DE60133573T2

DE60133573T2 - CONTROL DEVICE

Info

Publication number: DE60133573T2
Application number: DE60133573T
Authority: DE
Inventors: Sjoerd Bosga; Philip Kjaer; Magnus Backman; Mats Svensson; Per-Olof Thureson; Lars Jonsson; Freddy Magnussen; Per Larsson; Stefan Valdemarsson
Original assignee: ABB AB
Current assignee: ABB AB
Priority date: 2000-09-18
Filing date: 2001-09-17
Publication date: 2009-06-04
Anticipated expiration: 2021-09-18
Also published as: CN1475020A; CN100477052C; WO2002023571A1; DE60133573D1; AU2001286373A1; EP1334500A1; SE0003371D0; ATE392002T1; EP1334500B1; JP2004509435A; SE520438C2

Abstract

The present invention relates to a method for testing, controlling and regulating a switching device with contact parts, to a switching device and to a computer program therefore. The switching device comprises an electric motor (6) and a mechanical coupling device (41) for transforming motion from the electric motor to one of the contact parts (4, 5). Position, speed and/or acceleration of the contact part during operation are controlled during operation. By means of a control unit (43), the operation of the switching device is adaptively controlled in real-time. Storage means (70) are provided and contain information on measurements, events and failures in the switching device and include operation parameters. In the logs, information regarding self-diagnostic tests of the switching device can be stored as well.

Description

Gebiet der ErfindungField of the invention

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Testen, Steuern und Regulieren einer Schaltvorrichtung mit Kontaktteilen, und eine Schaltvorrichtung dafür. Die Schaltvorrichtung umfasst einen elektrischen Motor und eine mechanische Kopplungsvorrichtung, um Bewegung von einem elektrischen Motor auf mindestens eines der Kontaktteile zu übertragen. Die Schaltvorrichtung kann einen oder mehrere elektrische Motoren und einen oder mehrere mechanische Kopplungsvorrichtungen umfassen, um Bewegung von jedem elektrischen Motor auf mindestens eines der Kontaktteile zu übertragen. Es werden die Position, Geschwindigkeit und/oder Beschleunigung von mindestens einem Kontaktteil erhalten, wobei die Position, die Geschwindigkeit und/oder Beschleunigung von mindestens einem Kontaktteil, während des Betriebs, durch Betreiben gesteuert werden. Das Verfahren und die Schaltvorrichtung sind insbesondere für die Anwendung in Mittel- und Hochspannungsnetzen vorgesehen.The The present invention relates to a method for testing, controlling and regulating a switching device with contact parts, and a Switching device for it. The switching device comprises an electric motor and a mechanical coupling device to move from an electrical To transfer motor on at least one of the contact parts. The switching device can be one or more electric motors and one or more Mechanical coupling devices include movement of each to transmit electric motor to at least one of the contact parts. It will be the position, speed and / or acceleration obtained from at least one contact part, wherein the position, the Speed and / or acceleration of at least one contact part, during the Operating, controlled by operation. The procedure and the Switching device are particularly suitable for use in and high voltage networks provided.

Stand der TechnikState of the art

Gewöhnlich wird das Betreiben von Schaltvorrichtungen durch die Verwendung von Federeinrichtungen mit ausreichend Energie ausgeführt, um ein Öffnen und Schließen der Schaltvorrichtung zu erhalten. Beim klassischen Betreiben einer Federeinrichtung sind Öffnungs- und Schließ-Signale die einzig vorhandenen Echtzeit-Signale. Federeinrichtungen führen nicht genau die gleiche Funktionszeit von einem Öffnungs-/Schließvorgang zum Anderen aus. Folglich ist die Verzugszeit von der Anforderung bis zum abgeschlossenen Arbeitsgang bzw. Betrieb nicht konstant. Es besteht nicht die Möglichkeit die Bewegung und Position der Kontaktteile in genauer Weise zu steuern und zu regulieren. Die Kommunikation in einem System mit einer gewöhnlichen Feder-Schaltvorrichtung umfasst Auslösespulen. Ebenfalls sind Verbindungen mit 110 V und Relais für eine Kommunikation erforderlich.Usually will the operation of switching devices through the use of spring devices with sufficient energy, to open and closing to obtain the switching device. In the classic operation of a Spring device are opening and closing signals the only real-time signals available. Spring devices do not lead exactly the same functional time of an opening / closing process on the other hand. Consequently, the delay time is from the request not constant until the completed operation or operation. There is no possibility to control the movement and position of the contact parts in a precise manner and to regulate. Communication in a system with an ordinary Spring switching device includes trip coils. Also are connections with 110 V and relay for a communication is required.

In einer Schaltvorrichtung, die eine Federeinrichtung verwendet, wird die Feder bei jedem Vorgang die gleiche Kraft auf den Kontaktteil so anwenden bzw. aufbringen, dass sie so gestaltet sein muss zu funktionieren, als ob ein Strom unter ungünstigsten Umständen bei jedem Betrieb unterbrochen werden müsste. Bei einer Federeinrichtung ist die Verzugszeit nicht konstant. Federeinrichtungen stellen lediglich Positionsinformation mit einer beschränkten Auflösung bereit. Bei einem Federeinrichtungssystem muss äußeres Erfassungsgerät verbunden werden, um Information bezüglich des Betriebs der Federeinrichtung zu sammeln, wobei sie während der gesamten Schaltvorrichtungsvorgänge, von denen Information erhalten werden soll, verbunden bleiben muss. Praktisch bedeutet dieses, dass um eine Schaltvorrichtung zu testen, sie aus dem Betrieb genommen werden muss, Erfassungsgerät verbunden werden muss und einige Vorgänge ausgeführt werden müssen.In a switching device using a spring device is the spring with each operation, the same force on the contact part apply or apply in such a way that it must be designed in such a way work as if a power is under worst circumstances at every operation would have to be interrupted. In a spring device the delay time is not constant. Spring devices only provide Position information with a limited resolution ready. In a spring device system must be connected external sensing device be for information regarding to collect the operation of the spring device, during the whole Switching device operations, of which information is to be obtained must remain connected. Practically, this means that to test a switching device, it must be taken out of service, detection device connected must and some operations accomplished Need to become.

