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EP3920202A1 - Switching arrangement and method for determining the precise switching time of an electromechanical relay - Google Patents

Switching arrangement and method for determining the precise switching time of an electromechanical relay Download PDF

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Publication number
EP3920202A1
EP3920202A1 EP20177866.9A EP20177866A EP3920202A1 EP 3920202 A1 EP3920202 A1 EP 3920202A1 EP 20177866 A EP20177866 A EP 20177866A EP 3920202 A1 EP3920202 A1 EP 3920202A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
switching
relay
time
control device
current
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Ceased
Application number
EP20177866.9A
Other languages
German (de)
French (fr)
Inventor
Artur Bowenk
Moritz Briem
Torben Klein
Henrik MARKS
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Ise Individuelle Software und Elektronik GmbH
Original Assignee
Ise Individuelle Software und Elektronik GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Ise Individuelle Software und Elektronik GmbH filed Critical Ise Individuelle Software und Elektronik GmbH
Priority to EP20177866.9A priority Critical patent/EP3920202A1/en
Publication of EP3920202A1 publication Critical patent/EP3920202A1/en
Ceased legal-status Critical Current

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Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01HELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H9/00Details of switching devices, not covered by groups H01H1/00 - H01H7/00
    • H01H9/54Circuit arrangements not adapted to a particular application of the switching device and for which no provision exists elsewhere
    • H01H9/56Circuit arrangements not adapted to a particular application of the switching device and for which no provision exists elsewhere for ensuring operation of the switch at a predetermined point in the AC cycle
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01HELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H47/00Circuit arrangements not adapted to a particular application of the relay and designed to obtain desired operating characteristics or to provide energising current
    • H01H47/002Monitoring or fail-safe circuits
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01HELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H47/00Circuit arrangements not adapted to a particular application of the relay and designed to obtain desired operating characteristics or to provide energising current
    • H01H47/22Circuit arrangements not adapted to a particular application of the relay and designed to obtain desired operating characteristics or to provide energising current for supplying energising current for relay coil

