專利名稱：用于接觸器最優(yōu)化的開關(guān)相位補(bǔ)償?shù)闹谱鞣椒?br> 用于接觸器最優(yōu)化的開關(guān)相位補(bǔ)償
背景技術(shù)：
接觸器是設(shè)計用于根據(jù)接觸器連接或斷開電流的時間點而相對于交流(AC)波形隨機(jī)進(jìn)行切換的非智能裝置。通常，三個電極在接觸器中接合在一起，這三個電極中的每一 個分別用于三相交流電中的每一相。在驅(qū)動接觸器的電線圈斷電且該接觸器斷開時，該接 觸器的每個電極都同時，但相對于三個不同的電相位隨機(jī)地進(jìn)行有效地斷開，其中，這三個 不同的電相位中的一個以與另外兩個相位相差120度地異步工作。當(dāng)驅(qū)動接觸器的電線圈 通電且該接觸器連接時重復(fù)該動作，并且該接觸器的每個電極都同時并再次相對于三個不 同的電相位而隨機(jī)地進(jìn)行有效地連接。該技術(shù)的改進(jìn)涉及當(dāng)電壓達(dá)到最小值時斷開的智能裝置。確定最小值的方法不同 于如在點波(POW，point on wave)技術(shù)中監(jiān)控波形電壓來確定最小平均值、或利用僅在電 壓為較低值時才可以斷開的電子裝置。這些技術(shù)需要復(fù)雜的系統(tǒng)來確定電壓何時為較低 值，因此實施起來比較昂貴且難以控制。因此，這些裝置只適于大規(guī)模應(yīng)用中的大型裝置。為通過接觸器供電的裝備提供更長的使用壽命以及更小的故障可能性的接觸器 的市場壓力已經(jīng)導(dǎo)致了改進(jìn)接觸器的工作設(shè)計的期望。市場要求在非智能接觸器設(shè)計的隨 機(jī)工作特性與當(dāng)前控制交流電源的所有三相的復(fù)雜且昂貴的點波技術(shù)之間的更好的平衡。 此外，由于在較大的裝置和應(yīng)用中實現(xiàn)的優(yōu)點，日益增長的市場壓力關(guān)注于將接觸器的點 波型控制提供給更小的裝置。

發(fā)明內(nèi)容
下面提出簡要的概述以提供對所公開的創(chuàng)新的一些方面的基本理解。該概述不是 寬泛的綜述，并且并不旨在標(biāo)識重要或關(guān)鍵的元件或描述本發(fā)明的范圍。其唯一的目的是 以簡化的形式提供一些概念，作為后面呈現(xiàn)的更詳細(xì)的描述的序言。本創(chuàng)新將現(xiàn)有的非智能接觸器技術(shù)與點波技術(shù)相結(jié)合以創(chuàng)建一種新的技術(shù)，該技 術(shù)提供了點波技術(shù)的優(yōu)點而沒有實現(xiàn)當(dāng)前點波技術(shù)的復(fù)雜性和開支。本創(chuàng)新利用了由申請 人進(jìn)行的以下研究，通過在相位正弦波上的指定點處斷開或閉合觸點、并結(jié)合如果觸點之 一最后閉合或最先斷開則該特定觸點需要進(jìn)行點波控制以得益于點波技術(shù)的實現(xiàn)來實現(xiàn) 弧能的顯著減少。因此，申請人的創(chuàng)新將點波技術(shù)的控制方式與新的機(jī)械設(shè)計相結(jié)合來提供一種接 觸器，該接觸器監(jiān)控電饋送的波特性以確定何時接通或斷開接觸器，但是該接觸器包括相 對于第三極進(jìn)行補(bǔ)償?shù)膬蓚€電極的非智能機(jī)械開關(guān)，以降低點波技術(shù)的成本和復(fù)雜性。因 此，該改進(jìn)為較小的裝置和應(yīng)用提供了一種新技術(shù)，該裝置或應(yīng)用期望為通過智能接觸器 系統(tǒng)供電的裝備提供更長的接觸器使用壽命以及更低的故障可能性的好處。為了實現(xiàn)前述以及相關(guān)目的，在本文中結(jié)合以下的說明書和附圖描述所公開的創(chuàng) 新的一些示例性方面。然而，這些方面表示其中可采用本文中公開的原理并且旨在包括所 有這樣的方面及其等同物的各種方法中的一些。當(dāng)結(jié)合附圖進(jìn)行考慮時，其它優(yōu)點和新穎 性特征將從下面的詳細(xì)描述變得顯而易見。


圖1示出了描述不同厚度的接觸材料的動觸點的框圖。圖2示出了通過公共十字桿件連接在一起的三極接觸器的示圖。圖3示出了線圈控制器、正弦波監(jiān)控器以及相關(guān)機(jī)械部件的框圖。圖4示出了用于使傳遞至接觸器的弧能最小化的方法。圖5示出了描述適于線圈控制器的操作的環(huán)境的示意性框圖。圖6示出了采樣計算環(huán)境的示意性框圖。圖7示出了采樣計算網(wǎng)絡(luò)環(huán)境的示意性框圖。圖8和圖9示出了傳統(tǒng)觸點支架和改進(jìn)的觸點支架之間的比較。圖10是示出傳統(tǒng)接觸器的弧能的表格。圖11是概述POW接觸器的弧能的表格。圖12是示出傳統(tǒng)接觸器的弧能的另一表格。圖13是示出損壞POW接觸器的弧能的表格。圖14示出了針對POW與傳統(tǒng)開關(guān)的取決于電壓的弧能。圖15示出了 POW對傳統(tǒng)開關(guān)的比較的弧能的減少因子。