Um diese Nachteile bezüglich einer mit einer Feder betriebenen Schaltvorrichtung zu beseitigen, wurde vorgeschlagen einen elektrischen Motor zum Betreiben des mobilen Kontaktteils zu verwenden. Die WO 00/136621 offenbart ein Beispiel dieses Typen einer Schaltvorrichtung.In order to eliminate these disadvantages with respect to a spring-operated switching device, it has been proposed to use an electric motor for operating the mobile contact part. The WO 00/136621 discloses an example of this type of switching device.

Gemäß der WO 00/1366621 wird die Bewegung des mobilen Kontaktteils gesteuert. Eine Steuereinheit empfängt Eingangsinformation, welche Information Information über die Netzbedingung, die Bewegung des mobilen Kontaktteils, die Bewegung des Rotors des elektrischen Motors und/oder Instruktionen für einen Bediener umfasst. Basierend auf dieser Information steuert die Steuereinheit die Motorbewegung durch Steuern des dafür gelieferten Stroms. Die Bewegung folgt einem Bewegungsprofil, das in der Steuereinheit gespeichert vorliegt und die Bewegung wird an die Rückkopplungsinformation von der Eingabe angepasst.According to the WO 00/1366621 the movement of the mobile contact part is controlled. A control unit receives input information, which includes information about the network condition, the movement of the mobile contact part, the movement of the rotor of the electric motor and / or instructions for an operator. Based on this information, the control unit controls the motor movement by controlling the power supplied thereto. The movement follows a motion profile stored in the controller and the motion is matched to the feedback information from the input.

Diese bekannte Vorrichtung stellt eine bedeutende Verbesserung in Bezug auf eine durch eine Feder betriebene Schaltvorrichtung dar, da sie einen höheren/s Grad/Niveau einer Steuerung der Bewegung bietet. Die bekannte Vorrichtung ist jedoch nicht flexibel genug, um einen optimalen Betrieb des mobilen Kontaktteils zu erhalten.These Known device relates to a significant improvement on a spring-operated switching device, since they a higher / s Degree / level of control of the motion offers. The known device however, is not flexible enough to ensure optimal operation of the to get mobile contact part.

Dokument DE 198 17 942 offenbart eine Vorrichtung gemäß der Präambel von Anspruch 4.document DE 198 17 942 discloses a device according to the preamble of claim 4.

Gemäß der Erfindung werden die Aufgaben dadurch gelöst, dass ein Verfahren, das in der Präambel von Anspruch 1 spezifiziert ist die Schritte einschließt, die in dem charakterisierenden Teil des Anspruchs spezifiziert sind. Die Verwendung eines elektrischen Motors zum Betreiben eines mobilen Kontaktteils macht derartige Tests äußerst einfach und zuverlässig bzw. betriebssicher ausführbar. Die Tests wirken daran mit eine fehlerfreie Steuerung zu erhalten, da sie auf Information von den Tests basieren kann.According to the invention the tasks are solved by that a method specified in the preamble of claim 1 is the steps includes which are specified in the characterizing part of the claim. The use of an electric motor to operate a mobile Contact part makes such tests extremely simple and reliable or safe to carry out. The tests work to get it with error-free control, since it can be based on information from the tests.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht in einer dritten Ausführungsform darin eine Schaltvorrichtung der vorstehend beschriebenen bekannten Art zu verbessern, um so eine Schaltvorrichtung zu erhalten, bei der die Bewegung des mobilen Kontaktteils bezüglich der/des Zeit- bzw. Takt- und Bewegungsprofils optimiert ist.The Object of the present invention consists in a third embodiment therein a switching device of the known ones described above Art to improve, so as to obtain a switching device at the movement of the mobile contact part with respect to the time or clock and motion profiles is optimized.

In einer bevorzugten Ausführungsform des Verfahrens zum Auswerten des Zustands der Schaltvorrichtung wird ein Selbstdiagnosetest an der Schaltvorrichtung ausgeführt, indem kleine Motorbewegungen ausgeführt werden. Das Verfahren bietet die Möglichkeit die Funktion der Schaltvorrichtung zu überwachen. Da eine Schaltvorrichtung normalerweise während dessen Stanzeit bzw. Lebenszeit inaktive ist und lediglich während einiger kurzer Momente betrieben wird, besteht immer ein Grad von Unsicherheit, ob die Schaltvorrichtung genau ordnungsgemäß für den Betrieb bereit ist. Indem eine kurze Motorbewegung eingeleitet wird, werden ausreichend Daten zum Auswerten des Zustands der Schaltvorrichtung erhalten, wenn sie gemäß der vorliegenden Erfindung gesteuert wird. Durch einen derartigen Test wird Information über die Funktion des Rotorpositionierungssystems, die Funktion eines Wandlers, wenn ein derartiger vorhanden ist, die Funktion des Motors, die Funktion der Kontaktteile, die Kapazität der elektrischen Speichermittel, etc. erhalten. Die kleine Bewegung ist lediglich ein Anteil einer vollen Abschalt- bzw. Unterbrechungs-Bewegung, was bedeutet weniger als ein 10tel davon oder weniger als ein 20tel davon und gewöhnlich in dem Bereich von einigen Millimeter für einen Schaltvorrichtung, die an einem Mittel- oder einem Hochspannungssystem betrieben wird. Die Kontaktteile werden folglich niemals während dieser Tests getrennt.In a preferred embodiment the method for evaluating the state of the switching device a self-diagnostic test is performed on the switching device by: small engine movements executed become. The procedure offers the possibility of the function of Monitoring switching device. Since a switching device normally during its Stanzeit or Lifetime is inactive and only for a few short moments is operated, there is always a degree of uncertainty, whether the Switching device is exactly ready for operation. By doing a short motor movement is initiated, sufficient data for Evaluating the state of the switching device obtained when according to the present Invention is controlled. Such a test provides information about the Function of the rotor positioning system, the function of a transducer, if such exists, the function of the engine, the Function of the contact parts, the capacity of the electrical storage means, etc. received. The small movement is only a part of one full shutdown or break motion, which means less than one 10th of it or less than a 20th of it and usually in the range of a few millimeters for a switching device, which is operated on a medium or high voltage system. The contact parts are therefore never disconnected during these tests.