Definitions

  • the present invention relates to a switching arrangement for determining the exact switching time of an electromechanical relay which has a relay coil and a relay switch, a socket with such a switching arrangement and a method for determining the same.
  • An electromechanical relay is an electromagnetically operated, remotely operated switch operated by an electric current, with two or more switching positions, which is activated via a control circuit and can switch one or more additional circuits.
  • Electromechanical relays are known in a large number of different designs. In many of these designs, electromechanical relays have a relay coil and a relay switch. When a current is applied to the relay coil, it creates a magnetic flux. The relay switch is movably arranged in the relay and is moved by the magnetic flux in such a way that a switching process is triggered, i.e. electrical contacts are opened or closed.
  • the activation time at which a switching signal for activating the relay coil is sent and the switching time at which the switching process of the electrical contacts is ended do not coincide.
  • the switching duration i.e. the time difference between the activation time and the switching time, is influenced, among other things, by the design, the relay temperature and the aging process. Furthermore, manufacturing tolerances can cause different switching times between relays of the same construction.
  • electromechanical relays have been superseded by electronic switches that use transistors. Electronic switches are typically smaller and have shorter switching times than relays. However, some applications still require the use of electromechanical relays and do not allow the use of electronic switches for various reasons. In other applications, the use of electronic switches based on transistors is associated with disadvantages. Advantages of electromechanical relays are, for example, a high insulation resistance and a high reverse voltage due to galvanic isolation.
  • Electromechanical relays also have a high switch-on power and a high overload capacity. Furthermore, the switching status of electromechanical relays can be seen with the naked eye.
  • One possibility of precisely determining the switching time of the electromechanical relay is based on determining the switching duration of the electromechanical relay and bringing the triggering time forward by the specific switching duration. Since some of the factors that have an influence on the switching duration of the relay are subject to fluctuations over time, it is not sufficient, for example, to determine the switching duration of the electromechanical relay once and to advance the activation time of each switching process by this once-determined value. Changes in the switching duration over time were not taken into account here, so that the possible uses of such a procedure remained limited.
  • the switching duration is known from each switching point in time of the electromechanical relay, then, in addition to increasing the service life of the electromechanical relay, malfunctioning of the electromechanical relay can be detected, for example "sticking" (not opening) or delayed opening of the relay switch. "Sticking” can be caused, for example, by a voltage flashover when the relay switch is opened, which welds the contacts to one another. But external influences such as adhesive substances can also cause the relay switch to "stick".
  • the present invention is therefore based on the object of precisely determining the switching time of an electromechanical relay.
  • the present invention is therefore also based on the object of reliably detecting a malfunction of an electromechanical relay.
  • a switching arrangement comprising: an electromechanical relay which has a relay coil and a relay switch; a switching device; a voltage source connected to the relay coil, which is set up to control the relay coil by means of the switching device and a voltage provided by the voltage source; a detection device connected to the relay coil, which detection device is configured to detect an electrical signal profile applied to the electromechanical relay; a control device connected to the detection device and the switching device, which control device is set up to send a switching signal for controlling the relay coil to the switching device at an activation time and to receive and store the electrical signal profile detected by the detection device; wherein the control device is further set up to use a received and / or a stored electrical signal curve to determine a switching point in time at which the relay switch is switched.
  • a relay coil is understood to be a component that is suitable for generating or detecting a magnetic field.
  • the relay coil can have a winding of a current conductor made of wire, enamelled copper wire, silver-plated copper wire and / or high-frequency stranded wire.
  • the winding can be wound on a bobbin, for example.
  • the coil body can in particular comprise a soft magnetic material.
  • the electrical signal curve applied to the electromechanical relay can be, for example, a curve of an electrical current flowing through the electromechanical relay, the curve of an electrical voltage applied to the electromechanical relay, or the curve of another electrical variable connected to the electromechanical relay.
  • a method for determining a switching time of an electromechanical relay which is connected to a voltage source and a switching device, has a relay coil and a relay switch and is connected to a detection device, comprising the steps of: providing a voltage supply; Sending a switching signal to control the relay coil to the switching device at a control time; Detecting a signal curve applied to the electromechanical relay by means of the detection device; Receiving the electrical signal waveform at a control device; Storing the electrical waveform; Determining a switching time at which the relay switch is switched by using a received and / or a stored electrical signal curve.
  • the electrical signal curve applied to the electromechanical relay is a current curve flowing through the electromechanical relay;
  • the current profile flowing through the electromechanical relay is a current profile flowing through the relay coil; and
  • the control device is further set up to determine the switching time from a local extreme of the received and / or stored current profile.
  • control device in the switching arrangement according to claim 1, is also set up to store the control time associated with the received and / or stored electrical signal curve and a new control time from a difference between the stored control time and to determine a corresponding determined switching time.
  • the relay switch comprises a changeover switch with one or more changeover contacts;
  • the signal profile applied to the electromechanical relay is a voltage profile applied to one of the one or more changeover contacts; and the control device is set up to determine the switching point in time as a level change in the received or stored voltage profile.
  • the level change of the received or stored voltage curve can be, for example, a digital level change.
  • the switching arrangement advantageously further comprises an alternating current circuit which has an alternating voltage source and a load, the relay switch being set up to switch the alternating current circuit.
  • the control device is also expediently set up to determine a voltage profile and / or a current profile of the AC circuit and to determine the switching time of the electromechanical relay as a function of the trigger time and the voltage profile and / or the current profile of the AC circuit.
  • control device is set up to determine at least one zero crossing of the voltage profile and / or the current profile of the AC circuit; and to set the control time to a value by which the switching time of the electromechanical relay coincides with a zero crossing of the voltage profile and / or the current profile.
  • control device has a microcontroller.
  • the electromechanical relay has a switching time between 1 ms and 50 ms.
  • the switching arrangement also advantageously comprises a temperature measuring device which is set up to measure a current temperature and to send it to the control device, the control device also being set up to use the measured temperature to determine a switching time at which the relay switch is switched .
  • control device has a lookup table with correction values over time, and the control device is also set up to to use the lookup table to determine a switching point in time at which the relay switch is switched.
  • the invention further provides a socket outlet comprising a switching arrangement according to one of Claims 1 to 11.
  • the method can provide that the electrical signal profile applied to the electromechanical relay is a current profile flowing through the relay coil; wherein the method further comprises the step of: determining a local extreme of the received and / or the stored current profile.
  • the method further comprises the steps of: storing the actuation time associated with the received and / or stored electrical signal profile; and determining a new activation time from a difference between the stored activation time and a corresponding determined switching time.
  • the relay switch comprises a changeover switch with one or more changeover contacts; and the electrical signal profile applied to the electromechanical relay is a voltage profile applied to one of the one or more changeover contacts; and the method further comprises the step of: determining the switching time as a level change of the received or stored voltage profile by means of the control device.
  • the switching device advantageously further comprises an alternating current circuit which has an alternating voltage source and a load; the method further comprising the step of: switching the AC circuit with the relay switch.
  • the method further comprises the steps of: determining a voltage profile of the AC circuit; and determining the switching instant of the electromechanical relay as a function of the actuation instant and the voltage profile of the alternating current circuit.
  • the method advantageously further comprises the steps of: determining at least one zero crossing of the voltage profile and / or the current profile of the AC circuit; and setting the trigger time to a value by which the switching time of the electromechanical relay coincides with a zero crossing of the voltage profile and / or the current profile of the AC circuit.
  • the method advantageously provides for the electromechanical relay to have a switching time between 1 ms and 50 ms.
  • the method further comprises the steps of: measuring a current temperature by means of a temperature measuring device; Sending the measured current temperature to the control device; and determining a switching point in time by means of the measured current temperature.
  • the method can further include the step of using a lookup table to determine a switching point in time at which the relay switch is switched.
  • the invention is based on the surprising finding that a simple measurement of an electrical signal flowing through an electromechanical relay enables the exact switching time of the electromechanical relay to be determined, an alternating voltage or an alternating current to be de-energized, the service life of the electromechanical relay to be increased and to detect a malfunction of the electromechanical relay at an early stage.
  • FIG. 1 shows a circuit diagram of a circuit arrangement 10 according to a particular embodiment of the invention.
  • the switching arrangement has an electromechanical relay 12.
  • the electromechanical relay 12 has a relay coil 14 and a relay switch 16.
  • the relay coil 14 is connected to a voltage source 20 via a switching device 18 connected.
  • the switching device 18 can be switched into an open and a closed state. When the switching device 18 is closed, the relay coil 14 is supplied with current via the voltage source 20. When the switching device 18 is open, the power supply to the relay coil 14 is interrupted.
  • the relay coil 14 is also connected to a detection device 22 which is set up to detect an electrical signal profile flowing at the electromechanical relay.
  • the acquisition device 22 can comprise, for example, a digital acquisition device and / or an analog acquisition device.
  • a control device 24 is connected to the detection device 22 and the switching device 18 for signaling and / or control purposes.
  • the detection device 22 can be designed, for example, as a current detection device or a voltage detection device which is set up to detect a current applied to the electromechanical relay or a voltage applied to the electromechanical relay 12.
  • the detection device 22 is designed as a current detection device which is set up to detect a coil current flowing through the relay coil 14 in order to determine the current profile.
  • the control device 24 can for example have a microcontroller, which can in particular have work and program memories, LCD controllers and / or interfaces, for example USB interfaces, serial or Ethernet interfaces. Furthermore, it can also be provided that the control device 24 is a microcontroller.
  • the control device 24 is set up to send a switching signal for controlling the relay coil 14 to the switching device 18 at an activation time.
  • the switching device 18 can be opened and / or closed by the switching signal.
  • the control device 24 is set up to receive and store the current profile detected by the detection device 22. Furthermore, the control device 24 is set up to use a received and / or a stored coil current curve to determine a switching point in time at which the relay switch 16 is switched. To this end, the control device 24 can determine a local extreme of the coil current curve. Optionally, the control device 24 can be set up to approximate the received and / or stored coil current profile, for example by means of a polynomial. The time at which the Current curve reaches a local extreme, that is to say a local minimum or a local maximum, corresponds to the switching time. A switching time determined in this way, depending on the type of electromechanical relay, can be more precise by a factor of 100 to 1000 or more than if the triggering time is equated with the switching time.
  • the control device 24 can also be set up to determine a switching duration of the electromechanical relay 12 from the difference between the activation time and the determined switching time.
  • a planned switching time can be precisely determined by subtracting the determined switching duration of the electromechanical relay 12 from the planned switching time. If a new activation time is set at a time determined by the difference between the planned switching time and the switching duration of the electromechanical relay 12, the switching time will also take place at the planned switching time.
  • the switching arrangement 10 also has an alternating current circuit 26.
  • the AC circuit 26 has an AC voltage source 28 and a load 30.
  • the relay switch 16 is set up to switch the alternating current circuit 26.
  • control device 24 is also set up to determine the voltage profile of the alternating current circuit 26.
  • the voltage profile of the alternating current circuit 26 can be determined, for example, via a voltage measuring device (not shown here) connected to the alternating current circuit 26.
  • the control device 24 can be set up to determine the switching time of the electromechanical relay 12 as a function of the activation time and the voltage profile of the alternating current circuit 26.
  • control device 24 can be set up to determine the current profile of the alternating current circuit 26.
  • the course of the current can be determined, for example, via a current measuring device connected to the alternating current circuit 26 (also not shown here).
  • the control device 24 can be set up to determine the switching time of the electromechanical Relay 12 to be determined as a function of the control time and the current curve of the alternating current circuit 26.
  • the trigger time can be set so that the electromechanical relay 12 is switched at a precise point in time, for example at the zero crossing of the AC voltage applied to the AC circuit 26 and / or at the zero crossing of the AC current applied to the AC circuit 26 will.
  • the control device 24 can be set up to determine at least one zero crossing of the voltage curve and / or the current curve of the alternating current circuit 26 and to set the trigger time to a value by which the switching time of the electromechanical relay 12 with a zero crossing of the voltage curve and / or the current curve of the AC circuit 26 collapses.
  • the voltage curve and / or the current curve can be determined by an explicit measurement of the current curve and / or the voltage curve of the AC circuit 26, or by a dedicated chip (not shown) that generates an interrupt signal at the zero crossing of the voltage curve and / or the current curve of the AC circuit 26 sends to the control device.
  • the activation time results from the difference between the planned switching time and the switching duration.
  • the control device 24 can also be set up to determine the frequency of the alternating voltage or alternating current of the alternating current circuit 26.
  • the frequency of the alternating voltage or alternating current of the alternating current circuit 26 can also be stored separately therefrom in the control device 24.
  • the switching arrangement 10 can furthermore have a temperature measuring device (not shown here) which is set up to measure a current temperature of a part of the switching arrangement and / or of the electromechanical relay 12.
  • the switching duration of the electromechanical relay 12 can be determined by means of the temperature measuring device as a function of the measured temperature.
  • the temperature dependency of the switching duration can also be stored by the control device 24.
  • the temperature dependency of the switching duration can be stored, for example, in the form of a lookup table. If an exact switching time is now to be determined, the control device 24 first determines the current temperature and then selects the one associated with the current temperature Switching duration from the lookup table.
  • the exact trigger time is determined from the planned exact switching time and by means of the switching duration associated with the measured temperature. In this way, temperature-dependent fluctuations in the switching duration of the electromechanical relay 12 can be compensated for.
  • the accuracy of the determination of the switching time is further increased relative to the temperature-independent method.
  • FIG. 13 shows an exemplary illustration of the on the detection device 22 of the switching arrangement according to FIG Figure 1 measured current over the period of a switching process in which the relay switch 16 is closed.
  • the current curve is that of an electromechanical relay 12 in which the relay switch 16 is in a normally open state, for example a reset mechanism (not shown) opens the relay switch 16 when no external force acts on the relay switch 16.
  • a return mechanism can be a spring mechanism, for example.
  • the current I flowing through the relay coil is plotted against the time t, as is determined, for example, by the detection device 22 of FIG Figure 1 switching arrangement 10 shown can be detected.
  • the relay switch 16 and the switching device 18 are open and no current flows through the relay coil 14 and the detection device 22.
  • a switching signal is sent to the switching device 18, whereby the switching device 18 is closed and the current I flowing through the relay coil 14 increases. With the current I, the strength of the magnetic field of the relay coil 14 also increases.
  • the magnetic field of the relay coil 14 has reached a field strength at which a movement of the relay switch 16 begins.
  • the relay switch 16 is completely closed.
  • the current I increases again from this point in time until a maximum current I max is reached.
  • FIG. 13 shows an exemplary illustration of the on the detection device 22 of the switching arrangement according to FIG Figure 1 measured current over the period of a switching process in which the relay switch 16 is opened.
  • the relay switch 16 of the electromechanical relay 12 is in a normally open state.
  • the electromechanical relay 12 can therefore have a reset device which opens the relay switch 16 when no external force acts on the relay switch 16.
  • a switching signal is sent to the switching device 18, as a result of which the switching device 18 is opened and the current I flowing through the relay coil 14 drops. With the current I, the strength of the magnetic field of the relay coil 14 also decreases.
  • the magnetic field of the relay coil 14 has dropped to a field strength at which, for example, a reset device triggers a movement of the relay switch 16.
  • the movement triggered, for example, by the resetting device induces a current in the relay coil 14, which can be seen as a rise in the current curve.
  • the relay switch 16 is completely open.
  • the electrical contact of the relay switch 16 is interrupted at the beginning of the movement process, not only when the movement process is completed.
  • the switching times T a and T b for closing and opening the electromechanical relay 12 are fundamentally different from one another.
  • the switching device according to the invention can take these differences into account by storing electrical signal curves and / or switching times for opening and closing the electromechanical relay 12 separately from one another and using them separately from one another to determine a switching point in time.
  • Figure 4 shows a circuit diagram of a circuit arrangement 10 according to a further particular embodiment of the invention.
  • the electromechanical relay 12 has a changeover switch 32 with a first changeover contact 38, a second changeover contact 40 and a central connection 36.
  • the changeover switch 32 connects the common center connection 36 to the first changeover contact 38 in a first position and to the second changeover contact 40 in a second position
  • Signal resistor 44 and a diode 45 establish a contact between the center connection 36 and an input 46 of the control device 24.
  • the input 46 is also connected to the supply voltage 50 of the control device 24 via a pull-up resistor 48.
  • the switching time at which the second changeover contact is switched can be detected by the control device 24 as a digital level change of the voltage present at the input 46 of the control device 24.
  • the detection device 22 can be integrated in the control device 24.
  • the detection device 22 can also be arranged separately from the control device 24.
  • the detection device 22 is also designed as a voltage detection device.
  • the reference potential of a second input 52 of the control device 24 is identical to the reference potential of an input 53 of a DC voltage supply 54, by means of which the control device 24 is supplied with current via the second input 52 . In the embodiment shown, this is ensured by a reference potential 56 shared by the control device 24 and the DC voltage supply 54.
  • the control device 24 is also connected to the DC voltage supply 54 via a supply line 58.
  • the direct voltage supply 54 converts a 230 V alternating voltage of the alternating current circuit 26 into a 3.3 V direct voltage for supplying the control device 24.
  • other voltages can also be applied to the alternating current circuit 26 and / or to the control device 24.
  • the DC voltage supply 54 has a bridge rectifier circuit 58, two resistors 59 and connected in series a polarized capacitor 61 for smoothing the rectified voltage. In alternative embodiments, however, other rectifier circuits can also be used.
  • the relay coil 14 is supplied with voltage via the voltage source 20.
  • the control device 24 is connected to the relay coil 14 via an output 60 for signaling and / or control purposes.
  • a driver stage 62 is arranged between the control device 24 and the relay coil 14.
  • the driver stage 62 has a switching device 18, which is designed as an NMOS transistor in the embodiment shown, a driver stage diode 64 and an internal driver stage resistor 66.
  • a PMOS transistor or another suitable component can also be used.
  • the driver stage 62 amplifies the signal going out at the output 60 to such an extent that the changeover switch 32 can be switched via the relay coil 14.
  • the switching time at which the control device 24 sends the switching signal for switching the changeover switch 32 is stored by the control device 24.
  • the time at which a digital level change of the voltage applied to the changeover contact 40 is detected at the input 46 is also stored by the control device 24. The difference between these two times can be stored as the switching duration of the electromechanical relay 12.
  • Figure 5 shows an exemplary representation of the at the input 46 of the control device 24 of the switching arrangement 10 according to FIG Figure 4 applied voltage over the period of a switching process in which the changeover switch 32 is moved from a second position, a contact between the center connection 36 with the second changeover contact 40, to a first position, a contact between the center connection 36 with the first changeover contact 38.
  • the center connection 36 is connected to the second changeover contact 40.
  • a first switching signal is sent via the driver stage 62 and the switching device 18 located therein.
  • the relay coil is activated in such a way that the toggle switch 32 is moved from the second position to the first position.
  • the changeover switch 32 is released from the second position, i.e. from the contact between the center connection 36 and the second changeover contact 40.
  • the voltage measured at the input 46 rises abruptly, until a maximum value U max is reached.
  • the switching process can thus also be recognized here as a digital level change.
  • the switching point in time t 3 can correspond, for example, to a point in time at which a previously established threshold value is exceeded.
  • Figure 6 shows an exemplary representation of the at input 46 of the control device 24 of the switching arrangement according to FIG Figure 4 applied voltage over the period of a switching process in which the changeover switch 32 is switched from a first position to a second position.
  • a second switching signal is sent from the control device 24 via the driver stage 62 and the switching device 18 located therein.
  • the relay coil 14 is controlled in such a way that the changeover switch 32 is moved from the first position, that is, in connection with the first changeover contact 38, to a second position, that is, in connection with the second changeover contact 40.
  • the switching point in time t 5 can correspond, for example, to a point in time at which a previously defined threshold value is undershot.