具體實施例方式下面參照附圖來描述本創(chuàng)新，通篇中，相同的參考標(biāo)號用于表示相同的元件。在下面的描述中，出于說明的目的，闡述了大量具體細(xì)節(jié)以提供對其的透徹理解。然而，明顯地， 該創(chuàng)新可以在沒有這些細(xì)節(jié)的情況下實現(xiàn)。在其它的示例中，以框圖形式示出了已知的結(jié) 構(gòu)和裝置以便于對其進(jìn)行描述。本申請中使用的術(shù)語“部件”、“系統(tǒng)”、“設(shè)備”、“接口”、“網(wǎng)絡(luò)”、和/或其它類似物
用于指與計算機(jī)相關(guān)的實體、硬件、硬件與軟件的組合、軟件、或執(zhí)行中使用的軟件。例如， 部件可以是但不限于在處理器上運(yùn)行的處理、處理器、硬盤驅(qū)動器、(光或磁存儲介質(zhì)的) 多存儲驅(qū)動器、對象、可執(zhí)行程序、執(zhí)行的線程、程序、和/或計算機(jī)、工業(yè)控制器、中繼器、 傳感器和/或變頻驅(qū)動器。作為示例，運(yùn)行在服務(wù)器上的應(yīng)用程序和服務(wù)器都可以是部件。 一個或多個部件可以存在于執(zhí)行處理和/或執(zhí)行的線程中，以及部件可以位于一臺計算機(jī) 上和/或分布在兩個或更多的計算機(jī)之間。除了前述以外，應(yīng)該理解，所要求保護(hù)的主題可以實現(xiàn)為使用典型的編程和/或 工程技術(shù)來生產(chǎn)軟件、固件、硬件、或它們的任意組合來控制諸如變頻驅(qū)動器和控制器的計 算裝置以實現(xiàn)所公開的主題來制造的方法、設(shè)備、或商品。本文中使用的術(shù)語“制造的商品” 旨在包括可從任何合適的計算機(jī)可讀裝置、介質(zhì)、或由這樣的介質(zhì)/裝置產(chǎn)生的載體獲取 的計算機(jī)程序。例如，計算機(jī)可讀介質(zhì)可以包括但不限于磁存儲裝置(例如，硬盤、軟盤、磁 帶…)，光盤(例如，壓縮盤(CD)、數(shù)字多功能盤(DVD)…)、智能卡、以及閃存裝置(例如， 卡、棒、鍵驅(qū)動器…)。此外，應(yīng)該理解，由發(fā)射器產(chǎn)生的載波可以被用來攜帶計算機(jī)可讀電 子數(shù)據(jù)，例如，在發(fā)送和接收電子郵件或在接入諸如互聯(lián)網(wǎng)或局域網(wǎng)(LAN)的網(wǎng)絡(luò)中使用 的計算機(jī)可讀電子數(shù)據(jù)。當(dāng)然，本領(lǐng)域技術(shù)人員將會意識到，在不背離所要求保護(hù)的主題的 精神和范圍的條件下，可以對構(gòu)造進(jìn)行多種改進(jìn)。
此外，本文中使用的單詞“示例性”意味著用作實例、例子或例證。本文中被描述 為“示例性”的任何方面或設(shè)計都不必解釋為相對于其它方面或設(shè)計是優(yōu)選的或有利的。相 反，該單詞示例性的使用旨在以具體方式來呈現(xiàn)概念。如在該申請中使用的術(shù)語“或”用于 表示包括性的“或”而不是排除性的“或”。即，除非特別指出，或從上下文中清楚看出的，“X 采用A或B”旨在表示正常的包括性置換中的任一種。即，如果X采用A ;X采用B ；或X采 用A和B兩者，則“X采用A或B”滿足前述任一實例。此外，本申請以及所附的權(quán)利要求中 使用的冠詞“一個”通常應(yīng)該被解釋為表示“一個或多個”除非特別指出或從上下文中可以 清楚看出就是指單數(shù)形式。此外，本文中使用的術(shù)語“推斷”或“推論”通常是指從經(jīng)由時間和/或數(shù)據(jù)所獲 取的一組觀察結(jié)果推導(dǎo)或推斷系統(tǒng)、環(huán)境、和/或用戶的狀態(tài)的過程。例如，推論可以被用 來識別具體上下文或動作、或可以產(chǎn)生關(guān)于這些狀態(tài)的概率分布。該推論可以是概率性的， 艮口，基于所考慮的事件和數(shù)據(jù)對相關(guān)的狀態(tài)的概率分布的計算。推論還可以指根據(jù)一組事 件和/或數(shù)據(jù)組成更高級事件所采用的技術(shù)。這種推論導(dǎo)致根據(jù)一組觀察到的事件和/ 或所存儲的時間數(shù)據(jù)來構(gòu)建新的事件或動作，而不管這些事件是否在時間緊密相鄰性上相 關(guān)、以及這些事件和數(shù)據(jù)是否來自一個或多個事件和數(shù)據(jù)源。參照附圖，圖1示出了包括系統(tǒng)的三個動觸點的兩個不同觸點設(shè)計的框圖。觸點 104代表三個觸點中的兩個。這兩個觸點104將總是先閉合后斷開。如接觸器設(shè)計100所 示，該設(shè)計是通過向觸點墊108添加附加材料來實現(xiàn)的。觸點102代表后閉合先斷開的觸 點。該動觸點具有觸點墊106，該觸點墊具有較少的材料，從而具有較長的行程路徑以達(dá)到 對應(yīng)的靜態(tài)觸點墊110。
