[发明专利]用于电气开关的开关驱动器的电动机装置

说明书

本发明涉及一种用于电气开关的开关驱动器(3)的电动机装置(1)。电动机装置(1)包括无刷三相电动机(5)和用于控制三相电动机(5)的电子控制装置(7)。控制装置(7)具有整流器单元(23)，其用于当供电电压(U1，U2)是交流电压时对电动机装置(1)的供电电压(U1，U2)进行整流，并且当供电电压(U1，U2)是直流电压时进行反极性保护。此外，控制装置(7)具有用于采集整流器单元(23)的整流器输出电压的电压测量单元(25)；用于根据整流器输出电压产生用于三相电动机(5)的脉冲宽度调制的驱动交流电压的开关单元(27)；以及用于依据整流器输出电压控制开关单元(27)的控制单元(33)。

技术领域

本发明涉及一种用于电气开关的开关驱动器的电动机装置以及其运行方法。

背景技术

用于接通或断开中高电压和电流的电流通路的电气开关需要大的机械能来使开关的开关触点运动。

例如，为了使断路器的开关触点运动，通常使用储存机械能的开关驱动器，例如弹簧储能驱动机构。在弹簧储能驱动机构中，诸如螺旋弹簧的弹簧通常利用电动机通过传动机构张紧。弹簧被锁止以防止自主松弛，使得能量保持存储在弹簧中。通过触发装置，可以通过解除弹簧的锁止来释放所储存的能量，从而使弹簧松弛。因此，通过可用的所存储的能量可以实施开关动作。

不同于断路器，隔离开关通过直接地(例如由电动机)驱动开关触点导致定义的几乎无负载的电气电路的中断。在此省去对于能量的储存，因为可以较慢地进行对开关触点的无负载的(无功率的)隔离。

用于电气开关的开关驱动器的电动机的供电电压由于标准规范和应用要求是多种多样的，并且所述供电电压的区别除了电压高度之外还在于电压形式，电压形式例如可以是单相或三相的交流电压或者直流电压。因此，对于电气开关的开关驱动器会使用不同的电动机类型和电动机实施方案。电动机的控制、保护、锁止和监视功能通过大量的构件和布线变形方案实现。构件和布线改变增加了安装电动机的开销和故障率。

发明内容

因此，本发明要解决的技术问题是，提供一种用于电气开关的开关驱动器的电动机装置，该电动机装置对于不同的电动机供电电压是可用的。

上述技术问题根据本发明通过权利要求1的特征来解决。

本发明的有利的实施是从属权利要求的对象。

根据本发明的用于电气开关的开关驱动器的电动机装置包含无刷三相电动机和用于控制三相电动机的电子控制装置。控制装置具有整流器单元，其用于当供电电压是交流电压时对电动机装置的供电电压进行整流，并且当供电电压是直流电压时进行反极性保护(Verpolungsschutz)。此外，控制装置具有用于采集整流器单元的整流器输出电压的电压测量单元，用于根据整流器输出电压产生用于三相电动机的脉冲宽度调制的驱动交流电压的开关单元，以及用于依据整流器输出电压控制开关单元的控制单元。

电动机装置可以有利地以不同的供电电压运行，其中供电电压关于其幅值和/或电压形式可以不同。整流器单元通过对交流供电电压进行整流以及针对直流供电电压提供反极性保护，可以实现以单相或多相的交流供电电压以及以任意极性的直流供电电压的可选的运行。依据整流器输出电压，由整流器输出电压产生用于三相电动机的脉冲宽度调制的驱动交流电压，可以实现用于三相电动机的驱动交流电压匹配于相应的供电电压并且匹配于要驱动的构件的要求。由此实现了电动机装置与供电电压的幅值和形式以及与要驱动的构件之间的高度独立性，从而电动机装置可以用于不同电气开关的开关驱动器，例如用于张紧断路器的弹簧储能驱动机构的弹簧或者用于直接驱动隔离开关的开关触点。特别地，可以有利地减少用于不同开关的电动机变形的数量。代替不同的电动机，针对不同的开关使用无刷三相电动机。相对于其它电动机类型，使用无刷三相电动机具有如下优点：无刷三相电动机是特别低磨损的，因为不必电气接触其转子。此外，本发明还有利地减少了事后调整供电电压时的改装开销。在制造技术上，有利地消除了用于监视和控制发动机的不同电气部件的安装和布线。通过与此伴随的标准化还降低了在该制造过程期间的故障概率。