Landscapes

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  • Power Engineering (AREA)
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Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Schaltanordnung, umfassend: ein elektromechanisches Relais, das eine Relaisspule und einen Relaisschalter aufweist; eine Schalteinrichtung; eine mit der Relaisspule verbundene Spannungsquelle, die zur Ansteuerung der Relaisspule mittels der Schalteinrichtung und einer durch die Spannungsquelle bereitgestellten Spannung eingerichtet ist; eine mit der Relaisspule verbundene Erfassungseinrichtung, die dazu eingerichtet ist, einen an dem elektromechanischen Relais anliegenden elektrischen Signalverlauf zu erfassen; eine mit der Erfassungseinrichtung und der Schalteinrichtung verbundene Steuereinrichtung, die dazu eingerichtet ist, zu einem Ansteuerzeitpunkt ein Schaltsignal zur Ansteuerung der Relaisspule an die Schalteinrichtung zu senden und den von der Erfassungseinrichtung erfassten elektrischen Signalverlauf zu empfangen und zu speichern; wobei die Steuereinrichtung ferner dazu eingerichtet ist, einen empfangenen und/oder einen gespeicherten elektrischen Signalverlauf zur Ermittlung eines Schaltzeitpunkts, an dem der Relaisschalter geschaltet wird, zu nutzen.The present invention relates to a switching arrangement comprising: an electromechanical relay having a relay coil and a relay switch; a switching device; a voltage source connected to the relay coil, which is set up to control the relay coil by means of the switching device and a voltage provided by the voltage source; a detection device connected to the relay coil which is configured to detect an electrical signal profile applied to the electromechanical relay; a control device connected to the detection device and the switching device, which control device is set up to send a switching signal for controlling the relay coil to the switching device at a control time and to receive and store the electrical signal profile detected by the detection device; wherein the control device is further set up to use a received and / or a stored electrical signal curve to determine a switching point in time at which the relay switch is switched.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Schaltanordnung zur Bestimmung des genauen Schaltzeitpunks eines elektromechanischen Relais, das eine Relaisspule und einen Relaisschalter aufweist, eine Steckdose mit einer solchen Schaltanordnung und ein Verfahren zur Bestimmung desselben.The present invention relates to a switching arrangement for determining the exact switching time of an electromechanical relay which has a relay coil and a relay switch, a socket with such a switching arrangement and a method for determining the same.

Ein elektromechanisches Relais ist ein durch elektrischen Strom betriebener, elektromagnetisch wirkender, fernbetätigbarer Schalter mit zwei oder auch mehr Schaltstellungen, der über einen Steuerstromkreis aktiviert wird und einen oder mehrere weitere Stromkreise schalten kann. Elektromechanische Relais sind in einer Vielzahl von unterschiedlichen Bauformen bekannt. In vielen dieser Bauformen weisen elektromechanische Relais eine Relaisspule und einen Relaisschalter auf. Wird ein Strom an die Relaisspule angelegt, erzeugt dieser einen magnetischen Fluss. Der Relaisschalter ist beweglich im Relais angeordnet und wird von dem magnetischen Fluss so bewegt, dass ein Schaltvorgang ausgelöst wird, also elektrische Kontakte geöffnet oder geschlossen werden. Der Ansteuerzeitpunkt, zu dem ein Schaltsignal zur Ansteuerung der Relaisspule gesendet wird, und der Schaltzeitpunkt, an dem der Schaltvorgang der elektrischen Kontakte beendet ist, fallen nicht aufeinander. Die Schaltdauer, also die Zeitdifferenz zwischen dem Ansteuerzeitpunkt und dem Schaltzeitpunkt, wird unter anderem durch die Bauart, die Relaistemperatur und Alterungsprozesse beeinflusst. Ferner können Herstellungstoleranzen unterschiedliche Schaltdauern zwischen baugleichen Relais hervorrufen.An electromechanical relay is an electromagnetically operated, remotely operated switch operated by an electric current, with two or more switching positions, which is activated via a control circuit and can switch one or more additional circuits. Electromechanical relays are known in a large number of different designs. In many of these designs, electromechanical relays have a relay coil and a relay switch. When a current is applied to the relay coil, it creates a magnetic flux. The relay switch is movably arranged in the relay and is moved by the magnetic flux in such a way that a switching process is triggered, i.e. electrical contacts are opened or closed. The activation time at which a switching signal for activating the relay coil is sent and the switching time at which the switching process of the electrical contacts is ended do not coincide. The switching duration, i.e. the time difference between the activation time and the switching time, is influenced, among other things, by the design, the relay temperature and the aging process. Furthermore, manufacturing tolerances can cause different switching times between relays of the same construction.

In einer Reihe von Anwendungen sind elektromechanische Relais von elektronischen Schaltern, die mit Transistoren arbeiten, abgelöst worden. Elektronische Schalter sind typischerweise kleiner und haben geringere Schaltzeiten als Relais. Einige Anwendungen erfordern aber weiterhin den Einsatz von elektromechanischen Relais und erlauben den Einsatz von elektronischen Schaltern aus unterschiedlichen Gründen nicht. Bei anderen Anwendungen ist der Einsatz von elektronischen Schaltern auf Basis von Transistoren mit Nachteilen verbunden. Vorteile von elektromechanischen Relais sind beispielsweise ein hoher Isolationswiderstand und eine hohe Sperrspannung durch galvanische Trennung.In a number of applications, electromechanical relays have been superseded by electronic switches that use transistors. Electronic switches are typically smaller and have shorter switching times than relays. However, some applications still require the use of electromechanical relays and do not allow the use of electronic switches for various reasons. In other applications, the use of electronic switches based on transistors is associated with disadvantages. Advantages of electromechanical relays are, for example, a high insulation resistance and a high reverse voltage due to galvanic isolation.

Elektromechanische Relais haben außerdem eine hohe Einschaltleistung und eine hohe Überlastbarkeit. Ferner ist der Schaltzustand von elektromechanischen Relais mit bloßem Auge erkennbar.Electromechanical relays also have a high switch-on power and a high overload capacity. Furthermore, the switching status of electromechanical relays can be seen with the naked eye.

Für einige Anwendungen, bei denen elektromechanische Relais eingesetzt werden können oder müssen, ist es wiederum vorteilhaft, den Schaltzeitpunkt des Relais genau vorhersagen zu können. Kann der Schaltzeitpunkt eines Relais genau vorhergesagt und angesteuert werden, ließe sich beispielsweise eine vom Relais geschaltete Wechselspannung oder ein vom Relais geschalteter Wechselstrom im Nulldurchgang, also spannungsfrei bzw. stromfrei schalten. Hierdurch können Schwankungen der Wechselspannung bzw. des Wechselstroms während des Schaltvorgangs verringert werden. Dies ermöglicht wiederum, unter anderem, Korrosionseffekte der Schaltkontakte zu reduzieren und dadurch die Lebensdauer des Relais zu erhöhen.For some applications in which electromechanical relays can or must be used, it is again advantageous to be able to accurately predict the switching time of the relay. If the switching time of a relay can be precisely predicted and controlled, an alternating voltage switched by the relay or an alternating current switched by the relay could be switched to zero crossing, i.e. voltage-free or current-free. This allows fluctuations in the alternating voltage or alternating current to be reduced during the switching process. This in turn makes it possible, among other things, to reduce the corrosion effects of the switching contacts and thereby increase the service life of the relay.

Eine Möglichkeit, den Schaltzeitpunkt des elektromechanischen Relais genau zu bestimmen, basiert darauf, die Schaltdauer des elektromechanischen Relais zu ermitteln und den Ansteuerzeitpunkt um die bestimmte Schaltdauer vorzuverlegen. Da einige der Faktoren, die einen Einfluss auf die Schaltdauer des Relais haben, aber zeitlichen Schwankungen unterliegen, reicht es beispielsweise nicht aus, die Schaltdauer des elektromechanischen Relais einmalig zu bestimmen und den Ansteuerzeitpunkt jedes Schaltvorgangs um diesen einmalig bestimmten Wert vorzuverlegen. Hierbei blieben zeitliche Änderungen der Schaltdauer unberücksichtigt, wodurch die Einsatzmöglichkeiten einer solchen Vorgehensweise beschränkt blieben.One possibility of precisely determining the switching time of the electromechanical relay is based on determining the switching duration of the electromechanical relay and bringing the triggering time forward by the specific switching duration. Since some of the factors that have an influence on the switching duration of the relay are subject to fluctuations over time, it is not sufficient, for example, to determine the switching duration of the electromechanical relay once and to advance the activation time of each switching process by this once-determined value. Changes in the switching duration over time were not taken into account here, so that the possible uses of such a procedure remained limited.

Ist die Schaltdauer dagegen von jedem Schaltzeitpunkt des elektromechanischen Relais bekannt, so kann, neben der Erhöhung der Lebensdauer des elektromechanischen Relais, auch ein Fehlverhalten des elektromechanischen Relais erkannt werden, beispielsweise ein "kleben bleiben" (nicht öffnen) oder ein verzögertes Öffnen des Relaisschalters. Ein "kleben bleiben" kann beispielsweise durch einen Spannungsüberschlag beim Öffnen des Relaisschalters hervorgerufen werden, durch den die Kontakte mit einander verschweißt werden. Aber auch äußere Einflüsse wie beispielsweise adhäsive Substanzen können ein "kleben bleiben" des Relaisschalters verursachen.If, on the other hand, the switching duration is known from each switching point in time of the electromechanical relay, then, in addition to increasing the service life of the electromechanical relay, malfunctioning of the electromechanical relay can be detected, for example "sticking" (not opening) or delayed opening of the relay switch. "Sticking" can be caused, for example, by a voltage flashover when the relay switch is opened, which welds the contacts to one another. But external influences such as adhesive substances can also cause the relay switch to "stick".

Der vorliegenden Erfindung liegt somit die Aufgabe zugrunde, den Schaltzeitpunkt eines elektromechanischen Relais genau zu bestimmen.The present invention is therefore based on the object of precisely determining the switching time of an electromechanical relay.

Der vorliegenden Erfindung liegt somit außerdem die Aufgabe zugrunde, eine Fehlfunktion eines elektromechanischen Relais zuverlässig zu detektieren.The present invention is therefore also based on the object of reliably detecting a malfunction of an electromechanical relay.

Erfindungsgemäß werden diese Aufgaben gelöst, durch eine Schaltanordnung, umfassend: ein elektromechanisches Relais, das eine Relaisspule und einen Relaisschalter aufweist; eine Schalteinrichtung; eine mit der Relaisspule verbundene Spannungsquelle, die zur Ansteuerung der Relaisspule mittels der Schalteinrichtung und einer durch die Spannungsquelle bereitgestellten Spannung eingerichtet ist; eine mit der Relaisspule verbundene Erfassungseinrichtung, die dazu eingerichtet ist, einen an dem elektromechanischen Relais anliegenden elektrischen Signalverlauf zu erfassen; eine mit der Erfassungseinrichtung und der Schalteinrichtung verbundene Steuereinrichtung, die dazu eingerichtet ist, zu einem Ansteuerzeitpunkt ein Schaltsignal zur Ansteuerung der Relaisspule an die Schalteinrichtung zu senden und den von der Erfassungseinrichtung erfassten elektrischen Signalverlauf zu empfangen und zu speichern; wobei die Steuereinrichtung ferner dazu eingerichtet ist, einen empfangenen und/oder einen gespeicherten elektrischen Signalverlauf zur Ermittlung eines Schaltzeitpunkts, an dem der Relaisschalter geschaltet wird, zu nutzen.According to the invention, these objects are achieved by a switching arrangement comprising: an electromechanical relay which has a relay coil and a relay switch; a switching device; a voltage source connected to the relay coil, which is set up to control the relay coil by means of the switching device and a voltage provided by the voltage source; a detection device connected to the relay coil, which detection device is configured to detect an electrical signal profile applied to the electromechanical relay; a control device connected to the detection device and the switching device, which control device is set up to send a switching signal for controlling the relay coil to the switching device at an activation time and to receive and store the electrical signal profile detected by the detection device; wherein the control device is further set up to use a received and / or a stored electrical signal curve to determine a switching point in time at which the relay switch is switched.

