用于平衡負(fù)荷分級開關(guān)的方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種用于平衡負(fù)荷分級開關(guān)的方法，所述負(fù)荷分級開關(guān)用于在分級變壓器的不同線圈抽頭之間進(jìn)行轉(zhuǎn)換。總的發(fā)明構(gòu)思在于，通過在調(diào)試負(fù)荷分級開關(guān)后由一個參數(shù)化的控制裝置沿第一旋轉(zhuǎn)方向起動電機(jī)驅(qū)動的方式，達(dá)到負(fù)荷分級開關(guān)的一個預(yù)先定義的工作位置，從而負(fù)荷分級開關(guān)朝第一線圈抽頭方向開始跑完其穩(wěn)態(tài)的各工作位置，也就是分級變壓器的不同線圈抽頭，其中借助控制裝置識別負(fù)荷分級開關(guān)的終端位置的達(dá)到，其中重新隨后沿第二旋轉(zhuǎn)方向起動電機(jī)驅(qū)動，從而負(fù)荷分級開關(guān)緊接著朝相反的轉(zhuǎn)換方向跑完調(diào)節(jié)區(qū)域直至達(dá)到第一穩(wěn)態(tài)的工作位置，并且其中緊接著借助控制裝置的非易失性存儲的參數(shù)將第一穩(wěn)態(tài)的工作位置配置為預(yù)先定義的工作位置。
【專利說明】用于平衡負(fù)荷分級開關(guān)的方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種用于平衡負(fù)荷分級開關(guān)的方法，該負(fù)荷分級開關(guān)用于在分級變壓器的不同線圈抽頭之間進(jìn)行轉(zhuǎn)換。

【背景技術(shù)】
[0002]許多年以來，為了在分級變壓器的不同線圈抽頭之間進(jìn)行無中斷轉(zhuǎn)換，在世界范圍內(nèi)大量地使用負(fù)荷分級開關(guān)。在北美特別流行的所謂電抗開關(guān)都具有能夠?qū)崿F(xiàn)緩慢、持續(xù)轉(zhuǎn)換的轉(zhuǎn)換電抗。根據(jù)電阻快速交換原則，負(fù)荷分級開關(guān)通常包括一個用于無功率選擇分級變壓器的要轉(zhuǎn)換到其上的相應(yīng)的線圈抽頭的選擇器，和一個用于從以前的預(yù)選線圈抽頭實(shí)際轉(zhuǎn)換到新的預(yù)選線圈抽頭上的負(fù)荷轉(zhuǎn)換開關(guān)。負(fù)荷轉(zhuǎn)換開關(guān)為此通常具有開關(guān)觸點(diǎn)和電阻觸點(diǎn)。開關(guān)觸點(diǎn)在此用于直接連接具有負(fù)荷引線的相應(yīng)的線圈抽頭，而電阻觸點(diǎn)用于暫時接線，也就是說借助一個或多個轉(zhuǎn)換電阻橋接。然而近些年來的發(fā)展遠(yuǎn)離了具有在絕緣油中的機(jī)械開關(guān)觸點(diǎn)的負(fù)荷轉(zhuǎn)換開關(guān)。取而代之的是，復(fù)制地將真空開關(guān)單元用作開關(guān)元件。
[0003]一種此類型的具有真空開關(guān)管的負(fù)荷分級開關(guān)例如由DE 10 2009043 171 Al公開。在這里負(fù)荷轉(zhuǎn)換開關(guān)支承有一個由蓄電池可驅(qū)動的帶有至少一個凸輪盤的主動軸。凸輪盤具有多個控制凸輪，其中兩個在端側(cè)設(shè)置在凸輪盤上的控制凸輪根據(jù)凸輪類型具有與圓形不同的輪廓，在所述輪廓上分別接觸鎖合地引導(dǎo)一個經(jīng)由搖桿與真空開關(guān)管連接的輥，所述輥截取相應(yīng)控制凸輪的成型輪廓。
