专利名称：用于控制一个步进开关的电机驱动器的方法以及适用于此方法的步进开关的制作方法
技术领域：
本发明涉及用于控制一个步进开关的电机驱动器的方法。本发明还涉及一个特别适用于这种方法的步进开关。所述的这种电机驱动器已由DE19707548C1及申请人的公司发表的文章“电机驱动器ED-运行指南；印刷出版号BA 138/02 de”公开。
这种已公开的电机驱动器用于不中断地切换一个分级变压器的调整线圈的抽头。此步进开关的控制通过控制电机驱动器来起动；并且电机驱动器的控制按照步进控制的原理进行，即通过单个的控制脉冲—例如由一个调压器触发—起动一个控制步的调整过程，并且接着强制地进行到结束。下一次控制只在到达新的静止位置后才可进行。
为此一个公开的电机驱动器除其它构件外具有一个用于其控制的控制传动装置，它具有用于机械操纵不同的凸轮开关的各个凸轮圆盘。在每次控制步进开关时，即在每个切换过程中，控制传动装置旋转360°，从而各个凸轮圆盘也旋转360°，并且按照由凸轮的造型确定的时序操纵不同的凸轮开关。各个凸轮开关用于完成不同的功能，例如运转时间，即电机驱动器的切断，由一个这种凸轮开关确定。
在公开的电机驱动器中，此控制如此进行在由相应凸轮圆盘预先确定的切换时序中的一个预定时刻之后电机驱动器被切断。这如此进行一个相应的凸轮开关被这个凸轮圆盘控制，并且从而电机驱动器收到信息这个切换时序已结束且电机驱动器已断开，以及接着再准备下一次切换。此信息内容仅与电机驱动器有关，即与其状态和其切断控制有关；不可能监测相应的步进开关事实上是否到达其新的终端位置以及步进开关的所有零件事实上是否进入了新的稳定状态，这是一个正常运行并首先是进一步的切换的先决条件。
本发明的目的在于给出一种控制电机驱动器的方法，其中以简单的方法不仅控制其运行时间，而且同时可以监测被控制的步进开关在切换后是否已进入其规定的新的稳定状态。本发明的目的还在于给出一个特别适用于这种方法的步进开关。
本发明的任务由具有权利要求1所述特征的方法完成。权利要求2给出一个特别适用于此方法的步进开关。
本发明的出发点是，通常步进开关具有一个缓慢和连续可操纵的，用于无功耗地预选应被切换到其上的新抽头的选择器以及一个负载切换器，用以在当前的和新的抽头之间的快速、无中断的切换。其中负载切换器具有一个储能器，它在操纵选择器时被张紧，并且储能器的一个从动件被制动杆(Klinken)制动。负载切换器的真正的控制由被触发的储能器，精确地说由此从动件的快速控制起动。储能器从动件的快速控制如此实现制动杆的一个从稳定的制动位置偏离开；直到现在一直存在的储能器的制动被取消。在负载切换器的控制结束后，如果步进开关已完全到达新的工作位置，则储能器上的相应制动杆重又咬合，储能器重又被制动，并且步进开关准备好进行下一次切换。这种已公开的步进开关例如被描述在DE19847745C1中。一个相应的储能器单独被详细说明在DE19855860C1中。
本发明基于以下思想制动，即储能器的制动杆的位置—它在正常时处于制动状态下—被收集并且双重地被利用。一方面，储能器上至今一直被制动的一个制动杆被偏离开，并从而储能器及其从动件被释放的时刻被收集和利用作为用以切断电机驱动器的时刻，然后切换过程结束。另一方面，在达到新的位置之后储能器的制动代表对一个规定的、运行安全状态的可靠性指示。相反，在另一情况下，即储能器没有重新被制动的情况下，出现一个不可靠的运行状态。这种制动故障可能出现在制动杆自己的弹簧或储能器的弹簧失效时。所以通过在进行负载切换后收集规定的再制动的状态可以同时监视步进开关。
下面借助附图所示实施例详细说明本发明。
附图中
图1以简要流程图形式示出本发明的方法，
图2示出一个特别适合于实现本发明方法的步进开关的储能器，图3是一个完整的切换时序图。
