專利名稱：用于電磁開關裝置的電路的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種用于電磁開關裝置的電路，該電磁開關裝置至少有一個驅動線圈，在向驅動線圈供給吸動電流時，驅動線圈吸合電磁開關裝置的觸點排，在隨后供給比吸動電流小的保持電流時，觸點排保持在吸合狀態(tài)；該電路有一個限流器，其輸入一側與電源相連，輸出一側與驅動線圈相連，且輸出一個限幅電流。
這種電路已經(jīng)公知。
電磁開關裝置，即接觸器和繼電器，在接通時從電源獲得一個很大的吸動電流。此外，吸動電流取決于所施加的供給電壓。在現(xiàn)有技術中已經(jīng)公知，在電磁開關裝置之前設置一個限流器，該限流器將吸動電流限制到一個最小可能值而與供給電壓無關。然而，這仍然需要一個很大值的最小吸動電流。尤其是接觸器很大時，由于高電流負載有可能會對電網(wǎng)起反作用。
本發(fā)明要解決的技術問題是，提供一種用于電磁開關裝置的電路，其一方面可向驅動線圈供給必需的吸動電流，但另一方面使取自電源的電流明顯減小。
上述技術問題是這樣解決的使限幅電流小于吸動電流；在限流器和驅動線圈之間設置一個儲能器；并在儲能器和驅動線圈之間設置一個接通元件，只有在向儲能器提供了足以吸合觸點排的能量時該接通元件才將儲能器與驅動線圈接通。
由于將限幅電流限制在一個比吸動電流小的值上，電源負載相對較小。由于將能量存儲在儲能器中，可為接通開關裝置提供所需的能量。借助接通元件，將阻止儲存的能量在還不能確保可靠地接通開關裝置的時刻去接通驅動線圈。
儲能器原則上可以是任意的。例如可以考慮采用由小電動機帶動的機械擺錘或彈簧預應力。但通常利用電儲能器，如蓄電池，尤其是電容器。
當儲能器具有一個最大的能量，且該最大能量足以使觸點排至少作兩次前后相隨的吸合，則電磁開關裝置的操作可靠性將明顯提高。
當限幅電流可調節(jié)時，該電路可以在各種需要不同保持電流的電磁開關裝置中通用。尤其在這種情況下可將限幅電流這樣調節(jié)，使其略大于保持電流。
限幅電流的可調節(jié)性例如可以通過下述方式實現(xiàn)限流器具有一個通斷時間比可調節(jié)的充電元件。
通斷時間比的調節(jié)例如能通過脈沖寬度調制來實現(xiàn)。
當在充電元件之前設置一個帶有反向并聯(lián)自振蕩二極管的扼流圈時，則在供電側不會產(chǎn)生電流突變。
當接通元件在達到開關閾時才將儲能器與驅動線圈接通、且該開關閾是可調節(jié)的情況，該電路可適用于各種具有不同吸動電流的電磁開關裝置。
當可向該接通元件送入一個接通信號，且該接通元件僅在被施加接通信號時才將儲能器與驅動線圈接通，則有可能對儲能器預先儲存能量，一施加接通信號就將觸點排吸合。
當在限流器之前設置一個整流器時，該電路既可適用于直流供電，也可適用于交流供電。
進一步的優(yōu)點和詳細情況可從下面對實施方式的描述得知。


圖1所示為配置上述電路的電磁開關裝置。
按照圖1，電磁開關裝置1具有一個驅動線圈2和一排觸點排3。按照實施方式，該電磁開關裝置1為接觸器。同樣其還可以是繼電器。
當向驅動線圈2供給吸動電流IA時，觸點排3吸合。在觸點排3吸合后，為保持觸點排3處于吸合狀態(tài)，可以向驅動線圈2供給比吸動電流IA小的保持電流IH。如果向驅動線圈2供給的電流小于保持電流IH，則觸點排3轉換到非吸合狀態(tài)。觸點排3的重新吸合僅在向驅動線圈2供給吸動電流IA時才有可能。
在開關裝置1之前設置了一個線圈電流調節(jié)器4，其將流過驅動線圈2的電流調節(jié)到IA、IH或O。若不采取進一步的措施，到目前為止已描述過的電路仍會以觸點排3吸合時產(chǎn)生的吸動電流IA對供電網(wǎng)產(chǎn)生很高的電流負載。
為了避免這樣的尖峰負載，在線圈電流調節(jié)器4之前設置一個限流器5。該限流器5的輸入側與供給電壓為U的電源相連。該限流器5的輸出側經(jīng)過將在后面作進一步描述的其他元件與線圈電流調節(jié)器4相連，從而間接與驅動線圈2相連。
對限流器5這樣進行控制，使其送出一個小于吸動電流IA的限幅電流IL。在理想情況下，該限幅電流IL略大于保持電流IH，例如大5-10％。
設置在限流器5與驅動線圈2之間，或更確切地說與線圈電流調節(jié)器4之間的儲能器6由限幅電流IL充電。按照圖1儲能器6為儲能電容器6。
在儲能器6與驅動線圈2或線圈電流調節(jié)器4之間設置了一個接通元件7。儲能器6借助于此接通元件7集聚能量。接通元件7僅在儲能器6被充電到足以使觸點排3吸合的能量時才將儲能器6與驅動線圈2或線圈電流調節(jié)器4接通。