In noch einer anderen Ausführungsform wird ein Selbstdiagnosetest an Speichermitteln zum Speichern elektrischer Energie für den Abschalt- bzw. Unterbrechungs-Betrieb durch geringes bzw. geringfügiges Laden oder Entladen der Speichermittel ausgeführt. Es wird die Möglichkeit genutzt, die durch das erfundene Verfahren geboten wird, um ebenfalls den Zustand der elektrischen Speichermittel zu überprüfen. Die Daten, die durch dieses geringfügige Laden oder Entladen erhalten werden, informieren darüber, ob die Speichermittel für den Betrieb bereit sind.In yet another embodiment is a self-diagnostic test of storage means for storing electrical Energy for the shutdown or interrupt operation by low or slight charging or unloading the storage means executed. It will be the opportunity used by the invented procedure as well to check the condition of the electrical storage means. The data by this minor Loading or unloading, inform if the storage means for are ready to operate.

Ein Selbstdiagnosetest kann entweder als Folge einer externen Anforderung oder als Folge eines Auslösens durch einen internen Zustand ausgeführt werden. Die Tests gemäß den Ausführungsformen, die kurz vorstehend beschrieben wurden und andere ähnliche Tests, die die vorliegende Erfindung möglich machen, werden durch externe Anforderung vorteilhaft eingeleitet. Derartige Anforderungen werden gegeben, falls es als relevant betrachtet wird den Status zu überprüfen oder zu regelmäßigen Intervallen anzugeben. Im letzteren Fall wird eine Anforderung automatisch ausgeführt. Eine andere vorteilhafte Alternative besteht darin derartige Tests als Antwort auf interne Zustände der Schaltvorrichtung einzuleiten. In einem derartigen Fall werden die Tests automatisch ausgeführt, falls interne Zustände anzeigen, dass ein Risiko für eine fehlerhafte Ausführung bestehen könnte. Diese zwei vorteilhaften Alternativen zum Einleiten von Tests stellen somit weitere Ausführungsformen der Erfindung dar. Es sollte klar sein, dass die Ausführungsformen nicht nur Alternativen darstellen. Diese Ausführungsformen können ebenfalls kombiniert werden.One Self-diagnostic test can either be as a result of an external request or as a result of a trigger be executed by an internal state. The tests according to the embodiments, briefly described above and others similar Tests that make the present invention possible are by external request advantageously initiated. Such requirements are given, if it is considered relevant the status to check or at regular intervals specify. In the latter case, a request is automatically executed. A Another advantageous alternative is such tests as Response to internal states to initiate the switching device. In such a case the tests run automatically, if internal states show that a risk for a faulty execution exist could. These two advantageous alternatives to initiate tests thus further embodiments It should be understood that the embodiments not just alternatives. These embodiments may also be combined.

In noch einer anderen Ausführungsform wird ein Prozessor zum Bearbeiten erhaltener Information und/oder Bereitstellen von relevanten Instruktionen verwendet. Der Prozessor arbeitet entsprechend einem Computerprogramm. Dadurch wird die Steuerung und Regulation mit optimierter Effizienz ausgeführt. Die Schaltvorrichtung ist in der Größe bzw. Abmessung klein und billig bzw. kostengünstig herzustellen. Die Ausführungsform macht es ebenfalls einfach die Art und Weise zu verändern, in der eine Steuerung als Antwort auf erhaltene Information ausgeführt wird.In yet another embodiment is a processor for editing received information and / or Provide relevant instructions used. The processor works according to a computer program. This will be the controller and regulation with optimized efficiency. The switching device is in size or Dimension small and cheap or inexpensive to produce. The embodiment It also makes it easy to change the way in a control is executed in response to obtained information.

Gemäß der Erfindung wird die Aufgabe dadurch gelöst, dass eine in der Präambel von Anspruch 4 spezifizierte Schaltvorrichtung die spezifischen Merkmale umfasst, die in dem charakterisierenden Teil des Anspruchs spezifiziert wird. Durch Bereitstellen derartiger Testmittel werden Vorteile ähnlicher Art wie jene erhalten, die sich auf das erfundene Verfahren zum Auswerten des Zustands einer Schaltvorrichtung beziehen und das vorstehend beschrieben wurde.According to the invention the task is solved by that one in the preamble specified by claim 4 switching device, the specific Features included in the characterizing part of the claim is specified. By providing such test agents Benefits more similar Kind of like those that rely on the invented procedure for Evaluate the state of a switching device relate and the has been described above.

Bevorzugte Ausführungsformen einer Schaltvorrichtung gemäß der vierten Ausführungsform der Erfindung sind in den von Anspruch 4 abhängigen Ansprüchen spezifiziert. Diese Ausführungsformen bieten Vorteile ähnlicher Art, wie jene der bevorzugten Ausführungsformen des entsprechend erfundenen Verfahrens.preferred embodiments a switching device according to the fourth embodiment The invention is specified in the claims dependent on claim 4. These embodiments offer advantages more similar Kind, like those of the preferred embodiments of the corresponding invented method.

Kurze Beschreibung der ZeichnungenBrief description of the drawings

1 zeigt das Prinzip einer elektrischen Schaltvorrichtung. 1 shows the principle of an electrical switching device.

2 zeigt eine erste Ausführungsform des Betätigungsmittels einer Schaltvorrichtung einer Art, die zu der in Verbindung mit 1 beschriebenen ähnlich ist. 2 shows a first embodiment of the actuating means of a switching device of a type which is connected to in connection with 1 is similar.