在本創(chuàng)新的另一個方面，觸點墊106和108可以被制造成相同的厚度，并且觸點墊 安裝塊202可以以相似的長度差來制造以實現(xiàn)動觸點墊106、108與靜觸點墊110之間相同 的尺寸差。如后面將要討論的，這些尺寸差為在設(shè)計為先閉合后斷開的兩個觸點與被設(shè)計 為后閉合先斷開的一個觸點之間的閉合和斷開時間提供補(bǔ)償。再次參照附圖，圖2在200中示出了附接至可動安裝塊202的三極動觸點102、 104。如前所述，一種實施方式取決于觸點墊106、108的不同厚度，而另一種實施方式取決 于不同長度的安裝塊202。每種實施方式都為在閉合觸點104與隨后閉合觸點102之間的 時間或者在斷開觸點102與隨后斷開觸點104之間的時間提供補(bǔ)償。在該主題創(chuàng)新的另一 個方面中，安裝塊202通過公共十字桿件(未示出)連接在一起，該十字桿件使安裝塊作為 單個單元一起運(yùn)動。該公共十字桿件連接至單個線圈(未示出)，該線圈進(jìn)行工作以使三個 安裝塊202作為單個單元運(yùn)動或者閉合或斷開觸點102、104?，F(xiàn)在參照圖3，線圈控制系統(tǒng)300包括正弦波監(jiān)控部件302、線圈控制器部件304、 饋電單元306、公共十字桿件部件308和極接觸器310。正弦波監(jiān)控器部件302監(jiān)控饋電單 元306的三相中的每一相相對于每相的波上的位置。與每相的波上的位置有關(guān)的信息被傳 輸?shù)酵ㄐ胚B接的單線圈控制器部件304。該單線圈控制器部件304確定通過對單個線圈控制器通電或斷電來閉合或斷開 單個觸點102的時間。公共十字桿件部件308的補(bǔ)償設(shè)計保證了觸點104先閉合，隨后觸 點102在設(shè)計的補(bǔ)償時間處閉合，或者觸點102先斷開，隨后觸點104在設(shè)計的補(bǔ)償時間處 斷開。在該主題創(chuàng)新的另一方面中，基于負(fù)載電壓、提供給負(fù)載的電流以及負(fù)載類型確定何時通過單線圈控制器啟動觸點102、104的閉合或斷開。例如，用于電動機(jī)應(yīng)用的受控觸點 102的閉合和斷開時間以及隨后的觸點104的補(bǔ)償與用于電容器應(yīng)用的不同。線圈控制系 統(tǒng)的目標(biāo)是使傳遞至觸點102、104的弧能最小化。在另一方面中，線圈控制部件可以測量傳遞至觸點102和104的弧能，并確定受控 觸點102的閉合和斷開的最佳時間，以及對于隨后的觸點104的延遲的補(bǔ)償。在該實現(xiàn)中， 公共十字桿件部件308可以在激勵和去激勵隨后的觸點104中提供可變延遲。此外，應(yīng)該 理解，以上公開的系統(tǒng)以及以下公開的方法的各部分都可以包括或包含基于人工智能或知 識或規(guī)則的部件、子部件、處理、裝置、方法學(xué)、或機(jī)構(gòu)(例如，支持向量機(jī)、神經(jīng)元網(wǎng)絡(luò)、專 家系統(tǒng)、貝葉斯置信網(wǎng)絡(luò)、模糊邏輯、數(shù)據(jù)融合引擎、分類器…)。除了本文中已經(jīng)描述的那 些部件以外，這些部件還可以自動操作特定機(jī)構(gòu)或者通過該機(jī)構(gòu)執(zhí)行處理，從而使這些系 統(tǒng)和方法的多個部分更具適應(yīng)性以及高效且智能。還應(yīng)該進(jìn)一步理解，本說明書通篇中公開的方法學(xué)能夠存儲在制造商品上以便于 將這些方法學(xué)傳送并轉(zhuǎn)移到計算機(jī)上。所使用的術(shù)語制造商品旨在包括從任何計算機(jī)可讀 裝置、介質(zhì)、或結(jié)合有這種計算機(jī)可讀裝置或介質(zhì)的載體中可得到的計算機(jī)程序。通常，程序模塊包括執(zhí)行特定任務(wù)或?qū)崿F(xiàn)特定抽象數(shù)據(jù)類型的例程、程序、部件、 數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)等。