[0004]通常由現(xiàn)有技術(shù)中已知的負(fù)荷分級開關(guān)作為完成安裝的產(chǎn)品提供給客戶并且由該客戶在現(xiàn)場裝配到現(xiàn)存的分級變壓器中。對此制造商附上操作說明，該操作說明簡單易行地記錄和描述分級調(diào)節(jié)裝置的裝配。分級調(diào)節(jié)裝置連同電機(jī)驅(qū)動與分級變壓器和其控制電子裝置的調(diào)試即耦合在各個安裝步驟中需要對分級變壓器的調(diào)節(jié)線圈的不同分級位置進(jìn)行手工控制的接線，通過的方式是將分級調(diào)節(jié)裝置在相鄰的、與調(diào)節(jié)線圈電連接的固定觸點(diǎn)之間進(jìn)行轉(zhuǎn)換。根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)，這一過程是耗時的且時常出錯。
[0005]由DE 197 05 576 Al已知一種用于負(fù)荷分級開關(guān)的位置信號裝置。位置信號裝置作為分級開關(guān)或類似物的電機(jī)驅(qū)動的組成部分用于電氣采集和傳輸分級開關(guān)或類似物的相應(yīng)位置；這又一方面是對于原來的位置指示的起始點(diǎn)而另一方面作為實(shí)際值是隨后的控制或調(diào)節(jié)功能的基礎(chǔ)。
[0006]用于分級開關(guān)的已知的位置信號裝置包括大量信號觸點(diǎn)的圓形裝置，其中至少每一個信號觸點(diǎn)分配有分級開關(guān)類似物的一個工作位置。信號觸點(diǎn)在此借助一個可旋轉(zhuǎn)的中心的信號觸點(diǎn)操縱桿進(jìn)行接線，所述信號觸點(diǎn)操縱桿與分級開關(guān)更準(zhǔn)確的說與分級開關(guān)的電機(jī)驅(qū)動相連接。在此，在每一次改變分級開關(guān)的工作位置時，也就是在從一個線圈抽頭轉(zhuǎn)換到另一個線圈抽頭上時，信號觸點(diǎn)操縱桿僅僅運(yùn)動一個轉(zhuǎn)接相角，所述轉(zhuǎn)接相角等于兩個相鄰的信號觸點(diǎn)的間距。然而，由于信號觸點(diǎn)操縱桿的持續(xù)運(yùn)動，導(dǎo)致觸點(diǎn)分離很慢，依賴于相應(yīng)的開關(guān)過程，很慢的觸點(diǎn)分離可能延續(xù)數(shù)秒。如果以直流工作的電路要經(jīng)由信號觸點(diǎn)接通或通常要接通較高的電流，那么這種位置信號裝置是不適合的。
[0007]因此在這種由現(xiàn)有技術(shù)已知的位置信號裝置中，每個信號觸點(diǎn)分配有分級開關(guān)的一個固定的工作位置，即分級變壓器的調(diào)節(jié)線圈的線圈抽頭。同樣在這里，分級開關(guān)與位置信號顯示的機(jī)械耦合或者校準(zhǔn)必須按照固定定義的電路圖進(jìn)行，因?yàn)榉駝t的話位置信號裝置會顯示錯誤的工作位置。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]由此出發(fā)，本發(fā)明的任務(wù)在于，提供一種用于平衡負(fù)荷分級開關(guān)的方法，該負(fù)荷分級開關(guān)用于在分級變壓器的不同線圈抽頭之間進(jìn)行轉(zhuǎn)換，該方法能夠?qū)崿F(xiàn)負(fù)荷分級開關(guān)的預(yù)先定義的工作位置的校準(zhǔn)，而無需對調(diào)節(jié)線圈的不同分接位置進(jìn)行手動控制接線。
[0009]該目的通過具有權(quán)利要求1所述的特征的用于平衡負(fù)荷分級開關(guān)的方法得以解決，負(fù)荷分級開關(guān)用于在分級變壓器的不同線圈抽頭之間進(jìn)行轉(zhuǎn)換。從屬權(quán)利要求在此涉及本發(fā)明的尤其優(yōu)選的擴(kuò)展方案?！捌胶狻痹诒景l(fā)明框架內(nèi)被理解為達(dá)到負(fù)荷分級開關(guān)的預(yù)先定義的工作位置。