3 zeigt ein Blockdiagramm einer Schaltvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung. 3 shows a block diagram of a switching device according to the present invention.

Ausführliche Beschreibung der bevorzugten AusführungsformenFull Description of the Preferred Embodiments

Die beanspruchte Erfindung wird nun ausführlich mit Bezugnahme auf die beigefügten Ansprüche beschrieben werden.The claimed invention will now be described in detail with reference to the attached claims to be discribed.

1 stellt das Prinzip einer elektrischen Schaltvorrichtung schematisch dar. Sie besteht aus einer Abschalt- bzw. Unterbrecher-Kammer 1, Betätigungsmitteln 2 und einem Betätigungsstab 3. In der Abschalt-Kammer wird ein stationäres Kontaktteil 4 und ein mobiles Kontaktteil 5 bereitgestellt. Jedes Kontaktteil ist jeweils mit einer Führung verbunden. Unter normalen Bedingungen stehen die zwei Kontaktteile 4, 5 miteinander in Kontakt, wobei durch die Schaltvorrichtung von dem einem Kontaktteil zu dem anderen ein Strom fließt. Wird der Strom aus irgendeinem Grund unterbrochen, beispielsweise aufgrund von Defekt-Kurzschlussströmen, dann wird der mobile Kontaktteil 5 von dem stationären Kontaktteil mit hoher Geschwindigkeit weg bewegt. Dabei entwickelt sich anfänglich ein elektrischer Lichtbogen/Kreis zwischen den Kontaktteilen, welcher Lichtbogen kurz nach der Kontaktteiltrennung durch ein Isolationsgas getilgt bzw. abgeschaltet wird. Muss der Strom danach geschlossen werden, wird das mobile Kontaktteil 5 erneut in Richtung Kontakt mit dem stationären Kontaktteil verschoben. Ein Einleiten der Bewegung wird manuell oder automatisch ausgeführt. Abschalten und Schließen der Schaltvorrichtung wird durch den Betätigungsstab 3 erreicht, der mit dem mobilen Kontaktteil verbunden ist und um Mittel in der Betätigungseinheit anzutreiben. Die allgemeine Konstruktion einer Schaltvorrichtung ist verschiedenen Typen davon gemeinsam und wird auf zahlreiche unterschiedliche Weisen umgesetzt bzw. ausgeführt. In der Figur sind zahlreiche Einzelheiten weggelassen, die normaler Weise in einer Schaltvorrichtung vorhanden sind. Das ist deshalb, um das Arbeitsprinzip als solches zu klären. Die folgende Beschreibung bezieht sich hauptsächlich auf Einzelheit 2 der Figur, das heißt die Betätigungsmittel. In der Figur wurden die Betatigungsmittel als eine Einheit dargestellt, die von der Abschaltkammer getrennt vorliegt, obwohl sie in der Praxis als eine gemeinsame Einheit angeordnet sind. 1 represents the principle of an electrical switching device is schematically. It consists of a shutdown or breaker chamber 1 , Actuating means 2 and an operating rod 3 , In the shutdown chamber is a stationary contact part 4 and a mobile contact part 5 provided. Each contact part is in each case connected to a guide. Under normal conditions are the two contact parts 4 . 5 in contact with each other, wherein by the switching device from the one contact part to the other, a current flows. If the current is interrupted for any reason, for example due to short-circuited fault currents, then the mobile contact becomes 5 moved away from the stationary contact part at high speed. Initially, an electric arc / circuit develops between the contact parts, which arc is extinguished or switched off shortly after the contact part separation by an insulating gas. If the power must be closed afterwards, the mobile contact part 5 again shifted in the direction of contact with the stationary contact part. An initiation of the movement is carried out manually or automatically. Shutdown and closing of the switching device is by the operating rod 3 reached, which is connected to the mobile contact part and to drive means in the actuator unit. The general construction of a switching device is common to various types thereof and is implemented in many different ways. In the figure, numerous details which are normally present in a switching device are omitted. That is why to clarify the working principle as such. The following description refers mainly to detail 2 the figure, that is the actuating means. In the figure, the actuating means have been shown as a unit separate from the shut-off chamber, although in practice they are arranged as a common unit.

2 erläutert eine erste Ausführungsform des Betätigungsmittels 2 einer Schalt vorrichtung einer Art, die der in Verbindung mit 1 beschriebenen, ähnlich ist. Das Betätigungsmittel schließt einen elektrischen Motor 6 ein, der einen Stator 12 und einen durch eine Haube 7 umschlossenen Rotor 13 umfasst. Ein Ende der Haube 7 ist an einer Trägerplatte 8 angebracht, die durch einen Träger, beispielsweise durch Bolzen durch Bohrungen 9 in der Platte 8, getragen wird. Von der Seite der Platte, die von dem Motor wegweist, erstreckt sich ein Pfosten 9 aus isolierendem Material, beispielsweise Porzellan, in der Figur nach oben. Der isolierende Pfosten 9 wird mit Flanschen 10 an dessen Außenseite bereitgestellt, um einen erhöhten Kriechabstand zu erreichen. In dem isolierenden Pfosten ist der Betätigungsstab angeordnet. In dem oberen Ende des Isolationspfostens, nicht gezeigt, ist die Abschaltkammer untergebracht und wobei dessen mobiles Kontaktteil mit dem Betätigungsstab 3 starr verbunden vorliegt. Der Betätigungsstab 3, der Isolationsstab und der Motor 6 liegen koaxial vor. 2 explains a first embodiment of the actuating means 2 a switching device of a kind that in conjunction with 1 described, is similar. The actuating means includes an electric motor 6 one who has a stator 12 and one through a hood 7 enclosed rotor 13 includes. An end of the hood 7 is on a carrier plate 8th attached by a support, for example by bolts through holes 9 in the plate 8th , will be carried. From the side of the plate facing away from the engine, a post extends 9 made of insulating material, such as porcelain, in the figure upwards. The insulating post 9 will with flanges 10 provided on the outside thereof to achieve an increased creeping distance. In the insulating post of the actuating rod is arranged. In the upper end of the insulation post, not shown, the Abschaltkammer is housed and wherein its mobile contact part with the actuating rod 3 rigidly connected. The operating rod 3 , the isolation rod and the motor 6 are coaxial.