Als Relaisspule wird ein Bauelement verstanden, das geeignet ist, ein Magnetfeld zu erzeugen oder zu detektieren. Die Relaisspule kann eine Wicklung eines Stromleiters aus Draht, Kupferlackdraht, versilbertem Kupferdraht und/oder Hochfrequenzlitze aufweisen. Die Wicklung kann beispielsweise auf einem Spulenkörper gewickelt sein. Der Spulenkörper kann insbesondere ein weichmagnetisches Material umfassen.A relay coil is understood to be a component that is suitable for generating or detecting a magnetic field. The relay coil can have a winding of a current conductor made of wire, enamelled copper wire, silver-plated copper wire and / or high-frequency stranded wire. The winding can be wound on a bobbin, for example. The coil body can in particular comprise a soft magnetic material.

Der an dem elektromechanischen Relais anliegende elektrische Signalverlauf kann beispielsweise ein durch das elektromechanische Relais fließender Verlauf eines elektrischen Stroms, der Verlauf einer an dem elektromechanischen Relais anliegenden elektrischen Spannung oder der Verlauf einer anderen mit dem elektromechanischen Relais in Verbindung stehenden elektrischen Größe sein.The electrical signal curve applied to the electromechanical relay can be, for example, a curve of an electrical current flowing through the electromechanical relay, the curve of an electrical voltage applied to the electromechanical relay, or the curve of another electrical variable connected to the electromechanical relay.

Weiterhin werden die Aufgaben gelöst, durch ein Verfahren zur Bestimmung eines Schaltzeitpunkts eines mit einer Spannungsquelle und einer Schalteinrichtung verbundenen elektromechanischen Relais, das eine Relaisspule und einen Relaisschalter aufweist und mit einer Erfassungseinrichtung verbunden ist, umfassend die Schritte: Bereitstellen einer Spannungsversorgung; Senden eines Schaltsignals zur Ansteuerung der Relaisspule an die Schalteinrichtung zu einem Ansteuerzeitpunkt; Erfassen eines an dem elektromechanischen Relais anliegenden Signalverlaufs mittels der Erfassungseinrichtung; Empfangen des elektrischen Signalverlaufs an einer Steuereinrichtung; Speichern des elektrischen Signalverlaufs; Ermitteln eines Schaltzeitpunkts, an dem der Relaisschalter geschaltet wird, durch Nutzen eines empfangenen und/oder eines gespeicherten elektrischen Signalverlaufs.Furthermore, the objects are achieved by a method for determining a switching time of an electromechanical relay which is connected to a voltage source and a switching device, has a relay coil and a relay switch and is connected to a detection device, comprising the steps of: providing a voltage supply; Sending a switching signal to control the relay coil to the switching device at a control time; Detecting a signal curve applied to the electromechanical relay by means of the detection device; Receiving the electrical signal waveform at a control device; Storing the electrical waveform; Determining a switching time at which the relay switch is switched by using a received and / or a stored electrical signal curve.

Bei der Schaltanordnung kann vorgesehen sein, dass der an dem elektromechanischen Relais anliegende elektrische Signalverlauf ein durch das elektromechanische Relais fließender Stromverlauf ist; der durch das elektromechanische Relais fließende Stromverlauf ein durch die Relaisspule fließender Stromverlauf ist; und die Steuereinrichtung ferner dazu eingerichtet ist, den Schaltzeitpunkt aus einem lokalen Extremum des empfangenen und/oder gespeicherten Stromverlaufs zu ermitteln.In the switching arrangement, it can be provided that the electrical signal curve applied to the electromechanical relay is a current curve flowing through the electromechanical relay; the current profile flowing through the electromechanical relay is a current profile flowing through the relay coil; and the control device is further set up to determine the switching time from a local extreme of the received and / or stored current profile.

In einer weiteren besonderen Ausführungsform der Erfindung kann vorgesehen sein, dass bei der Schaltanordnung nach Anspruch 1 die Steuereinrichtung ferner dazu eingerichtet ist, den zu dem empfangenen und/oder gespeicherten elektrischen Signalverlauf dazugehörigen Ansteuerzeitpunkt zu speichern und einen neuen Ansteuerzeitpunkt aus einer Differenz zwischen dem gespeicherten Ansteuerzeitpunkt und einem dazugehörigen ermittelten Schaltzeitpunkt zu bestimmen.In a further special embodiment of the invention it can be provided that in the switching arrangement according to claim 1, the control device is also set up to store the control time associated with the received and / or stored electrical signal curve and a new control time from a difference between the stored control time and to determine a corresponding determined switching time.

Bei der Schaltanordnung nach Anspruch 1 kann alternativ zu den beiden letztgenannten besonderen Ausführungsformen der Erfindung vorgesehen sein, dass der Relaisschalter einen Wechselschalter mit ein oder mehreren Wechselkontakten umfasst; der an dem elektromechanischen Relais anliegende Signalverlauf ein an einem der ein oder mehreren Wechselkontakte anliegender Spannungsverlauf ist; und die Steuereinrichtung dazu eingerichtet ist, den Schaltzeitpunkt als einen Pegelwechsel des empfangenen oder gespeicherten Spannungsverlaufs zu ermitteln.In the switching arrangement according to claim 1, as an alternative to the two last-mentioned special embodiments of the invention, it can be provided that the relay switch comprises a changeover switch with one or more changeover contacts; the signal profile applied to the electromechanical relay is a voltage profile applied to one of the one or more changeover contacts; and the control device is set up to determine the switching point in time as a level change in the received or stored voltage profile.

Der Pegelwechsel des empfangenen oder gespeicherten Spannungsverlaufs kann beispielsweise ein digitaler Pegelwechsel sein. Vorteilhafterweise umfasst die Schaltanordnung ferner einen Wechselstromkreis, der eine Wechselspannungsquelle und eine Last aufweist, wobei der Relaisschalter zum Schalten des Wechselstromkreises eingerichtet ist.The level change of the received or stored voltage curve can be, for example, a digital level change. The switching arrangement advantageously further comprises an alternating current circuit which has an alternating voltage source and a load, the relay switch being set up to switch the alternating current circuit.

Zweckmäßigerweise ist die Steuereinrichtung ferner dazu eingerichtet, einen Spannungsverlauf und/oder einen Stromverlauf des Wechselstromkreises zu bestimmen und den Schaltzeitpunkt des elektromechanischen Relais in Abhängigkeit des Ansteuerzeitpunkts und des Spannungsverlaufs und/oder des Stromverlaufs des Wechselstromkreises zu bestimmen.The control device is also expediently set up to determine a voltage profile and / or a current profile of the AC circuit and to determine the switching time of the electromechanical relay as a function of the trigger time and the voltage profile and / or the current profile of the AC circuit.

Insbesondere kann vorgesehen sein, dass die Steuereinrichtung dazu eingerichtet ist, mindestens einen Nulldurchgang des Spannungsverlaufs und/oder des Stromverlaufs des Wechselstromkreises zu bestimmen; und den Ansteuerzeitpunkt auf einen Wert festzusetzen, durch den der Schaltzeitpunkt des elektromechanischen Relais mit einem Nulldurchgang des Spannungsverlaufs und/oder des Stromverlaufs zusammenfällt.In particular, it can be provided that the control device is set up to determine at least one zero crossing of the voltage profile and / or the current profile of the AC circuit; and to set the control time to a value by which the switching time of the electromechanical relay coincides with a zero crossing of the voltage profile and / or the current profile.

Zudem kann vorgesehen sein, dass die Steuereinrichtung einen Mikrocontroller aufweist.In addition, it can be provided that the control device has a microcontroller.

In einer weiteren besonderen Ausführungsform der Erfindung kann vorgesehen sein, dass das elektromechanische Relais eine Schaltzeit zwischen 1 ms und 50 ms aufweist.In a further special embodiment of the invention it can be provided that the electromechanical relay has a switching time between 1 ms and 50 ms.

Vorteilhafterweise umfasst die Schaltanordnung ferner eine Temperaturmessvorrichtung, die dazu eingerichtet ist, eine aktuelle Temperatur zu messen und an die Steuereinrichtung zu senden, wobei die Steuereinrichtung ferner dazu eingerichtet ist, die gemessene Temperatur zur Ermittlung eines Schaltzeitpunkts, an dem der Relaisschalter geschaltet wird, zu nutzen.The switching arrangement also advantageously comprises a temperature measuring device which is set up to measure a current temperature and to send it to the control device, the control device also being set up to use the measured temperature to determine a switching time at which the relay switch is switched .

Vorteilhafterweise kann vorgesehen sein, dass die Steuereinrichtung eine Lookup-Tabelle mit zeitlichen Korrekturwerten aufweist, und die Steuereinrichtung ferner dazu eingerichtet ist, die Lookup-Tabelle zur Ermittlung eines Schaltzeitpunkts, an dem der Relaisschalter geschaltet wird, zu nutzen.It can advantageously be provided that the control device has a lookup table with correction values over time, and the control device is also set up to to use the lookup table to determine a switching point in time at which the relay switch is switched.

Weiterhin liefert die Erfindung eine Steckdose umfassend eine Schaltanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 11.The invention further provides a socket outlet comprising a switching arrangement according to one of Claims 1 to 11.

Zudem kann bei dem Verfahren vorgesehen sein, dass der an dem elektromechanischen Relais anliegende elektrische Signalverlauf ein durch die Relaisspule fließender Stromverlauf ist; wobei das Verfahren ferner den Schritt umfasst: Ermitteln eines lokalen Extremums des empfangenen und/oder des gespeicherten Stromverlaufs.In addition, the method can provide that the electrical signal profile applied to the electromechanical relay is a current profile flowing through the relay coil; wherein the method further comprises the step of: determining a local extreme of the received and / or the stored current profile.

Außerdem kann vorgesehen sein, dass das Verfahren ferner die Schritte umfasst: Speichern des zu dem empfangenen und/oder gespeicherten elektrischen Signalverlauf dazugehörigen Ansteuerzeitpunkts; und Bestimmen eines neuen Ansteuerzeitpunkts aus einer Differenz zwischen dem gespeicherten Ansteuerzeitpunkt, und einem dazugehörigen ermittelten Schaltzeitpunkt.In addition, it can be provided that the method further comprises the steps of: storing the actuation time associated with the received and / or stored electrical signal profile; and determining a new activation time from a difference between the stored activation time and a corresponding determined switching time.

Alternativ zu den beiden letztgenannten besonderen Ausführungsformen der Erfindung kann bei dem Verfahren nach Anspruch 13 vorgesehen sein, dass der Relaisschalter einen Wechselschalter mit ein oder mehreren Wechselkontakten umfasst; und der an dem elektromechanischen Relais anliegende elektrische Signalverlauf ein an einem der ein oder mehreren Wechselkontakte anliegender Spannungsverlauf ist; und das Verfahren ferner den Schritt umfasst: Ermitteln des Schaltzeitpunkts als einen Pegelwechsel des empfangenen oder gespeicherten Spannungsverlaufs mittels der Steuereinrichtung.As an alternative to the two last-mentioned special embodiments of the invention, it can be provided in the method according to claim 13 that the relay switch comprises a changeover switch with one or more changeover contacts; and the electrical signal profile applied to the electromechanical relay is a voltage profile applied to one of the one or more changeover contacts; and the method further comprises the step of: determining the switching time as a level change of the received or stored voltage profile by means of the control device.

