[发明专利]用于保护受控开关中的线圈结构的系统和方法

说明书

背景技术

本发明总体涉及用于保护受控开关中使用的线圈结构的系统和方法。更具体地说，本发明涉及用于保护提供用于激励一个或多个负载开关的切换力的线圈结构的系统。线圈结构响应于相当大的电流产生切换力。然而，对线圈结构持续施加同一水平的电流可能导致线圈损坏。

发明内容

描述了用于保护受控开关中的线圈结构的系统和方法。在多个实施例中，线圈结构包括切换配置和保持配置。在切换配置中可以向线圈结构提供大电流，而在保持配置中可以提供较小的电流。为了保护处于切换配置中的线圈结构免于受到大电流引起的损害，可以使用自恢复限流器件在电流超出阈值达预定时间段时显著限制电流。

在一个实施例中，本发明涉及一种电路，该电路包括连接在电源与负载之间的至少一个负载开关，以及至少一个辅助开关，每个开关可激励于默认位置与切换位置之间；线圈结构，被配置为响应于控制输入来激励所述至少一个负载开关和至少一个辅助开关，所述线圈结构适于在以下配置之间切换：激励配置，用于从所述默认位置激励所述至少一个负载开关和所述至少一个辅助开关，和保持配置，用于将所述至少一个负载开关和所述至少一个辅助开关保持在所述切换位置；以及自恢复限流器件，被配置为在电流超出阈值达预定时间段的情况下，限制所述线圈结构的激励配置中的电流；其中所述至少一个辅助开关被配置为将所述线圈结构从所述激励配置切换到所述保持配置。

在另一实施例中，本发明涉及一种用于激励一个或多个负载开关和至少一个辅助开关的开关电路，所述辅助开关和所述一个或多个负载开关中的每一个具有默认位置和切换位置，其中所述辅助开关的默认位置是闭合，所述开关电路包括：主线圈，被配置为从控制电源接收电流，并提供用于将所述一个或多个负载开关和所述辅助开关保持在所述切换位置的力，其中所述主线圈包括第一端、第二端和抽头；自恢复限流器件，连接至所述主线圈的第一端和所述辅助开关，所述自恢复限流器件被配置为在所述电流超出阈值达预定时间段时限制所述电流；从线圈，包括所述主线圈中从所述主线圈的第二端至抽头的部分，其中所述抽头连接至所述辅助开关，并且其中所述从线圈被配置为提供用于从所述默认位置激励所述一个或多个负载开关和所述辅助开关的力。

在再一实施中，本发明涉及一种用于操作开关电路的方法，该开关电路包括被配置为响应于控制输入来激励至少一个负载开关和至少一个辅助开关的线圈结构，该线圈结构能在激励配置和保持配置之间切换，所述激励配置用于从默认位置激励所述至少一个负载开关和所述至少一个辅助开关，并且所述保持配置用于将所述至少一个负载开关和所述至少一个辅助开关保持在切换位置，该开关电路还包括具有电流阈值的自恢复限流器件，所述方法包括：向所述线圈结构提供切换电流；响应于所述切换电流，产生用于切换所述至少一个负载开关和所述至少一个辅助开关的力；以及在所述切换电流超出所述电流阈值达预定时间段时，使用所述自恢复限流器件限制流经所述线圈结构的切换电流。

附图说明

图1是根据本发明实施例的电力控制系统的示意性框图。

图2是根据本发明实施例的包括具有限流器件的受控开关的电力控制系统的示意图。

图3是根据本发明实施例的包括具有正常情况下闭合的负载开关的受控开关的电力控制系统的示意图。

图4是根据本发明实施例的包括具有三个负载开关的受控开关的电力控制系统的示意图。

图5是根据本发明实施例的包括具有一个负载开关的受控开关的电力控制系统的示意图。

图6是根据本发明实施例的用于操作受控开关的过程流程图。

具体实施方式

参考附图，附图中示出了用于保护诸如接触器或继电器之类的受控开关中的线圈的系统和方法实施例。受控开关可用于将各种尺寸和相位的负载与电源连接或断开。这种受控开关通常包括用作电磁体的线圈，在电流施加到线圈时，线圈提供用于切换负载的力。这种力可以用于切换一个或多个负载开关以及辅助开关。需要提供大电流才能够使线圈切换负载开关和辅助开关。通常使用保持线圈或“节能(economizer)”线圈来减少已经激励了负载开关和辅助开关时将受控开关的电枢保持在切换位置所需的电流量。在这种情况下，节能线圈的一部分可以用作激励器或“吸合(pull-in)”线圈。