[0010]總的發(fā)明構(gòu)思在于，通過在調(diào)試負(fù)荷分級開關(guān)后由一個參數(shù)化的控制裝置沿第一旋轉(zhuǎn)方向起動電機(jī)驅(qū)動的方式，達(dá)到負(fù)荷分級開關(guān)的預(yù)先定義的工作位置，從而負(fù)荷分級開關(guān)朝第一線圈抽頭方向開始跑完其穩(wěn)態(tài)的各工作位置，也就是分級變壓器的不同線圈抽頭，其中借助控制裝置識別負(fù)荷分級開關(guān)的終端位置的達(dá)到，其中重新隨后沿第二旋轉(zhuǎn)方向起動電機(jī)驅(qū)動，從而負(fù)荷分級開關(guān)緊接著朝相反的轉(zhuǎn)換方向跑完調(diào)節(jié)區(qū)域直至達(dá)到第一穩(wěn)態(tài)的工作位置，并且其中緊接著借助控制裝置的非易失性存儲的參數(shù)將第一穩(wěn)態(tài)的工作位置配置為預(yù)先定義的工作位置。因此，根據(jù)本發(fā)明的方法按照負(fù)荷分級開關(guān)的調(diào)試自主地將一個第一穩(wěn)態(tài)的工作位置定義為用于所有隨后的開關(guān)操作的基準(zhǔn)量。由于這個定義的工作位置軟件支持地非易失性地被存儲，因此在每一個較晚的時刻都可了解，沿負(fù)荷分級開關(guān)的哪個轉(zhuǎn)換方向執(zhí)行了多少轉(zhuǎn)換，繼而最終負(fù)荷分級開關(guān)當(dāng)前位于哪個穩(wěn)態(tài)的工作位置。因此換句話說，按照本發(fā)明的本質(zhì)采用負(fù)荷分級開關(guān)的調(diào)節(jié)區(qū)域的機(jī)械的止擋，以便隨后標(biāo)定成負(fù)荷分級開關(guān)的一個定義的穩(wěn)態(tài)的工作位置。
[0011]根據(jù)本發(fā)明的一種特殊擴(kuò)展方案，通過在沿第一旋轉(zhuǎn)方向起動電機(jī)驅(qū)動后非易失性地存儲其電流強(qiáng)度并以定義的時間間隔將該電流強(qiáng)度與一個在控制裝置中參數(shù)化為電流極限值的最高值進(jìn)行比較的方式，控制裝置識別負(fù)荷分級開關(guān)的調(diào)節(jié)區(qū)域的機(jī)械的終端止擋。在此如果當(dāng)前測定的電流值超出定義的額定值，則產(chǎn)生一個電信號，所述電信號將負(fù)荷分級開關(guān)的機(jī)械的終端止擋報告給控制裝置。
[0012]再次根據(jù)本發(fā)明的另一種實(shí)施方式，通過借助一個傳感器以規(guī)定的時間間隔檢測電機(jī)驅(qū)動的主動軸的轉(zhuǎn)速的方式，經(jīng)由控制裝置檢測負(fù)荷分級開關(guān)的調(diào)節(jié)區(qū)域的機(jī)械的終端止擋。如果轉(zhuǎn)速的測定值等于0，則產(chǎn)生一個電信號，所述電信號將負(fù)荷分級開關(guān)的機(jī)械的終端止擋報告給控制裝置。
[0013]又根據(jù)本發(fā)明的另一種實(shí)施方式，在沿第一旋轉(zhuǎn)方向跑完負(fù)荷分級開關(guān)的調(diào)節(jié)區(qū)域時在每次達(dá)到最近的穩(wěn)態(tài)的工作位置時，對一個信號觸點(diǎn)進(jìn)行接線，其中借助控制裝置非易失性存儲觸發(fā)時刻即信號觸點(diǎn)的接線，其中將在兩個觸發(fā)時刻之間的時間與一個最大允許的極限值進(jìn)行比較，其中在超出最大允許的極限值時產(chǎn)生一個電信號，所述電信號將負(fù)荷分級開關(guān)的機(jī)械的終端止擋報告給控制裝置。