Eine Bewegungsübertragungseinrichtung wird bereitgestellt, um die Drehbewegung eines Motorrotors 13 auf Translationsbewegungen des Betätigungsstabs 3 zu übertragen, um die Schaltvorrichtung entsprechend dem was in Verbindung mit 1 beschrieben wurde zu öffnen oder zu schließen. Die Bewegungsübertragungseinrichtung wird nachfolgend ausführlicher beschrieben werden.A motion transmitting device is provided to control the rotational movement of a motor rotor 13 on translation movements of the actuating rod 3 to transfer the switching device according to what in connection with 1 was described to open or close. The motion transmitting device will be described in more detail below.

In dem Motorengehäuse 1 wird der Rotor 13 des Motors durch ein Lager 14, 15 an jedem Ende des Rotors mit Zapfen eingesetzt. Der Stator 12 des Motors wird an dem Motorgehäuse 1 angebracht und das Motorgehäuse ist an der Trägerplatte 8 angebracht. Der Rotor 13 weist eine zentrale axiale Bohrung 30 auf, die sich entlang des Hauptteils der Rotorlänge erstreckt. Die Trägerplatte 8 weist eine mit der Motorwelle koaxiale Öffnung auf, in welche Öffnung eine Buchse 16 mit Zapfen eingesetzt ist, um ein doppelwirkendes Schrägkugellager 18 zu drehen. Der Außenring 19 des Lagers 18 ist an der Trägerplatte 8 durch Bolzen, nicht gezeigt, in den Bohrungen 20 angebracht, die sich durch einen Flansch an dem Außenring erstrecken. Ein Innenring 21 des Lagers ist mit einer Buchse 16 starr verbunden. Der Innenring 21 ist ebenfalls mit dem Rotor 13 starr verbunden.In the engine case 1 becomes the rotor 13 of the engine through a bearing 14 . 15 inserted at each end of the rotor with pins. The stator 12 the engine is attached to the motor housing 1 attached and the motor housing is on the support plate 8th appropriate. The rotor 13 has a central axial bore 30 which extends along the main part of the rotor length. The carrier plate 8th has a coaxial with the motor shaft opening in which opening a socket 16 with pin is inserted to a double-acting angular contact ball bearings 18 to turn. The outer ring 19 of the camp 18 is on the carrier plate 8th by bolts, not shown, in the holes 20 attached, which extend through a flange on the outer ring. An inner ring 21 of the bearing is with a socket 16 rigidly connected. The inner ring 21 is also with the rotor 13 rigidly connected.

Eine Schraube 17 erstreckt sich durch die Buchse, das heißt ein Stab, der Windungen aufweist. Die Windungen der Buchse 16 und der Schraube 17 kooperieren beim Eingriff miteinander. Eine relative Rotation zwischen diesen führt folglich dazu, dass die Schraube in Bezug zu der Buchse axial verschoben wird. Das Ende der Schraube 17, das von dem Motor entfernt vorliegt, das heißt das obere Ende in der Figur ist mit dem Betätigungsstab 3 der Schaltvorrichtung verbunden. Dies wird dadurch erreicht, dass das obere Ende der Schraube sich in eine Bohrung 23 in dem unteren Ende 24 des Betätigungsstabes erstreckt. Die Verbindung wird durch den genau entgegengesetzt angeordneten Stift 25 aufgenommen, der sich durch die Enden der Schraube und des Betätigungsstabes erstreckt.A screw 17 extends through the socket, that is, a rod having turns. The windings of the socket 16 and the screw 17 cooperate with each other during surgery. As a result, relative rotation between them results in the screw being axially displaced with respect to the sleeve. The end of the screw 17 which is remote from the engine, that is, the upper end in the figure is with the operating rod 3 the switching device connected. This is achieved by placing the top end of the screw in a hole 23 in the lower end 24 of the actuating rod extends. The connection is made by the exactly opposite pin 25 taken, which extends through the ends of the screw and the actuating rod.

Von der Trägerplatte 8 erstreckt sich eine Führungsbuchse 26, die die Schraube 17 umschließt bzw. einkapselt. Die Führungsbuchse weist genau entgegengesetzt angeordnete Führungsschienen 27 auf. Der Stift 25 erstreckt sich über jede Führungsschiene 27 und wird mit einer Sicherungsscheibe 28 an jedem Ende bereitgestellt. Die Führungsschiene 27 weist eine Weite auf, die dem Durchmesser des Stifts 25 entspricht. Dadurch wird die Schraube 17 in Bezug auf die Führungsbuchse 26 gegen die Rotation gesichert. Die Führungsbuchse 26 wird ebenfalls dadurch gegen die Rotation gesichert, dadurch dass sie an der Trägerplatte 8, durch nicht gezeigte Bolzen durch die Bohrungen 29, angebracht wird. Die Führungsbuchse 29 weist einen inneren Durchmesser auf, so dass der Betätigungsstab 3 mit kleinem Abstand bzw. Spiel darin eingefügt wird.From the carrier plate 8th extends a guide bush 26 that the screw 17 encloses or encapsulates. The guide bush has exactly opposite arranged guide rails 27 on. The pencil 25 extends over each guide rail 27 and comes with a lock washer 28 provided at each end. The guide rail 27 has a width equal to the diameter of the pin 25 equivalent. This will cause the screw 17 in relation to the guide bush 26 secured against the rotation. The guide bush 26 is also thereby secured against rotation, characterized in that they on the support plate 8th , by bolts not shown through the holes 29 , is attached. The guide bush 29 has an inner diameter, so that the actuating rod 3 with a small distance or game is inserted in it.

