开关设备及其操作方法技术

本发明专利技术提供一种操作一开关设备（１０）的方法和一种为了应用所述方法而设置的设备（１０），其中，即使在相关的相连用电设备被断开后，仍通过短时激活一开关元件（１４）来为一个出于电磁兼容性考虑而设置的电能存储器（２０）（特别是电容器）进行可控通电，从而达到使所述电能存储器（２０）放电的目的。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种开关设备，特别是电磁开关设备，包括一电源组件和一开关元件， 特别是电磁开关元件，例如接触器或诸如此类的开关元件。所述电源组件可通过已知的方 式供以外部电源电压，所述开关元件同样可通过已知的方式连接外部用电设备，例如电动 机。所述开关设备可经由从所述电源组件出发的工作电压线将所述电源组件产生的工作电 压通过所述开关元件输送给所述用电设备。当所述开关元件受到控制或处于受控状态时， 相关用电设备通电，即被激活。
技术介绍
众所周知，这类开关设备会在电源组件范围内或由电源组件进行电子电压分析， 以便根据所施加的外部电源电压来激活开关元件以及为相关用电设备通电。进行这种类型 的电压分析时，公知做法是在一段明确的时间内为外加直流电压或交流电压采集外部电源 电压方面的数据来计算平均值。直流电压和交流电压的一个众所周知的区别是交流电压 的峰值大于一个与该交流电压相当的直流电压的恒定值。此外，在开篇所述类型的已知设备的输入电路中设有用于改善电磁兼容性的电容 器。下文将这样一种电容器或电能存储器称作“输入电容器”。尽管这种输入电容器有助于 改善电磁兼容性且偶尔也是必需的，但它的应用还是存在如下缺陷，即切断外部电源电压 时会进行电功率的存储，输入电容器只能缓慢放电。输入电容器的放电特性又会对电压分 析所采集的数据产生影响。在此情况下，进行电压分析时就可能出错，举例而言，系统会因 为过零点缺失而认为存在直流电压，此外还会因为峰值较高而认为电压过高。就解决这一问题而言，目前已知的方法是为用于向开关设备提供外部电源电压的 输入端并联一电阻器，以此使一或多个输入电容器实现快速放电。但这种解决方案会产生 很高的功率损失或很大的放电时间常数。
技术实现思路
因此，本专利技术的目的之一是为开篇所述类型的开关设备提供一种替代实施方式， 这种实施方式不仅可避免上述缺点或者至少减轻这些缺点所带来的影响，还能使布置在输 入电路中的一或多个电能存储器实现快速放电。根据本专利技术，这个目的通过一种具有如权利要求1所述特征的方法而达成。本发 明涉及一种操作一开关设备的方法，所述开关设备包括一电源组件和一开关元件，其中，为 所述电源组件提供一外部电源电压，所述开关元件连接有一外部用电设备，其中，借助所述 开关元件可将所述电源组件所产生的一工作电压经由从所述电源组件出发的一工作电压 线输送给所述用电设备，所述电源组件包括至少一个电能存储器，所述电能存储器接在所 述工作电压线与一基准电位之间；本专利技术针对这种方法提出的解决方案是所述用电设备 被断开(即所述外部电源电压被切断)时，用存储在所述电能存储器中的能量为所述用电 设备供电。3上述目的还通过一种相应的开关设备而达成，这种开关设备适合用来实施上文所 述且下文还将进一步加以说明的方法。本专利技术针对这种开关设备提出的解决方案是所述 电能存储器是一电容器。本专利技术的有利设计方案由各从属权利要求给出。从属权利要求中所使用的回溯引 用指向通过相应从属权利要求的特征对主权利要求的标的所进行的进一步构建；其并非是 对被回溯引用的从属权利要求的特征组合获得独立具体保护的放弃。此外在权利要求的设 计方面，在下一项权利要求中对某个特征进行进一步具体化时的出发点是，之前的各项权 利要求中并不存在这种限制。优选地，在一预定或可预定的放电时间期间内，进行所述相连或可进行连接的用 电设备的短时通电。其中，所述放电时间的长度一方面与所述电能存储器的存储容量相配， 另一方面与所述用电设备的惯性相配。这种配合可以确保，上述通电操作一方面可使电能 存储器完全放电或者至少达到足以实现无错电压分析的放电程度，另一方面不会无意启动 用电设备。在所述用电设备是一电动机的情况下，如果短时通电的持续时间(即所述放电 时间)足够短的话，那么这种短时通电还不会致使该电动机发生运动，因而对于由该电动 机驱动的单元或操作人员而言，这种短时通电不会产生危险。