Vorteilhafterweise umfasst die Schalteinrichtung ferner einen Wechselstromkreis, der eine Wechselspannungsquelle und eine Last aufweist; wobei das Verfahren ferner den Schritt umfasst: Schalten des Wechselstromkreises mit dem Relaisschalter.The switching device advantageously further comprises an alternating current circuit which has an alternating voltage source and a load; the method further comprising the step of: switching the AC circuit with the relay switch.

In einer weiteren besonderen Ausführungsform der Erfindung kann vorgesehen sein, dass das Verfahren ferner die Schritte umfasst: Bestimmen eines Spannungsverlaufs des Wechselstromkreises; und Bestimmen des Schaltzeitpunkts des elektromechanischen Relais in Abhängigkeit des Ansteuerzeitpunkts und des Spannungsverlaufs des Wechselstromkreises.In a further particular embodiment of the invention it can be provided that the method further comprises the steps of: determining a voltage profile of the AC circuit; and determining the switching instant of the electromechanical relay as a function of the actuation instant and the voltage profile of the alternating current circuit.

Günstigerweise umfasst das Verfahren ferner die Schritte: Bestimmen von mindestens einem Nulldurchgang des Spannungsverlaufs und/oder des Stromverlaufs des Wechselstromkreises; und Festsetzen des Ansteuerzeitpunkts auf einen Wert, durch den der Schaltzeitpunkt des elektromechanischen Relais mit einem Nulldurchgang des Spannungsverlaufs und/oder des Stromverlaufs des Wechselstromkreises zusammenfällt.The method advantageously further comprises the steps of: determining at least one zero crossing of the voltage profile and / or the current profile of the AC circuit; and setting the trigger time to a value by which the switching time of the electromechanical relay coincides with a zero crossing of the voltage profile and / or the current profile of the AC circuit.

Vorteilhafterweise ist bei dem Verfahren vorgesehen, dass das elektromechanische Relais eine Schaltzeit zwischen 1 ms und 50 ms aufweist.The method advantageously provides for the electromechanical relay to have a switching time between 1 ms and 50 ms.

Zudem kann vorgesehen sein, dass das Verfahren ferner die Schritte umfasst: Messen einer aktuellen Temperatur mittels einer Temperaturmessvorrichtung; Senden der gemessenen aktuellen Temperatur an die Steuereinrichtung; und Ermitteln eines Schaltzeitpunktes mittels der gemessenen aktuellen Temperatur.In addition, it can be provided that the method further comprises the steps of: measuring a current temperature by means of a temperature measuring device; Sending the measured current temperature to the control device; and determining a switching point in time by means of the measured current temperature.

Schließlich kann das Verfahren ferner den Schritt umfassen: Nutzen einer Lookup-Tabelle zur Ermittlung eines Schaltzeitpunkts, an dem der Relaisschalter geschaltet wird.Finally, the method can further include the step of using a lookup table to determine a switching point in time at which the relay switch is switched.

Der Erfindung liegt die überraschende Erkenntnis zu Grunde, dass eine einfache Messung eines durch ein elektromechanisches Relais fließenden elektrischen Signals ermöglicht, den genauen Schaltzeitpunkt des elektromechanischen Relais zu bestimmen, eine Wechselspannung bzw. einen Wechselstrom spannungsfrei zu schalten, die Lebensdauer des elektromechanischen Relais zu erhöhen und eine Fehlfunktion des elektromechanischen Relais frühzeitig zu detektieren.The invention is based on the surprising finding that a simple measurement of an electrical signal flowing through an electromechanical relay enables the exact switching time of the electromechanical relay to be determined, an alternating voltage or an alternating current to be de-energized, the service life of the electromechanical relay to be increased and to detect a malfunction of the electromechanical relay at an early stage.

Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den beigefügten Ansprüchen und der nachfolgenden Beschreibung, in der anhand der schematischen Zeichnungen mehrere Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung beschrieben werden. Dabei zeigt/zeigen:

Figur 1
eine Schaltskizze einer Schaltanordnung gemäß einer besonderen Ausführungsform der Erfindung;
Figur 2
eine exemplarische Darstellung des an der Erfassungsvorrichtung der Schaltanordnung gemäß Figur 1 gemessenen Stroms über den Zeitraum eines Schaltvorgangs, bei dem der Relaisschalter geschlossen wird;
Figur 3
eine exemplarische Darstellung des an der Erfassungsvorrichtung der Schaltanordnung gemäß Figur 1 gemessenen Stroms über den Zeitraum eines Schaltvorgangs, bei dem der Relaisschalter geöffnet wird;
Figur 4
eine Schaltskizze einer Schaltanordnung gemäß einer weiteren besonderen Ausführungsform der Erfindung;
Figur 5
eine exemplarische Darstellung der am Eingang der Steuereinrichtung der Schaltanordnung gemäß Figur 4 anliegenden Spannung über den Zeitraum eines Schaltvorgangs, bei dem der Wechselschalter von einer zweiten Position zu einer ersten Position geschaltet wird;
Figur 6
eine exemplarische Darstellung der am Eingang der Steuereinrichtung der Schaltanordnung gemäß Figur 4 anliegenden Spannung über den Zeitraum eines Schaltvorgangs, bei dem der Wechselschalter von der ersten Position zur zweiten Position geschaltet wird.
Further features and advantages of the invention emerge from the appended claims and the following description, in which with the aid of the schematic drawings several embodiments of the present invention will be described. It shows / show:
Figure 1
a circuit diagram of a circuit arrangement according to a particular embodiment of the invention;
Figure 2
an exemplary representation of the on the detection device of the switching arrangement according to Figure 1 measured current over the period of a switching process in which the relay switch is closed;
Figure 3
an exemplary representation of the on the detection device of the switching arrangement according to Figure 1 measured current over the period of a switching process in which the relay switch is opened;
Figure 4
a circuit diagram of a circuit arrangement according to a further particular embodiment of the invention;
Figure 5
an exemplary representation of the at the input of the control device of the switching arrangement according to Figure 4 applied voltage over the period of a switching process in which the changeover switch is switched from a second position to a first position;
Figure 6
an exemplary representation of the at the input of the control device of the switching arrangement according to Figure 4 applied voltage over the period of a switching process in which the changeover switch is switched from the first position to the second position.

Figur 1 zeigt eine Schaltskizze einer Schaltanordnung 10 gemäß einer besonderen Ausführungsform der Erfindung. Die Schaltanordnung weist ein elektromechanisches Relais 12 auf. Das elektromechanische Relais 12 weist eine Relaisspule 14 und einen Relaisschalter 16 auf. Die Relaisspule 14 ist über eine Schalteinrichtung 18 mit einer Spannungsquelle 20 verbunden. Die Schalteinrichtung 18 kann in einen offenen und einen geschlossenen Zustand geschaltet werden. Bei geschlossener Schalteinrichtung 18 wird die Relaisspule 14 über die Spannungsquelle 20 mit Strom versorgt. Bei offener Schalteinrichtung 18 ist die Stromversorgung der Relaisspule 14 unterbrochen. Die Relaisspule 14 ist ferner mit einer Erfassungseinrichtung 22 verbunden, die dazu eingerichtet ist, einen an dem elektromechanischen Relais fließenden elektrischen Signalverlauf zu erfassen. Die Erfassungseinrichtung 22 kann beispielsweise eine digitale Erfassungseinrichtung und/oder eine analoge Erfassungseinrichtung umfassen. Mit der Erfassungseinrichtung 22 und der Schalteinrichtung 18 ist eine Steuereinrichtung 24 signaltechnisch und/oder steuertechnisch verbunden. Die Erfassungseinrichtung 22 kann beispielsweise als eine Stromerfassungseinrichtung oder eine Spannungserfassungseinrichtung ausgestaltet sein, die dazu eingerichtet ist, einen am elektromechanischen Relais anliegenden Strom, bzw. eine am elektromechanischen Relais 12 anliegende Spannung zu erfassen. In der in Figur 1 gezeigten exemplarischen Ausführungsform ist die Erfassungsvorrichtung 22 als eine Stromerfassungsvorrichtung ausgestaltet, die dazu eingerichtet ist, einen durch die Relaisspule 14 fließenden Spulenstrom, zur Ermittlung des Stromverlaufs, zu erfassen. Figure 1 shows a circuit diagram of a circuit arrangement 10 according to a particular embodiment of the invention. The switching arrangement has an electromechanical relay 12. The electromechanical relay 12 has a relay coil 14 and a relay switch 16. The relay coil 14 is connected to a voltage source 20 via a switching device 18 connected. The switching device 18 can be switched into an open and a closed state. When the switching device 18 is closed, the relay coil 14 is supplied with current via the voltage source 20. When the switching device 18 is open, the power supply to the relay coil 14 is interrupted. The relay coil 14 is also connected to a detection device 22 which is set up to detect an electrical signal profile flowing at the electromechanical relay. The acquisition device 22 can comprise, for example, a digital acquisition device and / or an analog acquisition device. A control device 24 is connected to the detection device 22 and the switching device 18 for signaling and / or control purposes. The detection device 22 can be designed, for example, as a current detection device or a voltage detection device which is set up to detect a current applied to the electromechanical relay or a voltage applied to the electromechanical relay 12. In the in Figure 1 The exemplary embodiment shown, the detection device 22 is designed as a current detection device which is set up to detect a coil current flowing through the relay coil 14 in order to determine the current profile.

Die Steuereinrichtung 24 kann beispielsweise einen Mikrocontroller aufweisen, der insbesondere Arbeits- und Programmspeicher, LCD-Controller und/oder Schnittstellen, beispielsweise USB-Schnittstellen, Serielle- oder Ethernet-Schnittstellen aufweisen kann. Weiterhin kann auch vorgesehen sein, dass die Steuereinrichtung 24 ein Mikrocontroller ist. Die Steuereinrichtung 24 ist dazu eingerichtet, zu einem Ansteuerzeitpunkt ein Schaltsignal zur Ansteuerung der Relaisspule 14 an die Schalteinrichtung 18 zu senden. Durch das Schaltsignal kann die Schalteinrichtung 18 geöffnet und/oder geschlossen werden.The control device 24 can for example have a microcontroller, which can in particular have work and program memories, LCD controllers and / or interfaces, for example USB interfaces, serial or Ethernet interfaces. Furthermore, it can also be provided that the control device 24 is a microcontroller. The control device 24 is set up to send a switching signal for controlling the relay coil 14 to the switching device 18 at an activation time. The switching device 18 can be opened and / or closed by the switching signal.