Somit, da die Buchse 16 durch deren mit Zapfen-Einsetzen axial befestigt bzw. fixiert wird und die Schraube 17 durch die vorstehend beschriebene Anordnung gegen Rotation befestigt vorliegt, folgt, dass eine Drehbewegung der Buchse dazu führt, dass die Schraube gezwungen wird sich axial zu bewegen.Thus, since the socket 16 is fastened or fixed axially by its insertion with pins and the screw 17 is fixed against rotation by the arrangement described above, it follows that a rotational movement of the sleeve causes the screw is forced to move axially.

2 zeigt die Schaltvorrichtung in deren normalen Position, wenn sie sich in der schließenden Position befindet. Wird die Schaltvorrichtung dazu aktiviert den Strom zu unterbrechen, dann wird der Motor so gestartet, dass dessen Rotor 13, wie von oben in der Figur gesehen, beginnt, im Uhrzeigersinn gedreht zu werden. Dadurch wird die Schraube gezwungen sich im Uhrzeigersinn zu drehen, wodurch das mobile Kontaktteil 5 (siehe 1) aus dem Kontakt mit dem stationären Kontaktteil zurückgezogen wird. Die zentrale Bohrung 30 weist eine Länge auf, die für die um einen angemessenen Abstand zu versetzende Schraube ausreichend Raum gibt, um ein Abschalten abzuschließen. Während des Abschaltbetriebs wird der untere Teil des Betätigungsstabes in der Führungsbuchse 26 nach unten gleiten. 2 shows the switching device in its normal position when in the closing position. If the switching device is activated to interrupt the current, then the motor is started so that its rotor 13 As seen from above in the figure, it begins to be rotated in a clockwise direction. This forces the screw to rotate in a clockwise direction, creating the mobile contact part 5 (please refer 1 ) is withdrawn from contact with the stationary contact part. The central hole 30 has a length that provides sufficient space for the appropriately spaced screw to complete shutdown. During shutdown, the lower part of the actuator rod becomes in the guide bushing 26 slide down.

Ist das Abschalten abgeschlossen, wird der Motor gestoppt, wobei nun das untere Ende der Schraube 17 dem Boden der Bohrung 30 geschlossen bzw. nahe bzw. dicht lokalisiert ist. Der Stift 26 ist nun an dem unteren Ende der Führungsschiene 27 lokalisiert. Wird die Schaltvorrichtung später zurückgesetzt, dann wird der Motor jedoch mit einer Drehung in die entgegengesetzte Richtung gestartet, dass die Schraube 17 und damit der Betätigungsstab nach oben gedreht werden, bis das mobile Kontaktteil 5 erneut das stationäre Kontaktteil berührt, und wobei die Komponenten der Vorrichtung erneut die, in 2 gezeigte, Position aufweisen.When the shutdown is complete, the motor stops, with the lower end of the screw now 17 the bottom of the hole 30 closed or close or close localized. The pencil 26 is now at the lower end of the guide rail 27 localized. However, if the shift device is later reset, then the engine is started with a turn in the opposite direction that the bolt 17 and thus the actuating rod to be turned up until the mobile contact part 5 touches again the stationary contact part, and wherein the components of the device again the, in 2 shown, have position.

Die Übertragung der Drehbewegung des Motors zu einer Translationsbewegung, die durch Betätigungsmittel erreicht wurde, kann selbstverständlich auf zahlreiche andere Arten und Weisen, wie die eine in Verbindung mit 2 beschriebene, angeordnet werden. Weiterhin besteht nicht immer das Erfordernis die Bewegung zu übertragen. Es besteht ebenfalls die Möglichkeit, dass das mobile Kontaktteil beim Abschalten oder Schließen eine Drehbewegung als auch die Alternative ausführt, bei der eine Translationsbewegung des mobilen Kontaktteils und des Antriebs durch einen Linearmotor erreicht wird. In der in 2 dargestellten Ausführungsform ist die Buchse mit dem Rotor und die Schraube mit dem mobilen Kontaktteil verbunden. In einigen Fällen wird die inverse Relation bevorzugt, das heißt, die Schraube ist mit dem Rotor und die Buchse mit dem mobilen Kontaktteil verbunden.The transmission of the rotational movement of the motor to translational movement achieved by means of actuation may, of course, be done in many other ways, such as the one in connection with 2 described, are arranged. Furthermore, there is not always the need to transmit the movement. There is also the possibility that the mobile contact part when turning off or closing performs a rotational movement as well as the alternative in which a translational movement of the mobile contact part and the drive is achieved by a linear motor. In the in 2 illustrated embodiment, the socket with the rotor and the screw is connected to the mobile contact part. In some cases, the inverse relation is preferred, that is, the screw is connected to the rotor and the socket to the mobile contact part.

3 ist ein Blockdiagramm, das ein Beispiel einer Schaltvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt. Sie umfasst eine Abschaltkammer 1 mit den Kontaktteilen 4, 5. Die Schaltvorrichtung wird an der Leitung 51 eines elektrischen Netzes betrieben, wobei jedes Kontaktteil 4, 5 mit einem entsprechenden Teil der Leitung 51 verbunden vorliegt. Einer der Kontaktteile liegt mobil vor und wird durch eine mechanische Kopplungseinrichtung 41 mit einem elektrischen Motor 6 mechanisch verbunden, um eine Drehbewegung des elektrischen Motors in eine Translationsbewegung des mobilen Kontaktteils 5 zu übertragen. Die Anordnung der Abschaltkammer, die mechanische Kopplungseinrichtung und der elektrische Motor können, wie in 1 und 2 dargestellt, vorliegen, wobei jedoch selbstverständlich andere Anordnungen verwendet werden können. 3 Fig. 10 is a block diagram showing an example of a switching device according to the present invention. It includes a shutdown chamber 1 with the contact parts 4 . 5 , The switching device is on the line 51 operated by an electrical network, each contact part 4 . 5 with a corresponding part of the line 51 connected exists. One of the contact parts is mobile and is provided by a mechanical coupling device 41 with an electric motor 6 mechanically connected to a rotational movement of the electric motor in a translational movement of the mobile contact part 5 transferred to. The arrangement of the shutdown chamber, the mechanical coupling device and the electric motor can, as in 1 and 2 shown, but of course other arrangements can be used.