根据一种优选实施方式，断开所述用电设备并经过一段预定或可预定的等待时间 后，再进行所述短时通电，这是因为电磁开关设备因其质量惯性缘故无法在“零时”断开。为 此须相应设置一段等待时间。如果不等候这段等待时间过去，就会出现断开时间延长的结 果，从而导致用电设备出错。上文所述且下文还将进一步加以说明的方法优选实现为用于一微控制器的计算 机程序或程序代码，所述计算机程序或程序代码包含多个可由一计算机或微控制器执行的 程序代码语句。因此，本专利技术还涉及这种用于实施上文所述且下文还将进一步加以说明的 方法的程序代码。本专利技术此外还涉及一种计算机程序产品(特别是存储介质和诸如此类的 产品)或一种包含上述程序代码的微控制器。任何一种将所述方法实现为软件、硬件和/ 或固件的可能性在此均统称为“用于实施所述方法的构件”。因此，本专利技术最后还涉及一种 开篇所述类型的开关设备，这种开关设备包括一控制电路，所述控制电路包括这种用于实 施所述方法的构件或者可对这些构件进行访问，举例而言，就是包含上述计算机程序的控 制电路或者起控制电路作用且包含上述程序代码的微控制器。所述开关设备的一种优选实施方式的特征在于，所述等待时间和所述放电时间以 编码形式存在于所述控制电路中，所述用电设备被断开后，可借助所述控制电路确定所述 等待时间是否已过去，所述等待时间过去后，可借助所述控制电路以所述放电时间的长度 为所述用电设备通电(即激活)。下文将借助附图对本专利技术的实施例进行详细说明。相同的物件或元件在各图中均 用相同的参考符号表示。任何实施例都不构成对本专利技术的限制。在本公开案框架内可进行多种修改和改 进，尤其是那些专业人士针对解决方案通过对说明书概述部分和详述部分所说明的以及包 含在权利要求和/或附图内的特征(或者说要素)或处理步骤进行组合或更改而可获得的 变体和组合，通过这些变体和组合以及借助于可组合特征，可以获得新的标的或新的处理 步骤(或者说处理工序)。附图说明图1为本专利技术开关设备的简化原理图；以及图2至图4为可在所述开关设备的输入支路中测得的电压的信号特性曲线。 具体实施例方式图1展示的是一个整体用参考符号10表示的开关设备，这个开关设备包括一电源 组件12和一开关元件14，所述开关元件例如是接触器或诸如此类的开关元件。电源组件 12可被供以外部电源电压，该外部电源电压可施加在接线端子Al、A2上。开关元件14可 连接外部用电设备16，例如附图中所示的电动机M。借助开关元件14可将电源组件12所 产生的工作电压经由从电源组件12出发的工作电压线18输送给用电设备16。电源组件 12具有至少一个电能存储器20，如图1所示的电容器C，这个电容器接在工作电压线18与 一基准电位(即这里的地电位)之间。电源组件12具有一转换器22，这个转换器用A1、A2 上的外部电源电压产生所述工作电压。开关设备10此外还具有一控制电路24，这个控制 电路用于激活开关元件14，从而将工作电压接到用电设备16上。也就是说，当开关元件14 被激活时，用电设备16 “通电”。由转换器22和/或控制电路24对所述外部电源电压进行分析。为了实现这种电 压分析，须在一段明确的时间内采集外部电源电压方面的数据并计算平均值。此外还需判 断，所述外部电源电压是交流电压还是直流电本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种操作一开关设备（１０）的方法，所述开关设备包括一电源组件（１２）和一开关元件（１４），其中，为所述电源组件（１２）提供一外部电源电压，所述开关元件（１４）连接有一外部用电设备（１６），借助所述开关元件（１４），可将所述电源组件（１２）所产生的一工作电压，经由从所述电源组件（１２）出发的一工作电压线（１８），输送给所述用电设备（１６），以及所述电源组件（１２）包括至少一个电能存储器（２０），所述电能存储器接在所述工作电压线（１８）与一基准电位之间，其特征在于，所述用电设备（１６）被断开时，通过激活所述开关元件（１４），来用存储在所述电能存储器（２０）中的能量为所述用电设备短时通电。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：诺贝特米特迈尔，克里斯蒂安奥珀曼，伯恩哈德施特赖希，
申请(专利权)人：西门子公司，
类型：发明
国别省市：DE[德国]