此外，本領(lǐng)域技術(shù)人員將會理解的是，可以利用其它的計算機(jī)系統(tǒng)配置來實施 本發(fā)明的方法，該計算機(jī)系統(tǒng)配置包括單處理器或多處理器計算機(jī)系統(tǒng)、微計算機(jī)、大型計 算機(jī)、以及個人計算機(jī)、手持計算裝置、基于微處理器的或可編程的消費(fèi)電子設(shè)備、工業(yè)控 制器等，其中的每一個都可以可操作地連接至一個或多個相關(guān)裝置。所示出的要求保護(hù)的 主題的各方面還可以在分布式計算環(huán)境中實施，在該分布式計算環(huán)境中，一些任務(wù)由通過 通信網(wǎng)絡(luò)連接的多個遠(yuǎn)程處理裝置來執(zhí)行。在分布式計算環(huán)境中，程序模塊可以位于本地 以及遠(yuǎn)程存儲裝置中。計算機(jī)通常包括各種計算機(jī)可讀介質(zhì)。計算機(jī)可讀介質(zhì)可以是可被計算機(jī)訪問的 任何可用的介質(zhì)，并且該介質(zhì)可以包括易失性和非易失性介質(zhì)、可移動以及不可移動介質(zhì)。 作為實例，并且是非限制性的，計算機(jī)可讀介質(zhì)可以包括計算機(jī)存儲介質(zhì)和通信介質(zhì)。計算 機(jī)存儲介質(zhì)包括在用于存儲諸如計算機(jī)可讀指令、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、程序模塊或其它數(shù)據(jù)的信息 的任何方法或技術(shù)中實現(xiàn)的易失性和非易失性、可移動和不可移動介質(zhì)。計算機(jī)存儲介質(zhì) 包括但不限于RAM、R0M、EEPR0M、閃存或其它的存儲技術(shù)，CD-ROM、數(shù)字視頻光盤(DVD)或其 它光盤存儲器、磁帶盒、磁帶、磁盤存儲器或其它磁存儲裝置、或可以用于存儲期望信息且 可以被計算機(jī)訪問的任何其它介質(zhì)。通信介質(zhì)通常包含計算機(jī)可讀指令、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、程序模塊或調(diào)制數(shù)據(jù)信號(諸如載波或其它傳輸機(jī)制)中的其它數(shù)據(jù)，并且包括任何信息傳遞介質(zhì)。術(shù)語“調(diào)制數(shù)據(jù)信號” 表示具有一個或多個其特征集合或以對信號中的信息進(jìn)行編碼的方式進(jìn)行改變的信號。作 為實例，但非限制性的，通信介質(zhì)包括諸如有線網(wǎng)絡(luò)或直接有線連接的有線介質(zhì)和諸如聲 音、RF、紅外線以及其它無線介質(zhì)的無線介質(zhì)。上述任意的適當(dāng)組合還應(yīng)當(dāng)包括在從計算機(jī) 可讀介質(zhì)中得到的通信介質(zhì)的范圍內(nèi)，并且能夠隨后通過導(dǎo)電介質(zhì)(例如，諸如系統(tǒng)總線、 微處理器、數(shù)據(jù)端口等)和/或非導(dǎo)電介質(zhì)(例如，無線電頻率、微波頻率、光頻和類似的電 磁頻率調(diào)制數(shù)據(jù)信號的形式)進(jìn)行傳播。參照圖4，描述了使傳遞至裝置的接觸器的弧能最小化的方法。該方法的第一步針對三個極中的每一個測量正弦波上的點402。接下來的步驟404涉及使用正弦波上的點測 量結(jié)果來計算三個極上的電壓處于最佳值的時刻，以使傳遞至控制觸點104的弧能為最小 值。在接下來的步驟406處，線圈控制系統(tǒng)在計算出來的最小弧能時刻使控制線圈通電或 斷電。接下來在步驟408處，基于控制線圈對公共十字桿件308的動作由控制線圈驅(qū)動控 制觸點102的閉合或斷開。最后在步驟410，在后的觸點104在系統(tǒng)的補(bǔ)償時間之后閉合或 斷開。應(yīng)該注意，補(bǔ)償時間是基于觸點墊106、108或動觸點安裝塊202的設(shè)計而機(jī)械設(shè)定 的。
參照圖5，實現(xiàn)各方面的示例性環(huán)境500包括線圈控制器502，該線圈控制器502 包括處理單元504、系統(tǒng)存儲器506和系統(tǒng)總線508。系統(tǒng)總線508將包括但不限于系統(tǒng) 存儲器506的系統(tǒng)部件連接至處理單元504。處理單元504可以是各種商業(yè)上可用的處 理器中的任一種，諸如單核處理器、多核處理器、或處理器的任何其他合適的安排。系統(tǒng)總 線508可以是多種類型總線結(jié)構(gòu)中的任意一種，其能夠進(jìn)一步使用各種商業(yè)上可用的總線 架構(gòu)中的任意一種互連至存儲器總線(具有或不具有存儲器控制器)、外圍總線、和局域總 線。系統(tǒng)存儲器506可以包括只讀存儲器(ROM)、隨機(jī)存取存儲器(RAM)、高速RAM (諸如靜 態(tài)RAM)、EPR0M、EEPROMJP /或類似物。