In der in Figur 1 gezeigten exemplarischen Ausführungsform ist die Steuereinrichtung 24 dazu eingerichtet, den von der Erfassungseinrichtung 22 erfassten Stromverlauf zu empfangen und zu speichern. Weiterhin ist die Steuereinrichtung 24 dazu eingerichtet, einen empfangenen und/oder einen gespeicherten Spulenstromverlauf zur Ermittlung eines Schaltzeitpunkts, an dem der Relaisschalter 16 geschaltet wird, zu nutzen. Hierzu kann die Steuereinrichtung 24 ein lokales Extremum des Spulenstromverlaufs ermitteln. Optional kann die Steuereinrichtung 24 dazu eingerichtet sein, den empfangenen und/oder gespeicherten Spulenstromverlauf anzunähern, beispielsweise durch ein Polynom. Der Zeitpunkt an dem der Stromverlauf ein lokales Extremum, also ein lokales Minimum oder ein lokales Maximum, erreicht, entspricht dem Schaltzeitpunkt. Ein auf diese Weise ermittelter Schaltzeitpunkt kann abhängig von der Bauart des elektromechanischen Relais um einen Faktor 100 bis 1000, oder mehr genauer sein, als wenn der Ansteuerzeitpunkt mit dem Schaltzeitpunkt gleichgesetzt wird.In the in Figure 1 The exemplary embodiment shown, the control device 24 is set up to receive and store the current profile detected by the detection device 22. Furthermore, the control device 24 is set up to use a received and / or a stored coil current curve to determine a switching point in time at which the relay switch 16 is switched. To this end, the control device 24 can determine a local extreme of the coil current curve. Optionally, the control device 24 can be set up to approximate the received and / or stored coil current profile, for example by means of a polynomial. The time at which the Current curve reaches a local extreme, that is to say a local minimum or a local maximum, corresponds to the switching time. A switching time determined in this way, depending on the type of electromechanical relay, can be more precise by a factor of 100 to 1000 or more than if the triggering time is equated with the switching time.

Die Steuereinrichtung 24 kann ferner dazu eingerichtet sein, aus der Differenz zwischen dem Ansteuerzeitpunkt und dem ermittelten Schaltzeitpunkt eine Schaltdauer des elektromechanischen Relais 12 zu ermitteln. Ein geplanter Schaltzeitpunkt kann genau festgelegt werden, indem die ermittelte Schaltdauer des elektromechanischen Relais 12 von dem geplanten Schaltzeitpunkt abgezogen wird. Wird ein neuer Ansteuerzeitpunkt auf einen durch die Differenz zwischen dem geplanten Schaltzeitpunkt und der Schaltdauer des elektromechanischen Relais 12 ermittelten Zeitpunkt festgelegt, findet der Schaltzeitpunkt auch am geplanten Schaltzeitpunkt statt.The control device 24 can also be set up to determine a switching duration of the electromechanical relay 12 from the difference between the activation time and the determined switching time. A planned switching time can be precisely determined by subtracting the determined switching duration of the electromechanical relay 12 from the planned switching time. If a new activation time is set at a time determined by the difference between the planned switching time and the switching duration of the electromechanical relay 12, the switching time will also take place at the planned switching time.

Die Schaltanordnung 10 weist ferner einen Wechselstromkreis 26 auf. Der Wechselstromkreis 26 weist eine Wechselspannungsquelle 28 und eine Last 30 auf. Der Relaisschalter 16 ist dazu eingerichtet, den Wechselstromkreis 26 zu schalten.The switching arrangement 10 also has an alternating current circuit 26. The AC circuit 26 has an AC voltage source 28 and a load 30. The relay switch 16 is set up to switch the alternating current circuit 26.

Optional kann vorgesehen sein, dass die Steuereinrichtung 24 ferner dazu eingerichtet ist, den Spannungsverlauf des Wechselstromkreises 26 zu bestimmen. Der Spannungsverlauf des Wechselstromkreises 26 kann beispielsweise über eine mit dem Wechselstromkreis 26 in Verbindung stehende Spannungsmessvorrichtung (hier nicht gezeigt) bestimmt werden. Hierbei kann die Steuereinrichtung 24 dazu eingerichtet sein, den Schaltzeitpunkt des elektromechanischen Relais 12 in Abhängigkeit des Ansteuerzeitpunkts und des Spannungsverlaufs des Wechselstromkreises 26 zu bestimmen.It can optionally be provided that the control device 24 is also set up to determine the voltage profile of the alternating current circuit 26. The voltage profile of the alternating current circuit 26 can be determined, for example, via a voltage measuring device (not shown here) connected to the alternating current circuit 26. In this case, the control device 24 can be set up to determine the switching time of the electromechanical relay 12 as a function of the activation time and the voltage profile of the alternating current circuit 26.

Alternativ oder zusätzlich kann die Steuereinrichtung 24 dazu eingerichtet sein, den Stromverlauf des Wechselstromkreises 26 zu bestimmen. Der Stromverlauf kann beispielsweise über eine mit dem Wechselstromkreis 26 in Verbindung stehende Strommessvorrichtung (hier ebenfalls nicht gezeigt) bestimmt werden. Hierbei kann die Steuereinrichtung 24 dazu eingerichtet sein, den Schaltzeitpunkt des elektromechanischen Relais 12 in Abhängigkeit des Ansteuerzeitpunkts und des Stromverlaufs des Wechselstromkreises 26 zu bestimmen.As an alternative or in addition, the control device 24 can be set up to determine the current profile of the alternating current circuit 26. The course of the current can be determined, for example, via a current measuring device connected to the alternating current circuit 26 (also not shown here). In this case, the control device 24 can be set up to determine the switching time of the electromechanical Relay 12 to be determined as a function of the control time and the current curve of the alternating current circuit 26.

Bei Kenntnis der Schaltdauer und des Spannungsverlaufs und/oder des Stromverlaufs kann der Ansteuerzeitpunkt so festgelegt werden, dass das elektromechanische Relais 12 zu einem genauen Zeitpunkt, beispielsweise im Nulldurchgang der am Wechselstromkreis 26 anliegenden Wechselspannung und/oder im Nulldurchgang des am Wechselstromkreis 26 anliegenden Wechselstroms geschaltet wird. Hierzu kann die Steuereinrichtung 24 dazu eingerichtet sein, mindestens einen Nulldurchgang des Spannungsverlaufs und/oder des Stromverlaufs des Wechselstromkreises 26 zu bestimmen und den Ansteuerzeitpunkt auf einen Wert festzusetzen, durch den der Schaltzeitpunkt des elektromechanischen Relais 12 mit einem Nulldurchgang des Spannungsverlaufs und/oder des Stromverlaufs des Wechselstromkreises 26 zusammenfällt. Der Spannungsverlaufs und/oder der Stromverlauf kann durch eine explizite Messung des Stromverlaufs und/oder des Spannungsverlaufs des Wechselstromkreises 26 bestimmt werden, oder durch einen dedizierten Chip (nicht gezeigt), der ein Interrupt-Signal jeweils im Nulldurchgang des Spannungsverlaufs und/oder des Stromverlaufs des Wechsel stromkreises 26 an die Steuereinrichtung sendet. Der Ansteuerzeitpunkt ergibt sich aus der Differenz zwischen dem geplanten Schaltzeitpunkt und der Schaltdauer. Zusätzlich kann die Steuereinrichtung 24 dazu eingerichtet sein, auch die Frequenz der Wechselspannung bzw. des Wechselstroms des Wechselstromkreises 26 zu bestimmen. Alternativ oder zusätzlich kann die Frequenz der Wechselspannung bzw. des Wechselstroms des Wechselstromkreises 26 auch separat davon in der Steuereinrichtung 24 gespeichert sein.With knowledge of the switching duration and the voltage curve and / or the current curve, the trigger time can be set so that the electromechanical relay 12 is switched at a precise point in time, for example at the zero crossing of the AC voltage applied to the AC circuit 26 and / or at the zero crossing of the AC current applied to the AC circuit 26 will. For this purpose, the control device 24 can be set up to determine at least one zero crossing of the voltage curve and / or the current curve of the alternating current circuit 26 and to set the trigger time to a value by which the switching time of the electromechanical relay 12 with a zero crossing of the voltage curve and / or the current curve of the AC circuit 26 collapses. The voltage curve and / or the current curve can be determined by an explicit measurement of the current curve and / or the voltage curve of the AC circuit 26, or by a dedicated chip (not shown) that generates an interrupt signal at the zero crossing of the voltage curve and / or the current curve of the AC circuit 26 sends to the control device. The activation time results from the difference between the planned switching time and the switching duration. In addition, the control device 24 can also be set up to determine the frequency of the alternating voltage or alternating current of the alternating current circuit 26. As an alternative or in addition, the frequency of the alternating voltage or alternating current of the alternating current circuit 26 can also be stored separately therefrom in the control device 24.

Die Schaltanordnung 10 kann ferner eine Temperaturmessvorrichtung (hier nicht gezeigt) aufweisen, die dazu eingerichtet ist, eine aktuelle Temperatur eines Teils der Schaltanordnung und/oder des elektromechanischen Relais 12 zu messen. Die Schaltdauer des elektromechanischen Relais 12 kann mittels der Temperaturmessvorrichtung in Abhängigkeit der gemessenen Temperatur bestimmt werden. Die Temperaturabhängigkeit der Schaltdauer kann ferner von der Steuereinrichtung 24 gespeichert werden. Die Temperaturabhängigkeit der Schaltdauer kann beispielsweise in Form einer Lookup-Tabelle gespeichert werden. Soll nun ein genauer Schaltzeitpunkt bestimmt werden, ermittelt die Steuereinrichtung 24 zunächst die aktuelle Temperatur und wählt anschließend die zur aktuellen Temperatur zugehörige Schaltdauer aus der Lookup-Tabelle aus. Der genaue Ansteuerzeitpunkt wird aus dem geplanten genauen Schaltzeitpunkt und mittels der zur gemessenen Temperatur zugehörigen Schaltdauer ermittelt. Hierdurch können temperaturabhängige Schwankungen der Schaltdauer des elektromechanischen Relais 12 ausgeglichen werden. Die Genauigkeit der Bestimmung des Schaltzeitpunkts wird relativ zum temperaturunabhängigen Verfahren weiter erhöht.The switching arrangement 10 can furthermore have a temperature measuring device (not shown here) which is set up to measure a current temperature of a part of the switching arrangement and / or of the electromechanical relay 12. The switching duration of the electromechanical relay 12 can be determined by means of the temperature measuring device as a function of the measured temperature. The temperature dependency of the switching duration can also be stored by the control device 24. The temperature dependency of the switching duration can be stored, for example, in the form of a lookup table. If an exact switching time is now to be determined, the control device 24 first determines the current temperature and then selects the one associated with the current temperature Switching duration from the lookup table. The exact trigger time is determined from the planned exact switching time and by means of the switching duration associated with the measured temperature. In this way, temperature-dependent fluctuations in the switching duration of the electromechanical relay 12 can be compensated for. The accuracy of the determination of the switching time is further increased relative to the temperature-independent method.