首先说明本发明的方法，说明中采用了在后面对储能器的详细说明中所用的一些构件标号。步进开关的控制如此被起动例如通过在(测得的)电压值偏离规定的要求电压值时调压器给出的一个控制脉冲，或者通过在一个切换台或类似物体上手动的脉冲输入。此控制脉冲根据旋转方向，即在方向“增高”或在方向“降低”上切换，控制两个电机接触器中的一个，并从而控制电机驱动器的电机。两个电机接触器中的每一个用于大家所熟悉的自锁。通过这个对电机驱动器的电机的控制，导致步进开关的传动轴旋转，从而控制步进开关。这里一方面进行一个缓慢的、无功耗的步进开关选择器的预选；运动的选择器接点抵达新的固定的选择器接点，此接点应是被切换到的。同时步进开关的储能器完成张紧。一个这样的储能器被示出在图2中，并在后面再详细说明。在张紧储能器时提升滑轨2相对于开关滑轨3运动，并且安装在两个滑轨之间的储能器弹簧被张紧。开关滑轨3这时还被制动杆6，7锁住，它们被卡在制动支架4，5中。如果达到了储能器的全部提升高度，即提升滑轨2运动到最接近开关滑轨3，并且储能器弹簧被最大张紧，则相应制动的制动杆6，7被偏离开。开关滑轨3跳动；储能器弹簧放松。开关滑轨3在其跳动时控制步进开关的负载切换开关，它完成在固定的选择器接点之间原来意义上的负载切换。相应制动杆6，7的偏离在本发明方法中被收集。这个偏离已完成的信息导致电机驱动器的停转；切换过程从而结束。如果在一个确定的时间之后步进开关处于一个新的稳定状态，则检查储能器是否重又被制动并且从而处于正常状态和准备好进行下一次步进开关控制。为此进行是否两个制动杆6，7中的一个重又制动的检查。因为储能器有两个这种制动杆6，7，它们交替地-即在每次切换后转换为另一个—在储能器的两个可能位置的左边或右边制动其开关滑轨3。
如果没有制动杆6，7处于制动位置，储能器没有被制动；存在导致锁闭电机驱动器的故障，因而不再能进行另一次切换，并且应避免它导致的损伤。在任何情况下首先必须排除导致不制动的上述故障。
图2示出一个特别适合于实现上述方法的步进开关的储能器。此储能器的某些零件的标号已在上面对方法的说明中提到。储能器由以下三个主要部件组成一个底板1，一个提升滑轨2和一个开关滑轨3。此结构已为说明书开始处提及的现有技术所公开。提升滑轨2由电机驱动器直线地控制；它被设计为在长度方向上可移动。在它和开关滑轨3之间—图中未示出—安放有储能器弹簧。开关滑轨3侧面具有制动支架4，5。此外，有两个侧面的制动杆6，7，它们分别有一个制动辊8，9，它们也可分别与制动支架4，5中的一个对应，即卡在其中。提升滑轨2如前所述在控制电机驱动器时在长度方向上被移动，同时开关滑轨3保持在其至今所在的位置上，因为它被所述制动杆6或7的制动辊8或9锁住，制动辊支撑在相应的制动支架4或5上。如果提升滑轨2在其长度方向上的移动到达终端位置，则根据运动方向制动杆3或4中的一个反着相应制动杆弹簧10或11的力被向下压。结果相应的制动辊8或9脱离与相应制动支架4或5的咬合。这样开关滑轨3的制动被消除，并且在其后提升滑轨2跳动，这时储能器弹簧放松且制动辊8或9重又进入开关滑轨3的新的终端位置，与相应的制动支架3或4咬合，重又形成制动。在下一次控制步进开关时相同的过程在相反的方向上进行。即提升滑轨2总是交替地向左或向右运动，并且开关滑轨3在排除其制动—此制动首先固定它—之后进行这个运动。这个运动被一个耦合件12引导去控制负载切换开关。
除了制动杆6，7的制动辊8，9之外，在侧面还存在传感器13，14。这些邻近传感器13，14收集相应的立体安放的制动杆6，7的位置的信息。在此示出的例子中邻近传感器13收集制动杆6的位置的信息，而邻近传感器14收集制动杆7的位置信息。