除此之外或可替換的，計算機(jī)502可以包括其上能 夠保留程序指令、數(shù)據(jù)等的硬盤驅(qū)動器。此外，還可以將可移動數(shù)據(jù)存儲器與計算機(jī)502相 連接。硬盤驅(qū)動器、可移動介質(zhì)等可以通過系統(tǒng)總線508通信地連接至處理單元504。系統(tǒng) 存儲器506可以保留多個程序模塊，例如，操作系統(tǒng)、一個或多個應(yīng)用程序、其他程序模塊、 以及程序數(shù)據(jù)。例如，操作系統(tǒng)、應(yīng)用程序、模塊、和/或數(shù)據(jù)中的全部或部分可以被高速緩 沖到RAM中，保留到硬盤驅(qū)動器上、或任何其他適當(dāng)?shù)奈恢蒙稀Ｓ脩艨梢酝ㄟ^一個或多個有 線/無線輸入裝置(諸如鍵盤、指向及點擊機(jī)構(gòu)、壓敏屏幕、麥克風(fēng)、控制桿、輸入筆等)將 命令和信息輸入到計算機(jī)502中。還可以將監(jiān)視器或其他類型的接口連接至系統(tǒng)總線508。 計算機(jī)502可以使用經(jīng)由有線和/或無線通信到一個或多個遠(yuǎn)程計算機(jī)、電話、或其他計算 裝置(諸如工作站、服務(wù)器計算機(jī)、路由器、個人計算機(jī)、便攜式計算機(jī)、基于微處理器的娛 樂應(yīng)用、對等裝置或其他公共網(wǎng)絡(luò)節(jié)點等)的邏輯連接在網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中工作。計算機(jī)502可 以通過天線、端口、網(wǎng)絡(luò)接口適配器、無線接入點、調(diào)制解調(diào)器、和/或類似物連接至其他裝 置/網(wǎng)絡(luò)。計算機(jī)502可操作地與以無線通信的方式有效地布置的任何無線裝置或?qū)嶓w(例 如，打印機(jī)、掃描儀、臺式電腦和/或便攜式電腦、便攜式數(shù)據(jù)助理、通信衛(wèi)星、任何與無線 可檢測標(biāo)簽相關(guān)聯(lián)的裝備或位置(例如，電話亭、報攤、休息室)、以及電話)進(jìn)行通信。這 至少包括WiFi和藍(lán)牙 無線技術(shù)。從而，該通信可以是就像具有傳統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)或在至少兩個 裝置之間進(jìn)行簡單ad hoc通信的預(yù)定結(jié)構(gòu)。為了為所公開的主題的各方面提供上下文，圖6以及隨后的討論旨在提供可實施 所公開主題的各方面的適當(dāng)環(huán)境的簡要的一般描述。盡管以上在一臺和/或多臺計算機(jī)上 運(yùn)行的計算機(jī)程序的計算機(jī)可執(zhí)行指令的通用環(huán)境中描述了該主題，但是本領(lǐng)域技術(shù)人員 將會意識到本發(fā)明還可以結(jié)合其它程序模塊來實現(xiàn)。通常，這些程序模塊包括執(zhí)行特定任 務(wù)和/或?qū)崿F(xiàn)特定抽象數(shù)據(jù)類型的例程、程序、部件、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)等。此外，本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng) 該理解，可以利用其它的計算機(jī)系統(tǒng)配置來實施本發(fā)明的方法，該計算機(jī)系統(tǒng)配置包括單 處理器或多處理器計算機(jī)系統(tǒng)、迷你計算裝置、大型計算機(jī)、以及個人計算機(jī)、手持計算裝置(例如，個人數(shù)字助理(PDA)、電話、手表…)、基于微處理器的或可編程的消費(fèi)電子設(shè)備 或工業(yè)電子設(shè)備等。所示出的各方面還可以在任務(wù)由通過通信網(wǎng)絡(luò)連接的多個遠(yuǎn)程處理裝 置來執(zhí)行的分布式計算環(huán)境中實施。然而，不是本發(fā)明的所有方面而是一些方面可以在獨 立計算機(jī)上實現(xiàn)。在分布式計算環(huán)境中，程序模塊可以位于本地以及遠(yuǎn)程存儲裝置中。參照圖6，用于實現(xiàn)本文中公開的各方面的示例性環(huán)境600包括計算機(jī)612 (例 如，臺式電腦、膝上電腦、服務(wù)器、手持裝置、可編程消費(fèi)電子設(shè)備或工業(yè)電子設(shè)備…)。此 夕卜，計算機(jī)612可以包括實際的目標(biāo)硬件系統(tǒng)，并且可以包括具有環(huán)境600的所有特征的嵌 入式計算機(jī)。計算機(jī)612包括處理單元614、系統(tǒng)存儲器616、以及系統(tǒng)總線618。