[发明专利]用于单相电机和三相电机的开关设备

说明书

技术领域

本发明涉及一种开关设备，借助该开关设备不仅可以控制单相电机也可以控制三相电机，以及涉及一种开关设备的方法。

背景技术

在工业自动化技术的领域中，电负载(例如电机)为了能量供给而连接至供电网。供电网尤其是低压电网。

通常在欧洲的低压电网中应用的电压为230伏特的星形电压的额定值。为了对电负载进行控制，对电负载的能量供给通过开关设备来执行，从而借助该开关设备能够控制该负载。开关设备因此在输入侧与供电网连接并且在输出侧与电负载连接。在电机的情况中，这种类型的开关设备通常是电机启动器。

如果供电网是三相交流电网并且用户是三相电机，那么在用户上施加三相交流电。三相交流电通过开关设备，尤其是通过其三个导电路径引导至用户，从而在开关设备上存在三相运行。在三相交流电的情况中，在合乎规定的运行中存在相同频率的三个单独的交流电流或者交流电压，其彼此具有固定的120°的相移。交流电流是这样的电流，该电流使其方向(极性)规律重复地变化，并且在正的和负的瞬时值的情况中这样进行补充，即电流在时间平均上为零。

如果用户是单相电机，那么三相交流电网的一个相通常通过开关设备的各个电流路径引导至单相电机。在开关设备处存在单相运行。

在用于电机的或者非电机的负载的电子开关设备的情况中优选的是，能够识别出例如相故障、相过载、相非对称性的不同的网络故障，以在该种情况中断开负载并且向使用者报告该错误。这样的错误可以是各个、多个或者全部的三个相的缺失。也要一同考虑对各个或者多个电机导线的中断的识别。

为了测定这样的网络故障、不对称性和过载情况，通常由中间连接的开关设备来检测和评估各个相的电压值和电流值。

发明内容

本发明的目的在于提供一种用于单相电机和三相电机的廉价的开关设备，其在三相运行中能够识别每个单独的相的故障，以及在单相运行中能够识别相故障。此外优选的是，该开关设备不仅对于三相运行而且对于单相运行都允许在连接的相方面进行相过载识别。此外，开关设备优选地识别相不对称性和/或在三相运行中识别出两个任意相的故障和/或所有三个相的故障。

该目的通过根据权利要求1的装置实现，也就是通过用于单相电机和三相电机的开关设备实现，其中，开关设备包括处理单元和第一、第二和第三电流路径，其中，第一和第三电流路径分别包括电流互感器，其中，处理单元能借助电流互感器检测所述第一电流路径的电流I₁和第三电流路径的电流I₃，其中，处理单元这样地设计，即处理单元检测第一和第三电流路径的电流I₁，I₃，并且通过在第一和第三电流路径的检测的电流I₁，I₃之间的相移确定开关设备的当前运行类型，并且该目的通过根据权利要求8所述的方法实现，也就是通过用于单相电机和三相电机的开关设备的方法实现，其中开关设备包括处理单元和第一、第二和第三电流路径，其中，第一和第三电流路径分别包括电流互感器，其中，处理单元能借助电流互感器检测第一电流路径的电流I₁和第三电流路径的电流I₃，其中，处理单元为了确定开关设备的当前运行类型而执行以下步骤：

-检测第一和第三电流路径的电流I₁，I₃，

-根据第一和第三电流路径的电流I₁，I₃来测定表征在第一和第三电流路径的电流I₁，I₃之间的相移的值，

-通过评估表征在第一和第三电流路径的检测的电流I₁，I₃之间的相移的测定的值来确定开关设备的当前运行类型。

本发明的优选的改进方案在从属权利要求2至7以及9至15中给出。

通过开关设备或者可以引导对单相电机的能量供给，从而作为开关设备的运行类型而存在单相运行。在此，例如用于对单相电机进行能量供给的第一、第二和第三电流路径串联连接。对此可替换的是，对三相电机的能量供给可以通过该开关设备引导，从而作为开关设备的运行类型而存在三相运行。在此，第一、第二和第三电流路径分别与三相电机和供电网的一个相连接。

开关设备优选地在第二电流路径中不包括电流互感器。优选的是仅仅开关设备的第一和第三电流路径分别包括一个电流互感器。优选的是，开关设备的第一和第三电流路径分别仅仅具有一个电流互感器。