這可以例如通過以下方式實(shí)現(xiàn)，即，使至少一個凸輪盤與電機(jī)驅(qū)動的主動軸旋轉(zhuǎn)嚙合，所述凸輪盤本身在凸輪盤每旋轉(zhuǎn)一轉(zhuǎn)時操縱至少一個微型開關(guān)。根據(jù)傳動比的情況，凸輪盤旋轉(zhuǎn)一轉(zhuǎn)可以與負(fù)荷轉(zhuǎn)換開關(guān)從第一穩(wěn)態(tài)的工作位置到相鄰的第二穩(wěn)態(tài)的工作位置的一次轉(zhuǎn)換同步進(jìn)行。因此凸輪盤每旋轉(zhuǎn)一轉(zhuǎn)繼而每次轉(zhuǎn)換，也就是負(fù)荷分級開關(guān)允許的穩(wěn)態(tài)的工作位置的每次轉(zhuǎn)換，微型開關(guān)都觸發(fā)一次繼而發(fā)出成功結(jié)束的轉(zhuǎn)換過程的信號。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0014]下面還要示例性地結(jié)合附圖進(jìn)一步闡述根據(jù)本發(fā)明的方法。
[0015]附圖示出根據(jù)本發(fā)明的方法的示意流程圖。

【具體實(shí)施方式】
[0016]調(diào)試帶有分級變壓器的負(fù)荷分級開關(guān)構(gòu)成根據(jù)本發(fā)明的方法的出發(fā)點(diǎn)。在調(diào)試時，將負(fù)荷分級開關(guān)以其聯(lián)接觸點(diǎn)連接在分級變壓器的調(diào)節(jié)線圈上、裝配電機(jī)驅(qū)動并且將負(fù)荷分級開關(guān)連同電機(jī)驅(qū)動一起連接至一個軟件支持的電子的控制裝置，該控制裝置本身又可以與一個輸出裝置連接?？刂蒲b置在調(diào)試時要被參數(shù)化，尤其是在此要定義電機(jī)驅(qū)動的主動軸的初始運(yùn)動方向，此外要給出并最終定義負(fù)荷分級開關(guān)的允許的穩(wěn)態(tài)的工作位置的數(shù)量，在這些地方有調(diào)節(jié)區(qū)域的始端即第一允許的穩(wěn)態(tài)的工作位置，和調(diào)節(jié)區(qū)域的終端，也就是負(fù)荷分級開關(guān)的最后允許的工作位置。這些參數(shù)被非易失性存儲在控制裝置中。如已經(jīng)闡述的那樣，負(fù)荷分級開關(guān)通常具有一個用于無功率選擇分級變壓器的要轉(zhuǎn)換到其上的相應(yīng)的線圈抽頭的選擇器，和一個用于從以前的預(yù)選線圈抽頭實(shí)際轉(zhuǎn)換到新的預(yù)選線圈抽頭的負(fù)荷轉(zhuǎn)換開關(guān)。依賴于以負(fù)荷分級開關(guān)為基礎(chǔ)的開關(guān)類型，在一個例如帶有5個線圈抽頭的調(diào)節(jié)線圈上根據(jù)電阻快速交換原則允許5個穩(wěn)態(tài)的工作位置并且根據(jù)電抗器開關(guān)原則允許9個穩(wěn)態(tài)的工作位置，因?yàn)樵谶@里允許中間位置作為穩(wěn)態(tài)的工作位置。
[0017]隨后由接著參數(shù)化的控制裝置沿第一旋轉(zhuǎn)方向起動電機(jī)驅(qū)動，從而負(fù)荷分級開關(guān)朝第一線圈抽頭方向開始跑完其穩(wěn)態(tài)的各工作位置，也就是分級變壓器的不同線圈抽頭。在這里調(diào)節(jié)線圈的與分級變壓器的主線圈最近的線圈抽頭被認(rèn)為是第一線圈抽頭，也就是分級變壓器的調(diào)節(jié)區(qū)域的開始。電機(jī)驅(qū)動例如是由現(xiàn)有技術(shù)已知的步進(jìn)電動機(jī)。