Der elektrische Motor 6 liegt durch eine elektrische Kopplung 52 mit einem Wandler 47 verbunden vor. Der Wandler 47 ist durch eine elektrische Kopplung 53 mit einer Kondensatorbatterie 44 verbunden. Die elektrische Energie zum Betreiben der Schaltvorrichtung wird dem Wandler 47 von der Kondensatorbatterie 44 geliefert. Der Wandler wandelt die Elektrizität und liefert sie an den elektrischen Motor 6. Die Kondensatorbatterie wird durch eine Ladeeinrichtung 48 geladen, die mit einer Netzversorgung 49 oder einer Batterieversorgung 50 verbunden vorliegt.The electric engine 6 is due to an electrical coupling 52 with a converter 47 connected before. The converter 47 is through an electrical coupling 53 with a capacitor bank 44 connected. The electrical energy for operating the switching device is the converter 47 from the capacitor bank 44 delivered. The converter converts the electricity and supplies it to the electric motor 6 , The capacitor bank is powered by a charging device 48 charged with a mains supply 49 or a battery supply 50 connected exists.

Eine Steuereinheit 43 steuert den Betrieb der Schaltvorrichtung. Die Steuereinheit liegt angeordnet vor, um Information bezüglich der Schaltvorrichtung zu erhalten und um Steuersignale für deren Betrieb bereitzustellen. Mehrere Signalleitungen verbinden folglich die Steuereinheit 43 mit anderen Teilen der Schaltvorrichtung. Eine erste Signalleitung verbindet die Steuereinheit mit einem Aufzeichnungsmittel 42 in dem elektrischen Motor 6. Das Aufzeichnungsmittel 42 ist mit dem Rotor des elektrischen Motors verbunden, um Daten über dessen Bewegung zu erhalten. Diese Daten können Position, Geschwindigkeit oder Beschleunigung oder eine Kombination davon sein. Da die Bewegung des Rotors auf das mobile Kontaktteil 5 übertragen wird, deuten die Daten der Rotorbewegung auf die entsprechenden Daten des mobilen Kontaktteils 5.A control unit 43 controls the operation of the switching device. The control unit is arranged to receive information regarding the switching device and to provide control signals for its operation. Several signal lines thus connect the control unit 43 with other parts of the switching device. A first signal line connects the control unit to a recording means 42 in the electric motor 6 , The recording medium 42 is connected to the rotor of the electric motor to obtain data about its movement. This data may be position, velocity or acceleration or a combination thereof. As the movement of the rotor on the mobile contact part 5 is transmitted, interpret the data of the rotor movement on the corresponding data of the mobile contact part 5 ,

Durch eine zweite Signalleitung 55 sendet die Steuereinheit 55 Steuersignale an den Wandler 47, um den Betrieb des elektrischen Motors 6 zu steuern. Durch die Steuersignale leitet bzw. steuert der Wandler 47 die Bewegung des elektrischen Motors wie dessen Position, Geschwindigkeit und/oder Beschleunigung und dadurch die entsprechende Bewegung des mobilen Kontaktteils 5. Die Steuersignale werden als Antwort auf die Signale erzeugt, die von den Aufzeichnungsmitteln 42 durch die erste Signalleitung 54 erhalten werden. Durch die Steuereinheit wird somit der Betrieb der Schaltvorrichtung in Echtzeit anpassungsfähig bzw. adaptiv gesteuert.Through a second signal line 55 sends the control unit 55 Control signals to the converter 47 to the operation of the electric motor 6 to control. By the control signals directs or controls the converter 47 the movement of the electric motor as its position, speed and / or acceleration and thereby the corresponding movement of the mobile contact part 5 , The control signal le are generated in response to the signals from the recording means 42 through the first signal line 54 to be obtained. The control unit thus controls the operation of the switching device in real time adaptively.

Verbunden mit der Steuereinheit 43 wird ein Speichermittel 70 bereitgestellt. In diesem Speichermittel 70 sind Erfassungen bzw. Messungen und Ereignisse bezogen auf die Schaltvorrichtung aufgezeichnet und gespeichert.Connected to the control unit 43 becomes a storage means 70 provided. In this storage means 70 Captures and measurements and events related to the switching device are recorded and stored.

Eine dritte Signalleitung 56 verbindet die Steuereinheit 43 mit einer Erfassungseinheit 57 in der Leitung 51, auf/an der die Schaltvorrichtung arbeitet. Die Erfassungseinheit liegt so angeordnet vor, um den Strom in Leitung 51 und die Spannung über der Schaltvorrichtung zu erfassen. Information über diese Erfassungen werden durch die Signalleitung 56 an die Steuereinheit 43 gesendet. Diese Information beeinflusst ebenfalls Steuersignale von der Steuereinheit 43 an den Wandler 47 und dadurch den Betrieb der Schaltvorrichtung. Die Informationssignale von der Erfassungseinheit 57 werden ebenfalls dazu verwendet, um den Betrieb der Schaltvorrichtung mit dem Strom und/oder der Spannung zu synchronisieren. Bei dem Abschalt-Vorgang bzw. -Betrieb kann die Schaltvorrichtung so synchronisiert werden, dass eine Kontaktteiltrennung bei dem Nulldurchgang des Stroms oder bei einem bestimmten Zeitverhältnis zu dem Nulldurchgang auftritt. Beim Schließen kann die Schaltvorrichtung so synchronisiert werden, dass ein Kontaktteilzusammentreffen bei einem bestimmten Moment in dem Spannungszyklus auftritt.A third signal line 56 connects the control unit 43 with a registration unit 57 in the pipe 51 , on / on which the switching device works. The detection unit is arranged so as to supply the power in line 51 and to detect the voltage across the switching device. Information about these detections are sent through the signal line 56 to the control unit 43 Posted. This information also affects control signals from the control unit 43 to the converter 47 and thereby the operation of the switching device. The information signals from the detection unit 57 are also used to synchronize the operation of the switching device with the current and / or voltage. In the shutdown operation, the switching device may be synchronized so that a contact part separation occurs at the zero crossing of the current or at a certain time ratio to the zero crossing. When closing, the switching device can be synchronized so that a contact part coincides at a certain moment in the voltage cycle.