Figur 2 zeigt eine exemplarische Darstellung des an der Erfassungseinrichtung 22 der Schaltanordnung gemäß Figur 1 gemessenen Stroms über den Zeitraum eines Schaltvorgangs, bei dem der Relaisschalter 16 geschlossen wird. Der Stromverlauf ist der eines elektromechanischen Relais 12, bei dem sich der Relaisschalter 16 in einem normalerweise offenen Zustand befindet, also beispielsweise ein Rückstellmechanismus (nicht gezeigt) den Relaisschalter 16 öffnet, wenn keine äußere Kraft auf den Relaisschalter 16 einwirkt. Ein solcher Rückstellmechanismus kann beispielsweise ein Federmechanismus sein. In dem in Figur 2 dargestellten Diagramm ist der durch die Relaisspule fließende Strom I gegenüber der Zeit t aufgetragen, wie er beispielsweise von der Erfassungseinrichtung 22 der in Figur 1 gezeigten Schaltanordnung 10 detektiert werden kann. Figure 2 FIG. 13 shows an exemplary illustration of the on the detection device 22 of the switching arrangement according to FIG Figure 1 measured current over the period of a switching process in which the relay switch 16 is closed. The current curve is that of an electromechanical relay 12 in which the relay switch 16 is in a normally open state, for example a reset mechanism (not shown) opens the relay switch 16 when no external force acts on the relay switch 16. Such a return mechanism can be a spring mechanism, for example. In the in Figure 2 In the diagram shown in the diagram, the current I flowing through the relay coil is plotted against the time t, as is determined, for example, by the detection device 22 of FIG Figure 1 switching arrangement 10 shown can be detected.

Zu einem Zeitpunkt t = 0 sind der Relaisschalter 16 und die Schalteinrichtung 18 geöffnet und es fließt kein Strom durch die Relaisspule 14 und die Erfassungseinrichtung 22.At a point in time t = 0, the relay switch 16 and the switching device 18 are open and no current flows through the relay coil 14 and the detection device 22.

Zu einem Ansteuerzeitpunkt t1 wird ein Schaltsignal an die Schalteinrichtung 18 gesendet, wodurch die Schalteinrichtung 18 geschlossen wird und der durch die Relaisspule 14 fließende Strom I ansteigt. Mit dem Strom I steigt auch die Stärke des Magnetfelds der Relaisspule 14 an.At a trigger time t 1 , a switching signal is sent to the switching device 18, whereby the switching device 18 is closed and the current I flowing through the relay coil 14 increases. With the current I, the strength of the magnetic field of the relay coil 14 also increases.

Zu einem Bewegungseinsetzzeitpunkt t2 hat das Magnetfeld der Relaisspule 14 eine Feldstärke erreicht, an dem eine Bewegung des Relaisschalters 16 einsetzt.At a movement onset time t 2 , the magnetic field of the relay coil 14 has reached a field strength at which a movement of the relay switch 16 begins.

Zu einem Schaltzeitpunkt t3 ist der Relaisschalter 16 vollständig geschlossen. Der Strom I nimmt ab diesem Zeitpunkt wieder zu, bis ein Maximalstrom Imax erreicht ist. Die Schaltdauer Ta zum Schließen des elektromechanischen Relais 12 lässt sich über Ta = t3-t1 bestimmen.At a switching point in time t 3 , the relay switch 16 is completely closed. The current I increases again from this point in time until a maximum current I max is reached. The switching duration T a for closing the electromechanical relay 12 can be determined via T a = t 3 -t 1 .

Figur 3 zeigt eine exemplarische Darstellung des an der Erfassungseinrichtung 22 der Schaltanordnung gemäß Figur 1 gemessenen Stroms über den Zeitraum eines Schaltvorgangs, bei dem der Relaisschalter 16 geöffnet wird. Auch hier befindet sich der Relaisschalter 16 des elektromechanischen Relais 12 in einem normalerweise offenen Zustand. Das elektromechanische Relais 12 kann also eine Rückstellvorrichtung aufweisen, der den Relaisschalter 16 öffnet, wenn keine äußere Kraft auf den Relaisschalter 16 einwirkt. Die Schalteinrichtung 18 und der Relaisschalter 16 sind zu einem Zeitpunkt t = 0 geschlossen. Der durch die Relaisspule 14 fließende Strom I ist zum Zeitpunkt t = 0 maximal (I = Imax). Figure 3 FIG. 13 shows an exemplary illustration of the on the detection device 22 of the switching arrangement according to FIG Figure 1 measured current over the period of a switching process in which the relay switch 16 is opened. Here, too, the relay switch 16 of the electromechanical relay 12 is in a normally open state. The electromechanical relay 12 can therefore have a reset device which opens the relay switch 16 when no external force acts on the relay switch 16. The switching device 18 and the relay switch 16 are closed at a point in time t = 0. The current I flowing through the relay coil 14 is at a maximum at time t = 0 (I = I max ).

Zu einem Ansteuerzeitpunkt t4 wird ein Schaltsignal an die Schalteinrichtung 18 gesendet, wodurch die Schalteinrichtung 18 geöffnet wird und der durch die Relaisspule 14 fließende Strom I absinkt. Mit dem Strom I sinkt auch die Stärke des Magnetfelds der Relaisspule 14 ab.At a trigger time t 4 , a switching signal is sent to the switching device 18, as a result of which the switching device 18 is opened and the current I flowing through the relay coil 14 drops. With the current I, the strength of the magnetic field of the relay coil 14 also decreases.

Zu einem Zeitpunkt t5 ist das Magnetfeld der Relaisspule 14 auf eine Feldstärke abgesunken, an dem beispielsweise eine Rückstellvorrichtung eine Bewegung des Relaisschalters 16 auslöst. Die beispielsweise durch die Rückstellvorrichtung ausgelöste Bewegung induziert einen Strom in der Relaisspule 14, was als Anstieg im Stromverlauf erkennbar ist.At a point in time t 5 , the magnetic field of the relay coil 14 has dropped to a field strength at which, for example, a reset device triggers a movement of the relay switch 16. The movement triggered, for example, by the resetting device induces a current in the relay coil 14, which can be seen as a rise in the current curve.

Zu einem Schaltzeitpunkt t6 ist der Relaisschalter 16 vollständig geöffnet. Der Strom I nimmt ab dem Schaltzeitpunkt t6 wieder ab, bis er auf I = 0 abgesunken ist. Der elektrische Kontakt des Relaisschalters 16 wird aber schon zu Beginn des Bewegungsvorgangs unterbrochen, nicht erst wenn der Bewegungsvorgang abgeschlossen ist. Die Schaltdauer Tb zum Öffnen des elektromechanischen Relais 12 lässt sich daher über Tb = t5-t4 bestimmen.At a switching point in time t 6 , the relay switch 16 is completely open. The current I decreases again from the switching time t 6 until it has dropped to I = 0. The electrical contact of the relay switch 16 is interrupted at the beginning of the movement process, not only when the movement process is completed. The switching duration T b for opening the electromechanical relay 12 can therefore be determined via T b = t 5 -t 4 .

Die Schaltdauern Ta und Tb zum Schließen bzw. Öffnen des elektromechanischen Relais 12 sind grundsätzlich unterschiedlich voneinander. Die erfindungsgemäße Schaltvorrichtung kann in einer besonderen Ausführungsform diese Unterschiede berücksichtigen indem elektrische Signalverläufe und/oder Schaltzeiten zum Öffnen und Schließen des elektromechanischen Relais 12 getrennt voneinander gespeichert werden und getrennt voneinander zur Ermittlung eines Schaltzeitpunkts genutzt werden.The switching times T a and T b for closing and opening the electromechanical relay 12 are fundamentally different from one another. In a particular embodiment, the switching device according to the invention can take these differences into account by storing electrical signal curves and / or switching times for opening and closing the electromechanical relay 12 separately from one another and using them separately from one another to determine a switching point in time.

Figur 4 zeigt eine Schaltskizze einer Schaltanordnung 10 gemäß einer weiteren besonderen Ausführungsform der Erfindung. Im Unterschied zu der in Figur 1 gezeigten Ausführungsform der Erfindung weist das elektromechanische Relais 12 einen Wechselschalter 32 mit einem ersten Wechselkontakt 38, einem zweiten Wechselkontakt 40 und einem Mittelanschluss 36 auf. Der Wechselschalter 32 verbindet den gemeinsamen Mittelanschluss 36 in einer ersten Stellung mit dem ersten Wechselkontakt 38 und in einer zweiten Stellung mit dem zweiten Wechselkontakt 40. In der ersten Stellung schließt der Wechselschalter 32 einen Arbeitsstromkreis 26. Die zweite Stellung stellt über eine Signalleitung 42, einen Signalwiderstand 44 und eine Diode 45 einen Kontakt zwischen dem Mittelanschluss 36 und einem Eingang 46 der Steuereinrichtung 24 her. Der Eingang 46 ist außerdem über einen Pullup-Widerstand 48 mit der Versorgungsspannung 50 der Steuereinrichtung 24 verbunden. Durch diese Schaltanordnung 10 ist der Schaltzeitpunkt, an dem der zweite Wechselkontakt geschaltet wird, als digitaler Pegelwechsel der am Eingang 46 der Steuereinrichtung 24 anliegenden Spannung von der Steuereinrichtung 24 detektierbar. Hierzu kann die Erfassungseinrichtung 22 in der Steuereinrichtung 24 integriert sein. Alternativ kann die Erfassungsvorrichtung 22 aber auch separat von der Steuereinrichtung 24 angeordnet sein. Die Erfassungsvorrichtung 22 ist ferner als Spannungserfassungsvorrichtung ausgestaltet. Für die beschriebene Detektion des Schaltzeitpunkts als digitalen Pegelwechsel ist jedoch außerdem notwendig, dass das Bezugspotenzial eines zweiten Eingangs 52 der Steuereinrichtung 24 identisch mit dem Bezugspotential eines Eingangs 53 einer Gleichspannungsversorgung 54 ist, mittels derer die Steuereinrichtung 24 über den zweiten Eingang 52 mit Strom versorgt wird. In der dargestellten Ausführungsform wird dies durch ein von der Steuereinrichtung 24 und der Gleichspannungsversorgung 54 gemeinsam genutztes Bezugspotential 56 gewährleistet. Figure 4 shows a circuit diagram of a circuit arrangement 10 according to a further particular embodiment of the invention. In contrast to the in Figure 1 As shown in the embodiment of the invention, the electromechanical relay 12 has a changeover switch 32 with a first changeover contact 38, a second changeover contact 40 and a central connection 36. The changeover switch 32 connects the common center connection 36 to the first changeover contact 38 in a first position and to the second changeover contact 40 in a second position Signal resistor 44 and a diode 45 establish a contact between the center connection 36 and an input 46 of the control device 24. The input 46 is also connected to the supply voltage 50 of the control device 24 via a pull-up resistor 48. By means of this switching arrangement 10, the switching time at which the second changeover contact is switched can be detected by the control device 24 as a digital level change of the voltage present at the input 46 of the control device 24. For this purpose, the detection device 22 can be integrated in the control device 24. Alternatively, the detection device 22 can also be arranged separately from the control device 24. The detection device 22 is also designed as a voltage detection device. For the described detection of the switching time as a digital level change, however, it is also necessary that the reference potential of a second input 52 of the control device 24 is identical to the reference potential of an input 53 of a DC voltage supply 54, by means of which the control device 24 is supplied with current via the second input 52 . In the embodiment shown, this is ensured by a reference potential 56 shared by the control device 24 and the DC voltage supply 54.