[0018]在又一個后續(xù)的方法步驟中，借助控制裝置識別終端位置的達(dá)到。終端位置在本發(fā)明框架內(nèi)負(fù)荷分級開關(guān)的機(jī)械的終端止擋，如果負(fù)荷分級開關(guān)已達(dá)到其調(diào)節(jié)區(qū)域的始端或者終端，負(fù)荷分級開關(guān)的活動部分運(yùn)行到終端止擋上。這可以例如通過以下方式實(shí)現(xiàn)，即通過在沿第一旋轉(zhuǎn)方向起動電機(jī)驅(qū)動后非易失性地存儲其電流強(qiáng)度并以定義的時間間隔將該電流強(qiáng)度與一個在控制裝置中參數(shù)化為電流極限值的最高值進(jìn)行比較的方式，控制裝置識別負(fù)荷分級開關(guān)的調(diào)節(jié)區(qū)域的機(jī)械的終端止擋。在此如果當(dāng)前測定的電流值超出定義的額定值，則產(chǎn)生一個電信號，所述電信號將負(fù)荷分級開關(guān)的機(jī)械的終端止擋報告給控制裝置。作為備選方案還可能的是，通過借助一個傳感器以規(guī)定的時間間隔不檢測電機(jī)驅(qū)動的主動軸的轉(zhuǎn)速的方式，經(jīng)由控制裝置檢測負(fù)荷分級開關(guān)的調(diào)節(jié)區(qū)域的機(jī)械的終端止擋。如果轉(zhuǎn)速的被測定值等于0，則產(chǎn)生一個電信號，所述電信號將負(fù)荷分級開關(guān)的機(jī)械的終端止擋報告給控制裝置。又根據(jù)本發(fā)明的另一種實(shí)施方式，在沿第一旋轉(zhuǎn)方向跑完負(fù)荷分級開關(guān)的調(diào)節(jié)區(qū)域時在每次達(dá)到最近的穩(wěn)態(tài)的工作位置時，對一個信號觸點(diǎn)進(jìn)行接線，其中借助控制裝置非易失性存儲觸發(fā)時刻即信號觸點(diǎn)的接線，其中將兩個觸發(fā)時刻之間的時間與一個最大允許的極限值進(jìn)行比較，其中在超出最大允許的極限值時產(chǎn)生一個電信號，所述電信號將負(fù)荷分級開關(guān)的機(jī)械的終端止擋報告給控制裝置。這也可以例如通過以下方式實(shí)現(xiàn)，即，使至少一個凸輪盤與電機(jī)驅(qū)動的主動軸旋轉(zhuǎn)嚙合，所述凸輪盤本身在凸輪盤每旋轉(zhuǎn)一轉(zhuǎn)時操作至少一個微型開關(guān)。根據(jù)傳動比的情況，凸輪盤旋轉(zhuǎn)一轉(zhuǎn)可以與負(fù)荷轉(zhuǎn)換開關(guān)從第一穩(wěn)態(tài)的工作位置到相鄰的第二穩(wěn)態(tài)的工作位置的一次轉(zhuǎn)換同步進(jìn)行。因此凸輪盤每旋轉(zhuǎn)一轉(zhuǎn)繼而每次轉(zhuǎn)換，也就是負(fù)荷分級開關(guān)允許的穩(wěn)態(tài)的工作位置的每次轉(zhuǎn)換，微型開關(guān)都觸發(fā)繼而發(fā)出成功結(jié)束的轉(zhuǎn)換過程的信號。
[0019]在接下來的方法步驟中，由控制裝置沿第二旋轉(zhuǎn)方向起動電機(jī)驅(qū)動，從而選擇器緊接著朝相反的轉(zhuǎn)換方向跑完調(diào)節(jié)區(qū)域直至達(dá)到第一穩(wěn)態(tài)的工作位置，并且在達(dá)到第一穩(wěn)態(tài)的工作位置時停止。
[0020]最后借助控制裝置的非易失性存儲的參數(shù)將第一穩(wěn)態(tài)的工作位置配置為預(yù)先定義的工作位置。由此根據(jù)本發(fā)明的方法按照負(fù)荷分級開關(guān)的調(diào)試自主地將一個第一穩(wěn)態(tài)的工作位置定義為用于所有隨后的開關(guān)操作的基準(zhǔn)量。由于這個定義的工作位置軟件支持地非易失性地被存儲，因此在每一個較晚的時刻都可了解，沿負(fù)荷分級開關(guān)的哪個轉(zhuǎn)換方向執(zhí)行了多少轉(zhuǎn)換，繼而最終負(fù)荷分級開關(guān)當(dāng)前位于哪個穩(wěn)態(tài)的工作位置。換句話說，按照本發(fā)明的本質(zhì)因此采用負(fù)荷分級開關(guān)的調(diào)節(jié)區(qū)域的機(jī)械止擋，以便隨后標(biāo)定成負(fù)荷分級開關(guān)的一個定義的穩(wěn)態(tài)的工作位置。
