[发明专利]用于增加机电式保护继电器的速度的方法及电路

说明书

技术领域

本发明涉及对配电系统中电气装置进行保护的保护继电器的二进制输出，并且更特别地，涉及一种用于增加保护继电器中的机电式继电器的速度的方法及电路。

背景技术

在自动输配电领域中，保护继电器的基本功能就是在发生过电流或接地故障情况时通过脱扣断路器并且中断电力线路来保护电气装置。保护继电器上的输出通常是机电式继电器。当向继电器的线圈施加电流时，便会产生磁力。该磁力由电流值乘以线圈的匝数来决定。匝数越多或者向线圈施加的电流越大(或两者)，则产生磁力越大。该磁力然后将继电器内部的杠杆拉至线圈。杠杆转而将继电器的输出触头移动至断开或闭合(或既断开又闭合)，这取决于继电器的构造。当机电式继电器上的触头闭合时，由于触头闭合的力，它们会发生反弹。触头闭合的越快，力就越大，并且触头反弹就越大。

这些机电式继电器具有从电压施加到相应线圈起的在从2至10mS中的任何处的接通时间。触头反弹通常是2mS。在保护继电器的大部分应用中，该延迟的接通时间是容许的。但也存在某些应用，其中需要对输出作出更快速的响应，例如用于电弧闪光保护。

因此，需要提供一种方法电路结构以增加机电式继电器的闭合时间，而触头闭合时不会增加反弹量。

发明内容

本发明的目的是满足上述需求。根据本发明的原理，该目标是通过增加机电式继电器的速度的方法来实现的。该方法提供一种具有线圈和至少一个触头的机电式继电器。第一电阻器和第二电阻器均与线圈串联，而第二电阻器与第一开关并联。提供电压至第一开关，第一开关导通，由此短路了第二电阻器并且提供通过第一电阻器并且至线圈的第一电流，以将触头移动至闭合位置。在一定时间量之后，关断第一开关，使得提供通过第一电阻器和第二电阻器并且至线圈的第二电流，将触头维持在闭合位置。

根据一个实施例的另一方面，用于增加机电式继电器的速度的电路结构包括具有线圈和至少一个触头的机电式继电器。第一电阻器和第二电阻器均被提供与线圈串联，而第二电阻器与第一开关并联。电压源被构造并且设置为当第一开关导通时向第一开关提供电压，以短路第二电阻器并且提供第一电阻器并且至线圈的第一电流，以将触头移动至闭合位置。第二开关被构造并被设置为关断第一开关，使得提供通过第一电阻器和第二电阻器并且至线圈的第二电流，将触头维持在闭合位置。

本发明的其它目的、特征和特性，以及结构相关元件的操作方法及功能、部件的组合及制造的经济性，将在参考附图考虑以下详细描述及随附的权利要求之后变得更加清楚，所有的这些构成了本说明书的一部分。

附图说明

从结合附图而采用的本发明的优选实施例的以下详细描述中，将更好地理解本发明，附图中相同的标记指代相同的部件，其中：

图1是根据本发明的用于增加机电式继电器的闭合时间的电路结构的示意图。

图2是示出被利用作为保护继电器的输出继电器的图1电路结构的框图。

具体实施方式

参考图1，示出了根据的一个实施例的、总体上用10来标记的、用于增加机电式继电器的闭合时间的电路结构。电路结构10包括输出继电器12(L1)，优选地连接至如图2所示的用于保护例如断路器17的保护继电器14的微处理器13。

当至电路结构10的电压源或输入16为低时，继电器12不工作。当输入16经由电压脉冲V1为高(有效)时，第一开关或金属氧化物半导体场效应晶体管(MOSFET)18(M1)会由于电阻器19(R4)的存在而默认地导通。第一电阻器20(R1)和第二电阻器22(R2)均与继电器12的线圈24串联，而第二电阻器22与第一开关18并联。由于MOSFET或第一开关18导通，电阻器22(R2)被短路或者被旁路，并提供通过输出继电器12的第一电流，其由晶体管26(Q1)的Vbe(从基极至射极之间的电压)除以电阻器20(R1)的阻值来确定。电阻器20被设置用于大量级的电流。因此，第一电流是大电流并被施加至继电器12的线圈24，产生了大的磁力。该磁力的增加使得继电器12的触头(多个)28开始更快速地闭合而不短路第二电阻器22。

一旦继电器12的触头28开始移动，至继电器12的线圈24的电流得以减小，由此减小了磁力，使触头(多个)减速。因此，在由定时电路30设置的预定时间之后，MOSFET18由第二开关或MOSFET32(M2)关断。这提供了通过继电器12的第二电流，其等于晶体管26的Vbe除以电阻器20(R1)的阻值加上电阻器22(R2)的阻值。因此，第二电流低于流经继电器12的第一电流。电路30的定时由电阻器34(R6)和电容器36(C1)来确定。