系統(tǒng)總 線618將包括但不限于系統(tǒng)存儲器616的系統(tǒng)部件連接至處理單元614。處理單元614可 以是各種可用的微處理器中的任意一個。雙微處理器以及其它多處理器架構(gòu)也可以被用 作處理單元614。系統(tǒng)總線618可以是多種總線結(jié)構(gòu)類型中的任意一種，這些總線結(jié)構(gòu)包 括存儲器總線或存儲器控制器、外圍總線或外部總線、和/或本地總線使用以下多種可用 總線結(jié)構(gòu)中的任意一種，這些可用總線結(jié)構(gòu)包括但不限于8位總線、工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)結(jié)構(gòu)(ASI)、 微通道結(jié)構(gòu)(MSA)、智能驅(qū)動電子(IDE)、VESA本地總線(VLB)、外圍設(shè)備互連(PCI)、通 用串行總線(USB)、高級圖形端口(AGP)、個人計算機(jī)存儲卡國際協(xié)會總線(PCMCIA)、以及 小型計算機(jī)系統(tǒng)接口(SCSI)。系統(tǒng)存儲器616包括易失性存儲器620和非易失性存儲 器622。包含例如在啟動期間在計算機(jī)612內(nèi)的元件之間傳遞信息的基本例程的基本輸 入/輸出系統(tǒng)(BIOS)，被存儲到非易失性存儲器622中。作為說明而非限制性的，非易 失性存儲器622可以包括只讀存儲器(ROM)、可編程ROM (PROM)、電可編程ROM (EPROM)、 電可擦除ROM(EEPROM)、或閃存。易失性存儲器620包括被用作外部高速緩沖存儲器的 隨機(jī)存取存儲器(RAM)。為了示例而非限制性的，RAM可以以諸如同步RAM(SRAM)、動態(tài) RAM(DRAM)、同步 DRAM (SDRAM)、雙倍數(shù)據(jù)率 SDRAM (DDR SDRAM)、增強(qiáng) SDRAM (ESDRAM)、同步 鏈接DRAM (SLDRAM)、以及直接總線式RAM(DRRAM)的多種形式得到。
計算機(jī)612還包括可移動/不可移動、易失性/非易失性計算機(jī)存儲介質(zhì)。例如， 圖6示出了盤式存儲器624。盤式存儲器624包括但不限于諸如磁盤驅(qū)動器、軟磁盤驅(qū)動 器、磁帶驅(qū)動器、Jaz驅(qū)動器、Zip驅(qū)動器、LS-100驅(qū)動器、閃存卡、或記憶棒的裝置。此外， 盤式存儲器624可以包括獨立的存儲介質(zhì)或者與其它存儲介質(zhì)組合的存儲介質(zhì)，其它存儲 介質(zhì)包括但不限于諸如壓縮光盤ROM器件(⑶-ROM)、⑶可記錄驅(qū)動器(⑶-R Drive)、⑶可 重寫驅(qū)動器(⑶-RW Drive)或數(shù)字多功能光盤ROM驅(qū)動器(DVD-ROM)的光盤驅(qū)動器。為了 便于將磁盤存儲裝置624連接至系統(tǒng)總線618，通常會使用諸如接口 626的可移動或不可移 動接口。應(yīng)該理解，圖6描述了作為用戶和在合適的操作環(huán)境600中描述的基本計算機(jī)資 源之間的媒介的軟件。此軟件包括操作系統(tǒng)628?？梢源鎯υ诒P式存儲器624上的操作系 統(tǒng)628用于控制和分配計算機(jī)系統(tǒng)612的資源。系統(tǒng)應(yīng)用程序630利用操作系統(tǒng)628通過 存儲在系統(tǒng)存儲器616中或盤式存儲器624上的程序模塊632和程序數(shù)據(jù)634進(jìn)行資源的 管理。應(yīng)該理解，本發(fā)明可以利用各種操作系統(tǒng)或操作系統(tǒng)的組合來實現(xiàn)。用戶通過(多個)輸入裝置636將命令或信息輸入到計算機(jī)612中。輸入裝置636 包括但不限于諸如鼠標(biāo)的指示裝置、跟蹤球、輸入筆、觸摸板、鍵盤、麥克風(fēng)、控制桿、游戲手 柄、盤式衛(wèi)星天線、掃描儀、TV調(diào)諧器卡、數(shù)碼相機(jī)、數(shù)碼攝像機(jī)、網(wǎng)絡(luò)照相機(jī)等。這些以及其它的輸入裝置經(jīng)由(多個)接口端口 638通過系統(tǒng)總線618連接至處理單元614。(多個)接口端口 638包括例如串行端口、并行端口、游戲端口、以及通用串行總線(USB)。(多 個)輸出裝置640使用一些與(多個)輸入設(shè)備636相同類型的端口。從而，例如USB端 口可用于向計算機(jī)612提供輸入以及將來自計算機(jī)612的信息輸出至輸出裝置640。