【權(quán)利要求】
1.用于平衡借助電機(jī)驅(qū)動可操縱的負(fù)荷分級開關(guān)的方法，所述負(fù)荷分級開關(guān)用于在分級變壓器的不同線圈抽頭之間進(jìn)行轉(zhuǎn)換，其特征在于具有下列方法步驟: -根據(jù)負(fù)荷分級開關(guān)的調(diào)試，由參數(shù)化的控制裝置沿第一旋轉(zhuǎn)方向起動電機(jī)驅(qū)動，從而負(fù)荷分級開關(guān)朝第一線圈抽頭方向開始跑完其穩(wěn)態(tài)的各工作位置，也就是分級變壓器的不同線圈抽頭， -借助控制裝置檢測負(fù)荷分級開關(guān)的終端位置的達(dá)到， -沿第二旋轉(zhuǎn)方向起動電機(jī)驅(qū)動，從而負(fù)荷分級開關(guān)緊接著朝相反的轉(zhuǎn)向方向跑完調(diào)節(jié)區(qū)域直至達(dá)到第一穩(wěn)態(tài)的工作位置， -并且緊接著借助控制裝置的非易失性存儲的參數(shù)將第一穩(wěn)態(tài)的工作位置配置為預(yù)先定義的工作位置。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，通過在沿第一旋轉(zhuǎn)方向起動電機(jī)驅(qū)動后非易失性地存儲其電流強(qiáng)度的方式，借助控制裝置檢測負(fù)荷分級開關(guān)的終端位置的達(dá)到，以定義的時間間隔將該非易失性存儲的電流強(qiáng)度與一個在控制裝置中參數(shù)化為電流極限值的最高值進(jìn)行比較，并且在當(dāng)前測定的電流強(qiáng)度超出一個預(yù)先定義的額定值時，則由控制裝置產(chǎn)生一個電信號，從而控制裝置報告負(fù)荷分級開關(guān)的機(jī)械的終端止擋。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，通過借助一個傳感器以規(guī)定的時間間隔檢測電機(jī)驅(qū)動的主動軸的轉(zhuǎn)速的方式，借助控制裝置檢測負(fù)荷分級開關(guān)的終端位置的達(dá)至IJ，在轉(zhuǎn)速的測定值達(dá)到O時，則由控制裝置產(chǎn)生一個電信號，從而控制裝置報告負(fù)荷分級開關(guān)的機(jī)械的終端止擋。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，通過在沿第一旋轉(zhuǎn)方向跑完負(fù)荷分級開關(guān)的調(diào)節(jié)區(qū)域時在每次達(dá)到最近的穩(wěn)態(tài)的工作位置時對一個信號觸點(diǎn)進(jìn)行接線的方式，借助控制裝置檢測負(fù)荷分級開關(guān)的終端位置的達(dá)到，借助控制裝置非易失性存儲觸發(fā)時刻即信號觸點(diǎn)的接線，將在兩個觸發(fā)時刻之間的時間與一個最大允許的極限值進(jìn)行比較，并且在超出最大允許的極限值時產(chǎn)生一個電信號，從而控制裝置報告負(fù)荷分級開關(guān)的機(jī)械的終端止擋。
【文檔編號】H01H9/00GK104205274SQ201380016943
【公開日】2014年12月10日 申請日期:2013年3月25日 優(yōu)先權(quán)日:2012年4月27日
【發(fā)明者】A·比林格爾, D·普利茨科, S·施密德 申請人:賴茵豪森機(jī)械制造公司