在儲能器6為儲能電容器6時，儲能器6的能量直接由儲能電容器6的容量和一個經(jīng)儲能電容器而下降的存儲電壓US來給定。在這種情況下，只須將此存儲電壓US與一個外部預先給定的、從而可調節(jié)的開關閾US*作比較。在這種情況下，當存儲電壓US大于或等于開關閾US*時，接通元件7將儲能器6與驅動線圈2接通。
如前所述，向該電路提供供給電壓U。從而，在采用儲能電容器6作為儲能器6時，其最大能量由其容量和供給電壓U來確定。最好儲能電容器6的容量被這樣設定，讓儲能電容器6的能量足以使觸點排3至少作兩次前后相隨的吸合。
按照圖1，限流器5有一個由控制電路9控制的充電元件8。該充電元件也交替地接通和斷開。接通時間與斷開時間的比值給出了通斷時間比。通過改變通斷時間比能將限幅電流IL調節(jié)到最大電流IL*。通斷時間比例如可以通過脈沖寬度調制來調節(jié)。
在限流器5之前設置一個扼流圈10。自振蕩二極管11與該扼流圈10反向并聯(lián)。從而對供電網(wǎng)形成一個均勻的電流負載，因為扼流圈10限制了電流變化。
在達到開關閾US*時始終無條件地接通接通元件7是可能的。在這種情況下，開關裝置1通過施加供給電壓U來接通。但還有另一種可能，即始終施加供給電壓U，并向接通元件7輸送一個單獨的接通信號S。在這種情況下，僅當儲能器6具有足夠的能量、且向接通元件施加接通信號S時，接通元件7才將儲能器6接通到驅動線圈2或線圈電流調節(jié)器4上。在這種情況下也可能對儲能器6預先儲存能量。
按照圖1，與扼流圈10和自振蕩二極管11一起還設置了一個帶支座式電容器13的整流器12。從而該電路可以根據(jù)選擇供給直流電或交流電。
通過對電路作合適的設計選擇，圖1所描述的線圈電流調節(jié)器4可以省去。因為在儲能器6放電后輸送給驅動線圈2的電流被迫下降到限幅電流IL。當限幅電流IL略大于保持電流IH，且儲能器6的能量被限定得足夠小時，限流器5起到與線圈電流調節(jié)器相同的作用。因而不再需要單獨的線圈電流調節(jié)器。
權利要求
1.一種用于電磁開關裝置(1)的電路，該電磁開關裝置(1)具有至少一個驅動線圈(2)，在向驅動線圈(2)供給吸動電流(IA)時，驅動線圈(2)吸合電磁開關裝置(1)的觸點排(3)，在隨后供給比吸動電流(IA)小的保持電流(IH)時，觸點排(3)保持在吸合狀態(tài)；該電路有一個限流器(5)，其輸入一側與電源相連，輸出一側與驅動線圈(2)相連，且輸出一個限幅電流(IL)，其特征在于限幅電流(IL)小于吸動電流(IA)；在限流器(5)和驅動線圈(2)之間設置一個儲能器(6)；在儲能器(6)和驅動線圈(2)之間設置一個接通元件(7)，只有在向儲能器(6)提供了足以吸合觸點排(3)的能量時，該接通元件(7)才將儲能器(6)與驅動線圈(2)接通。
2.根據(jù)權利要求1所述的電路，其特征在于該儲能器(6)為儲能電容器(6)。
3.根據(jù)權利要求1或2所述的電路，其特征在于該儲能器(6)具有一個最大的能量，該最大能量足以使觸點排(3)至少作兩次前后相隨的吸合。
4.根據(jù)權利要求1、2或3所述的電路，其特征在于所述限幅電流(IL)是可調節(jié)的。
5.根據(jù)權利要求4所述的電路，其特征在于該限流器(5)具有一個通斷時間比可調節(jié)的充電元件(8)。
6.根據(jù)權利要求5所述的電路，其特征在于通斷時間比的調節(jié)是通過脈沖寬度調制來實現(xiàn)的。
7.根據(jù)權利要求5或6所述的電路，其特征在于在充電元件(8)之前設置一個帶有反向并聯(lián)自振蕩二極管(11)的扼流圈(10)。
8.根據(jù)上述權利要求中任何一項所述的電路，其特征在于接通元件(7)在達到開關閾(US*)時將儲能器(6)與驅動線圈(2)接通，且該開關閾是可調節(jié)的。
9.根據(jù)上述權利要求中任何一項所述的電路，其特征在于可向接通元件(7)輸送一個接通信號(S)，且該接通元件(7)僅僅在被施加接通信號(S)時才將儲能器(6)與驅動線圈(2)接通。
10.根據(jù)上述權利要求中任何一項所述的電路，其特征在于在限流器(5)之前設置一個整流器(12)。
全文摘要
電磁開關裝置(1)具有一個限流器(5),該限流器(5)將來自電源的電流限制到一個小于吸動電流(I
文檔編號H01H47/00GK1369100SQ00811495
公開日2002年9月11日 申請日期2000年8月11日 優(yōu)先權日1999年8月12日
發(fā)明者諾伯特·米特爾邁耶, 伯恩哈德·斯特賴克 申請人:西門子公司