在要 求特殊適配器的輸出裝置640的情況下，輸出適配器642被設(shè)置，以示出存在一些諸如顯示 器(例如，平板以及CRT顯示器)、揚(yáng)聲器、以及打印機(jī)的輸出裝置640。為了進(jìn)行說明而非 限制性的，輸出適配器642包括在輸出裝置640和系統(tǒng)總線618之間提供連接手段的視頻 卡和音頻卡。應(yīng)該注意，其它的裝置和/或裝置的系統(tǒng)提供了輸入和輸出能力，諸如遠(yuǎn)程計 算機(jī)644。計算機(jī)612可以在使用到諸如(多個)遠(yuǎn)程計算機(jī)644的一個或多個遠(yuǎn)程計算 機(jī)的邏輯連接的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中工作。(多個)遠(yuǎn)程計算機(jī)644可以是個人計算機(jī)、服務(wù)器、路 由器、網(wǎng)絡(luò)PC、工作站、基于微處理器的設(shè)備、對等裝置或其它公共網(wǎng)絡(luò)節(jié)點等，并且其通常 包括關(guān)于計算機(jī)612描述的元件中的一些或全部。為了簡短，僅通過(多個)遠(yuǎn)程計算機(jī) 644示出了一個存儲裝置646。(多個)遠(yuǎn)程計算機(jī)644通過網(wǎng)絡(luò)接口 648邏輯地連接至 計算機(jī)612，然后經(jīng)由通信連接650進(jìn)行物理地連接。網(wǎng)絡(luò)接口 648包括諸如局域網(wǎng)(LAN) 和廣域網(wǎng)(WAN)的通信網(wǎng)絡(luò)。LAN技術(shù)包括光纖分布數(shù)據(jù)接口(FDDI)、銅線分布數(shù)據(jù)接口 (⑶DI)、以太網(wǎng)/IEEE802. 3、令牌環(huán)/IEEE802. 5等。WAN技術(shù)包括但不限于點對點鏈路、諸 如綜合業(yè)務(wù)數(shù)字網(wǎng)絡(luò)(ISDN)及其上的變體的電路切換網(wǎng)絡(luò)、分組交換網(wǎng)絡(luò)、以及數(shù)字用戶 線(DSL)。(多個)通信連接650指的是用于將網(wǎng)路接口648連接至總線618的硬件/軟件。 雖然為了更清楚地說明而將通信連接650示為在計算機(jī)612內(nèi)部，但是其還可以位于計算 機(jī)612的外部。僅為了示例性目的，連接至網(wǎng)絡(luò)接口 648所需的硬件/軟件包括內(nèi)部和外 部技術(shù)，諸如調(diào)制解調(diào)器(包括常規(guī)電話等級調(diào)制解調(diào)器、電纜調(diào)制解調(diào)器、電力線調(diào)制解 調(diào)器以及DSL調(diào)制解調(diào)器)、ISDN適配器、以及以太網(wǎng)卡或部件。圖7是本發(fā)明可以與本發(fā)明進(jìn)行交互的采樣計算環(huán)境700的示意性框圖。系統(tǒng) 700包括一個或多個客戶端710。客戶端710可以是硬件和/或軟件(例如，線程、進(jìn)程、計 算裝置)。系統(tǒng)700還包括一個或多個服務(wù)器730。從而，系統(tǒng)700可以對應(yīng)于兩級客戶服 務(wù)器模型或多級模型(例如，客戶端、中間級服務(wù)器、數(shù)據(jù)服務(wù)器)、以及其它模型。(多個) 服務(wù)器730還可以是硬件和/或軟件(例如，線程、進(jìn)程、計算裝置)。例如，服務(wù)器730可 以容納線程以通過采用本發(fā)明來執(zhí)行變換?？蛻舳?10與服務(wù)器730之間的一個可能通信 可以是適于在兩個或更多計算機(jī)進(jìn)程之間傳輸?shù)臄?shù)據(jù)包的形式。系統(tǒng)700包括可以用于促進(jìn)(多個)客戶端710和(多個)服務(wù)器730之間的通 信的通信架構(gòu)750。(多個)客戶端710可操作地連接至可用于存儲位于(多個)客戶端 710的信息的一個或多個客戶端數(shù)據(jù)存儲器760。類似的，(多個)服務(wù)器730可操作地連 接至可用于存儲位于服務(wù)器730的信息的一個或多個服務(wù)器數(shù)據(jù)存儲器740。上述所描述的包括所要求保護(hù)的主題的實例。當(dāng)然，不可能為了描述所要求保護(hù) 的主題而描述各部件或方法的每一可想到的組合，但是本領(lǐng)域技術(shù)人員可以意識到，可能 有該主題的多種其他的組合和改變。因此，所要求保護(hù)的主題旨在包含落入所附權(quán)利要求 的精神和范圍內(nèi)所有這種改變、改進(jìn)和變體。此外，關(guān)于在詳細(xì)的描述或權(quán)利要求書中使用的術(shù)語“包括”，該術(shù)語旨在以類似于術(shù)語“包含”的方式進(jìn)行包括，其中“包含”在用作權(quán)利要求中的過渡詞時進(jìn)行了解釋。