Es werden in die Steuereinheit durch vierte 67, fünfte 58, sechste 59 und siebte 60 Signalleitungen von verschiedenen Komponenten der Schaltvorrichtung weitere Eingänge gebildet. Durch die vierte Signalleitung 67 werden Signale von einer Stromerfassungseinheit 45 in der elektrischen Kopplung 52 zwischen dem Wandler 47 und dem elektrischen Motor empfangen. Durch die fünfte Signalleitung 58 werden Signale von dem Wandler 47 empfangen, welche Signale Zuständen in dem Wandler, beispielsweise dessen Temperatur, darstellen. Durch die sechste Signalleitung 59 werden Signale von einer eine Spannung erfassenden Einheit 46 in der elektrischen Kopplung 53 zwischen der Kondensatorbatterie 44 und dem Wandler 47 empfangen. Durch die siebte Signalleitung 60 werden Signale von der Ladereinrichtung 48 empfangen.It will be in the control unit by fourth 67 , fifth 58 , sixth 59 and seventh 60 Signal lines formed by various components of the switching device further inputs. Through the fourth signal line 67 be signals from a current detection unit 45 in the electrical coupling 52 between the converter 47 and the electric motor. Through the fifth signal line 58 be signals from the converter 47 which signals represent states in the transducer, such as its temperature. Through the sixth signal line 59 become signals from a voltage sensing unit 46 in the electrical coupling 53 between the capacitor bank 44 and the converter 47 receive. Through the seventh signal line 60 be signals from the charger 48 receive.

Es kann alle Information von den verschiedenen Signalleitungen in dem mit der Steuereinheit 43 assoziierten Speichermittel 70 aufgezeichnet und gespeichert werden. Das Speichermittel umfasst mehrere Bücher, namentlich ein Betriebsbuch, ein Ereignis-/Fehlerbuch, ein letztes Betriebbuch und ein Langzeitbuch. Die Bücher beinhalten folglich Information über Erfassungen, Ereignisse und Fehler in der Schaltvorrichtung und umfassen Betriebsparameter, wie beispielsweise die Kontaktteilposition, die Geschwindigkeit und die Beschleunigung, die Rotorposition, die Geschwindigkeit und die Beschleunigung, die für den Betrieb erforderliche Energie, die Temperatur in der Schaltvorrichtung während des Betriebs, die Spannung über und den Strom durch die Schaltvorrichtung, Daten von dem Wandler.It can receive all the information from the different signal lines in the control unit 43 associated storage means 70 recorded and stored. The storage means comprises a plurality of books, namely an operation book, an event / error book, a last business book and a long-term book. The books thus contain information about detections, events and faults in the switchgear and include operating parameters such as contact position, speed and acceleration, rotor position, speed and acceleration, energy required for operation, temperature in the switchgear during operation, the voltage across and the current through the switching device, data from the converter.

In den Büchern kann ebenfalls Information bezüglich von Selbstdiagnosetests der Schaltvorrichtung gespeichert werden.In the books can also provide information regarding be stored by self-diagnostic tests of the switching device.

Die Schaltvorrichtung wird weiterhin mit einem Prozessor 71 bereitgestellt, der gemäß eines Computerprogramm eines Computerprogrammproduktes, wie beispielsweise eines Computer lesbaren Mediums, arbeit. Das Computerprogramm stellt dem Prozessor 71 Instruktionen bereit, wie die Information, die von den unterschiedlichen Quellen über die Signalleitungen erhalten wurde, bearbeitet werden muss, um Steuersignale von der Steuereinheit 43 für den Betrieb der Schaltvorrichtung zu erzeugen. Das Programm stellt ebenfalls Instruktionen darüber bereit, wie gespeicherte Information die Bearbeitung beeinflusst.The switching device is further provided with a processor 71 provided operating in accordance with a computer program of a computer program product such as a computer readable medium. The computer program puts the processor 71 Instructions on how to process the information received from the different sources via the signal lines to control signals from the control unit 43 to produce for the operation of the switching device. The program also provides instructions on how stored information affects editing.

Claims

Method for evaluating the state of a switching device, wherein the switching device has contact parts, an electric motor ( 6 ) and a mechanical coupling device ( 41 ) to prevent movement of the electric motor ( 6 ) to at least one of the contact parts, wherein a self-diagnostic test is performed on a component of the switching device, and characterized in that the test includes performing one or more small motor movements and that the movement is only a portion of the full interrupt movement and that the test reveals data for evaluating the state of the switching device.

Method according to claim 1 on a switching device, further comprising storage means for storing electrical energy for operating the switching device, characterized in that the Test involves low charging or discharging of the storage means.

Method according to one of claims 1 or 2, characterized that the test as a result of an external request or as a result of a trigger is executed by an internal state.

A switching device configured to carry out the method of claim 1, comprising Contact parts ( 4 . 5 ), an electric motor ( 6 ) and a mechanical coupling device ( 41 ), for transmitting motion from the electric motor to the at least one of the contact parts, the switching device further comprising testing means for performing self-diagnostic tests, and the testing means includes means for performing small motor movements, the movement being only a portion of the full interrupting movement is.

Switching device according to claim 4, wherein the switching device further storage means for storing electrical energy to Operation of the switching device comprises, characterized in that the means to perform from self-diagnostic tests means for low loading or unloading the storage means includes.

Switching device according to one of claims 4 or 5, characterized in that it comprises means for initiating a self-diagnostic test as a result of an external request and / or as a result an internal state.