switching contact (8) and provided for in each case one of the conductors (L1 to L3) of a conductor network,
    a constant switching delay between a switching pulse (A) transmitted to the contact module (12) and the actuating of the switching elements (6),
    at least one current-measuring device (30) for registering the current flow in at least one of the conductors (L1) and with
    a control unit (16) for determining an optimised switching instant as a function of the current flow and in terms of the load on one of the switching contacts (8), characterised in that
    the control unit (12) [sic] has a delay module (20) by means of which the switching instant between individual switching actions can be shifted by a delay.
  11. Switching device (2) according to Claim 10, characterised in that
       the control unit (16) for automatically determining an optimised switching instant comprises a storage device (24) for the determined current flows and a comparator (26) for comparing the determined current flows.
  12. Switching device (2) according to Claim 10 or 11, characterised in that
       the delay is constant.
  13. Switching device (2) according to one of the Claims 10 to 12, characterised in that
       the contact module (12) is internally designed for direct current.
  14. Switching device (2) according to one of the Claims 10 to 13, characterised in that
       a regulating circuit (12,13,14,18) is provided for regulating the contact module (12) and for ensuring the constant switching delay.
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