鑒于之前描述的示例性系統(tǒng)，參照各附圖的流程圖可以更好地理解可根據(jù)描述的 主題實施的方法。雖然出于說明簡要的目的，將各方法示為并描述為一系列的塊，但是應(yīng)該 理解，所要求保護(hù)的主題不受這些塊的順序的限制，這是因為一些塊可以以與本文中所示 和描述的順序不同的順序出現(xiàn)和/或與其它塊同時出現(xiàn)。通過流程圖示出了無序的、或分 支的流程，可以理解，可以實現(xiàn)各種其它的分支、流路徑、以及塊順序，來實現(xiàn)相同或相似的 結(jié)果。此外，并不是所有示出的塊都是實現(xiàn)下文中描述的方法所必須的。除了本文中描述 的各實施例以外，應(yīng)該理解，還可以使用其它類似的實施例，或者對所述實施例進(jìn)行改進(jìn)和 添加以在不背離其的情況下實現(xiàn)(多個)相應(yīng)實施例的相同或等同的功能。再有，多個處 理芯片或多個裝置可以共用本文中描述的一個或多個功能的性能，并且類似的，存儲器可 以跨過多個裝置來實現(xiàn)。因此，單個實施例都不應(yīng)該被理解為是限制性的，而各實施例及其 等同物都應(yīng)該被解釋為與根據(jù)所附權(quán)利要求的覆蓋、精神和范圍一致。圖8和圖9示出了傳統(tǒng)觸點支架T (左手側(cè))和改進(jìn)的觸點支架R和S (右手側(cè)) 之間的比較。從附圖可以看出，將材料添加到右側(cè)的動觸點，以及通過添加該觸點材料，夕卜 側(cè)觸點被改進(jìn)為先閉合后斷開。如已經(jīng)提到的，對三相進(jìn)行監(jiān)控以確定相位角。取代具有控制單個極的三個獨立 線圈，僅設(shè)置一個線圈，該線圈在最佳時間釋放公共十字桿件以減少弧能?？梢允境隹刂圃?裝置開關(guān)以最小化弧能的時間點的優(yōu)點。圖10以表格形式示出了傳統(tǒng)接觸器在不同時刻的三相弧能。與其相比，圖11示 出了 POW接觸器的弧能。從圖10和圖11可以看出，對于400 VAC 30 amps的電感負(fù)載，弧 能在零微秒處最小，但是在臨界點(crossover)之后快速增加。圖12和圖13示出了用于在1080 amps電感處斷開400VAC 50Hz的100-D180的 傳統(tǒng)接觸器和POW接觸器的弧能。標(biāo)準(zhǔn)接觸器的平均值(見圖12)為248.63Watt秒，而對 于在零臨界點之前Ims處具有5ms補(bǔ)償?shù)腜OW受控接觸器，其僅為33. 22Ws。圖14比較了傳統(tǒng)接觸器和POW控制接觸器對于不同輸入電壓Ue的弧能。最后在圖15中，對于不同的輸入電壓示出了 POW接觸器對傳統(tǒng)開關(guān)的弧能的減小 因子。690 VAC處的減小被認(rèn)為是由三個觸點中的兩個上的觸點間隙的減小所引起的。
權(quán)利要求
一種用于最小化傳遞至接觸器開關(guān)的弧能的系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括電正弦波監(jiān)控部件；線圈控制器部件；公共十字桿件部件；以及多個極接觸器，其中，所述多個極接觸器之一與所述多個接觸器中的其它接觸器在不同的時間處閉合或斷開電連接。
2.一種用于最小化傳遞至接觸器開關(guān)的弧能的系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括 用于測量多個電正弦波的裝置；用于計算最佳線圈控制時刻的裝置； 用于使控制線圈通電或斷電的裝置； 用于使控制觸點閉合或斷開的裝置；以及 用于使補(bǔ)償觸點閉合或斷開的裝置。
3.一種用于最小化傳遞至接觸器開關(guān)的弧能的方法，所述方法包括 測量多個電正弦波；計算最佳線圈控制時刻； 使控制線圈通電或斷電； 使控制觸點閉合或斷開；以及 使補(bǔ)償觸點閉合或斷開。
全文摘要
本發(fā)明涉及用于接觸器最優(yōu)化的開關(guān)相位補(bǔ)償。一種用于基于監(jiān)控三個交流電極的電正弦波、并計算使單個控制線圈通電或斷電的時刻使用單一控制線圈來使傳遞至多個接觸器的觸點墊的弧能最小化的系統(tǒng)和方法。其余的接觸器將基于距離控制接觸器的閉合或斷開的時間補(bǔ)償進(jìn)行閉合或斷開。
文檔編號H01H50/58GK101826416SQ20101012729
公開日2010年9月8日 申請日期2010年3月5日 優(yōu)先權(quán)日2009年3月5日
發(fā)明者烏爾斯·亨齊克, 漢斯·魏歇特, 洛倫茨·萊烏皮, 詹姆斯·彼得·米勒, 雷納爾德·卡爾滕里德爾 申請人:洛克威爾自動控制技術(shù)股份有限公司