相应的邻近传感器13，14在相应的制动杆6，7处于制动状态时给出一个电信号，从一个邻近传感器13，14出来的信号线15，16中的每一个电连接于一个制动监测接触器。其开关接点并联连接在电机驱动器的电机控制电路中。在所加的控制脉冲之后，电机驱动器仅运行如此之久，像两个制动监测接触器中的一个被吸动一样久，假定邻近传感器13，14中的一个给出了信号并从而给出了相应的制动杆6，7被嵌入的信息。如果储能器被触发，两个制动杆6，7短时间被挤压出制动装置，两个制动监测接触器释放接点，结果控制回路断开且电机驱动器停转。
在正常情况下，如前所述，储能器在负载切换结束之后又被制动，即控制回路重又由一个新的控制脉冲触发。在故障情况下，如果没有制动被进行，两个制动监测接触器保持释放状态，并且不可能通过一个新的控制脉冲开始另一次切换，即开始新的一次步进开关控制。只要这个故障没有被排除，电机驱动器总保持闭锁。
图3示出步进开关的切换时序，即从第一个位置1到第二个位置2的完全的切换。其中电机驱动器的传动轴完成360°的旋转。在此切换时序中有特征的时刻被标记为a输出位置；电机驱动器由一个控制脉冲起动。
b运动的选择器接点开始运动。
c运动的选择器接点离开原来的固定的选择器接点。
d运动的选择器接点抵达新的固定的选择器接点。
e运动的选择器接点的运动结束，储能器还继续被张紧。
f储能器被最大限度张紧；制动开关滑轨的制动杆被偏离开，并且释放开关滑轨，它跳动并且控制负载切换器。同时这个偏离被邻近传感器13或14收集，两个制动监测接触器释放，电机驱动器被切断。
g负载切换结束，步进开关已抵达新的稳定位置，储能器又被制动。
h切换结束。
图中还示出了出现的电机驱动器的电机空转；在电路切断之后，由于电机驱动器中运动部件的惯性，电机驱动器在某个时间之后才停转。
权利要求
1.控制用于一个步进开关的电机驱动器的方法，其中电机驱动器的控制由一个单次控制脉冲起动，并且按照步进开关的原理强制地进行到结束，其中电机驱动器缓慢和无功耗地控制步进开关的选择器，其中电机驱动器继续提升和张紧一个由提升滑轨和开关滑轨组成的储能器的提升滑轨，并且开关滑轨首先被制动杆制动，且处于制动状态，其中储能器完全提升之后通过释放制动杆去除制动，从而开关滑轨完成一个快速的、控制步进开关的负载切换器的运动，其特征在于，制动杆(6，7)的位置被监测，并且一旦所有制动杆(6，7)处于不被制动状态，电机驱动器被切断，此外在下述条件下电机驱动器才能进行后面的控制制动杆(6，7)中的一个重又处于制动状态下。
2.用于实现权利要求1所述方法的步进开关，它具有一个储能器，该储能器具有一个可由电机驱动器的传动轴直线控制的提升滑轨和一个可制动的开关滑轨，在它们之间存在储能器弹簧，其中通过提升滑轨相对于开关滑轨的长度方向上的运动，储能器弹簧被张紧，从而在放开开关滑轨的制动之后提升滑轨跳动，其中制动由两个可对着相应的一个制动杆弹簧偏离开的制动杆及相应的一个制动辊实现，它们在静止状态下被卡在开关滑轨的相应一个制动支架上并且被制动在其中，其特征在于，在每个制动杆(6，7)的制动辊(8，9)侧面范围内分别安装一个电子邻近传感器(13，14)，并且每个邻近传感器(13，14)电气上连接于电机驱动器的控制电路，从而一旦某个制动杆(6，7)不处于制动状态则断开控制电路，并从而电机驱动器停转。
全文摘要
在本发明的方法中，一旦所有制动杆不处于制动状态，即储能器被触发并且导致负载切换开关的快速切换，正常时其开关滑轨应处于制动状态的储能器的制动杆位置被监测。实现本方法的本发明步进开关具有位于制动杆附近的电子邻近传感器，它们连接于一个电机驱动器控制电路。从而保证了一旦某个制动杆不处于制动储能器的开关滑轨的状态，则断开控制电路，从而电机驱动器停转。
文档编号H01H9/00GK1406387SQ01802711
公开日2003年3月26日 申请日期2001年3月1日 优先权日2000年4月1日
发明者朱尔根·艾奇, 克里斯蒂安·修德克, 克劳斯·霍普弗, 西尔克·雷德 申请人:赖茵豪森机械制造公司