Die Steuereinrichtung 24 ist außerdem über eine Versorgungsleitung 58 mit der Gleichspannungsversorgung 54 verbunden. Die Gleichspannungsversorgung 54 wandelt in dieser exemplarischen Ausführungsform der Erfindung eine 230 V Wechselspannung des Wechselstromkreises 26 in eine 3,3 V Gleichspannung zur Versorgung der Steuereinrichtung 24 um. Abhängig von den verwendeten Bauelementen können aber auch andere Spannungen am Wechselstromkreis 26 und/oder an der Steuereinrichtung 24 anliegen. Zur Umwandlung der 230 V Wechselspannung in eine Gleichspannung weist die Gleichspannungsversorgung 54 eine Brückengleichrichterschaltung 58, zwei in Reihe geschaltete Widerstände 59 und einen gepolten Kondensator 61 zur Glättung der gleichgerichteten Spannung auf. In alternativen Ausführungsformen können aber auch andere Gleichrichterschaltungen zur Anwendung kommen.The control device 24 is also connected to the DC voltage supply 54 via a supply line 58. In this exemplary embodiment of the invention, the direct voltage supply 54 converts a 230 V alternating voltage of the alternating current circuit 26 into a 3.3 V direct voltage for supplying the control device 24. Depending on the components used, however, other voltages can also be applied to the alternating current circuit 26 and / or to the control device 24. To convert the 230 V AC voltage into a DC voltage, the DC voltage supply 54 has a bridge rectifier circuit 58, two resistors 59 and connected in series a polarized capacitor 61 for smoothing the rectified voltage. In alternative embodiments, however, other rectifier circuits can also be used.

Die Relaisspule 14 wird über die Spannungsquelle 20 mit Spannung versorgt. Zur Übertragung eines Schaltsignals an die Relaisspule 14 ist die Steuereinrichtung 24 über einen Ausgang 60 mit der Relaisspule 14 signaltechnisch und/oder steuertechnisch verbunden. Zwischen der Steuereinrichtung 24 und der Relaisspule 14 ist eine Treiberstufe 62 angeordnet. Die Treiberstufe 62 weist eine Schalteinrichtung 18, die in der gezeigten Ausführungsform als NMOS-Transistor ausgestaltet ist, eine Treiberstufendiode 64 und einen internen Treiberstufenwiderstand 66 auf. Alternativ zum NMOS-Transistor kann aber auch ein PMOS-Transistor oder ein anderes geeignetes Bauelement verwendet werden. Die Treiberstufe 62 verstärkt das am Ausgang 60 ausgehende Signal so weit, dass der Wechselschalter 32 über die Relaisspule 14 geschaltet werden kann. Der Schaltzeitpunkt zu dem die Steuereinrichtung 24 das Schaltsignal zum Schalten des Wechselschalters 32 sendet, wird von der Steuereinrichtung 24 gespeichert. Ebenso wird von der Steuereinrichtung 24 der Zeitpunkt gespeichert, an dem ein digitaler Pegelwechsel der an dem Wechselkontakt 40 anliegenden Spannung am Eingang 46 detektiert wird. Die Differenz zwischen diesen beiden Zeitpunkten kann als Schaltdauer des elektromechanischen Relais 12 gespeichert werden.The relay coil 14 is supplied with voltage via the voltage source 20. In order to transmit a switching signal to the relay coil 14, the control device 24 is connected to the relay coil 14 via an output 60 for signaling and / or control purposes. A driver stage 62 is arranged between the control device 24 and the relay coil 14. The driver stage 62 has a switching device 18, which is designed as an NMOS transistor in the embodiment shown, a driver stage diode 64 and an internal driver stage resistor 66. As an alternative to the NMOS transistor, however, a PMOS transistor or another suitable component can also be used. The driver stage 62 amplifies the signal going out at the output 60 to such an extent that the changeover switch 32 can be switched via the relay coil 14. The switching time at which the control device 24 sends the switching signal for switching the changeover switch 32 is stored by the control device 24. The time at which a digital level change of the voltage applied to the changeover contact 40 is detected at the input 46 is also stored by the control device 24. The difference between these two times can be stored as the switching duration of the electromechanical relay 12.

Die in Zusammenhang mit der in Figur 1 dargestellten Ausführungsform der Erfindung genannten Optimierungen und Anwendungen lassen sich in gleicher Weise auch mit der in Figur 4 gezeigten Ausführungsform der Erfindung nutzen.The in connection with the in Figure 1 The optimization and applications mentioned in the embodiment of the invention shown in FIG Figure 4 Use shown embodiment of the invention.

Figur 5 zeigt eine exemplarische Darstellung des am Eingang 46 der Steuereinrichtung 24 der Schaltanordnung 10 gemäß Figur 4 anliegenden Spannung über den Zeitraum eines Schaltvorgangs, bei dem der Wechselschalter 32 von einer zweiten Position, einem Kontakt zwischen dem Mittelanschluss 36 mit dem zweiten Wechselkontakt 40, zu einer ersten Position, einem Kontakt zwischen dem Mittelanschluss 36 mit dem ersten Wechselkontakt 38, bewegt wird. Figure 5 shows an exemplary representation of the at the input 46 of the control device 24 of the switching arrangement 10 according to FIG Figure 4 applied voltage over the period of a switching process in which the changeover switch 32 is moved from a second position, a contact between the center connection 36 with the second changeover contact 40, to a first position, a contact between the center connection 36 with the first changeover contact 38.

Zum Zeitpunkt t = 0 ist der Mittelanschluss 36 mit dem zweiten Wechselkontakt 40 verbunden. Die am zweiten Wechselkontakt 40 und am Eingang 46 der Steuereinrichtung 24 anliegende Spannung ist U = 0.At the time t = 0, the center connection 36 is connected to the second changeover contact 40. The voltage applied to the second changeover contact 40 and to the input 46 of the control device 24 is U = 0.

Zum Ansteuerzeitpunkt t1 wird ein erstes Schaltsignal über die Treiberstufe 62 und die darin befindliche Schalteinrichtung 18 gesendet. Als Antwort auf das erste Schaltsignal wird die Relaisspule so angesteuert, dass der Wechselschalter 32 von der zweiten Position zu der ersten Position bewegt wird.At the control time t 1 , a first switching signal is sent via the driver stage 62 and the switching device 18 located therein. In response to the first switching signal, the relay coil is activated in such a way that the toggle switch 32 is moved from the second position to the first position.

Zu einem Schaltzeitpunkt t3 löst sich der Wechselschalter 32 von der zweiten Position, also von dem Kontakt zwischen dem Mittelanschluss 36 und dem zweiten Wechselkontakt 40. Sobald der Kontakt mit dem ersten Wechselkontakt 38 hergestellt ist, steigt die am Eingang 46 gemessene Spannung sprunghaft an, bis ein Maximalwert Umax erreicht ist. Der Schaltvorgang ist somit auch hier als digitaler Pegelwechsel erkennbar. Der Schaltzeitpunkt t3 kann beispielsweise einem Zeitpunkt entsprechen, an dem ein zuvor festgelegter Schwellwert überschritten wird.At a switching point in time t 3 , the changeover switch 32 is released from the second position, i.e. from the contact between the center connection 36 and the second changeover contact 40. As soon as contact with the first changeover contact 38 is established, the voltage measured at the input 46 rises abruptly, until a maximum value U max is reached. The switching process can thus also be recognized here as a digital level change. The switching point in time t 3 can correspond, for example, to a point in time at which a previously established threshold value is exceeded.

Die Schaltdauer Ta zum Schalten des Wechselschalters von der zweiten Position zur ersten Position lässt sich über Ta = t3-t1 bestimmen.The switching duration T a for switching the changeover switch from the second position to the first position can be determined via T a = t 3 -t 1 .

Figur 6 zeigt eine exemplarische Darstellung der am Eingang 46 der Steuereinrichtung 24 der Schaltanordnung gemäß Figur 4 anliegenden Spannung über den Zeitraum eines Schaltvorgangs, bei dem der Wechselschalter 32 von einer ersten Position zu einer zweiten Position geschaltet wird. Figure 6 shows an exemplary representation of the at input 46 of the control device 24 of the switching arrangement according to FIG Figure 4 applied voltage over the period of a switching process in which the changeover switch 32 is switched from a first position to a second position.

Zum Zeitpunkt t = 0 ist der Mittelanschluss 36 mit dem ersten Wechselkontakt 38 verbunden. Diese Schalterstellung wird als erste Position bezeichnet. Die am zweiten Wechselkontakt 40 und am Eingang 46 der Steuereinrichtung 24 anliegende Spannung U ist maximal (U = Umax)At the time t = 0, the center connection 36 is connected to the first changeover contact 38. This switch position is called the first position. The voltage U present at the second changeover contact 40 and at the input 46 of the control device 24 is maximum (U = U max )

Zum Ansteuerzeitpunkt t4 wird ein zweites Schaltsignal von der Steuereinrichtung 24 über die Treiberstufe 62 und die darin befindliche Schalteinrichtung 18 gesendet. Als Antwort auf das zweite Schaltsignal wird die Relaisspule 14 so angesteuert, dass der Wechselschalter 32 von der ersten Position, also in Verbindung mit dem ersten Wechselkontakt 38 zu einer zweiten Position, also in Verbindung mit dem zweiten Wechselkontakt 40 bewegt wird.At the trigger time t 4 , a second switching signal is sent from the control device 24 via the driver stage 62 and the switching device 18 located therein. In response to that With the second switching signal, the relay coil 14 is controlled in such a way that the changeover switch 32 is moved from the first position, that is, in connection with the first changeover contact 38, to a second position, that is, in connection with the second changeover contact 40.

Zu einem Schaltzeitpunkt t5 löst sich der Wechselschalter 32 von der ersten Position, ist also nicht mehr in Kontakt mit dem ersten Wechselkontakt 38. Hierdurch sinkt die Spannung U sprunghaft auf U = 0 ab. Der Schaltvorgang ist somit als digitaler Pegelwechsel erkennbar. Die Schaltdauer Tb zum Schalten des elektromechanischen Relais 12 lässt sich über Tb = t5-t4 bestimmen. Der Schaltzeitpunkt t5 kann beispielsweise einem Zeitpunkt entsprechen, an dem ein zuvor festgelegter Schwellwert unterschritten wird.At a switching point in time t 5 , the changeover switch 32 releases from the first position, that is to say is no longer in contact with the first changeover contact 38. As a result, the voltage U suddenly drops to U = 0. The switching process can thus be recognized as a digital level change. The switching duration T b for switching the electromechanical relay 12 can be determined via T b = t 5 -t 4 . The switching point in time t 5 can correspond, for example, to a point in time at which a previously defined threshold value is undershot.

Die in der vorstehenden Beschreibung, in den Zeichnungen sowie in den Ansprüchen offenbarten Merkmale der Erfindung können sowohl einzeln als auch in beliebigen Kombinationen für die Verwirklichung der Erfindung in ihren verschiedenen Ausführungsformen wesentlich sein.The features of the invention disclosed in the above description, in the drawings and in the claims can be essential both individually and in any combination for the implementation of the invention in its various embodiments.

BezugszeichenlisteList of reference symbols

1010
SchaltanordnungSwitching arrangement
1212th
elektromechanisches Relaiselectromechanical relay
1414th
RelaisspuleRelay coil
1616
RelaisschalterRelay switch
1818th
SchalteinrichtungSwitching device
2020th
SpannungsquelleVoltage source
2222nd
ErfassungseinrichtungDetection device
2424
SteuereinrichtungControl device
2626th
WechselstromkreisAC circuit
2828
WechselspannungsquelleAC voltage source
3030th
Lastload
3232
WechselschalterToggle switch
3636
MittelanschlussCenter connection
3838
erster Wechselkontaktfirst changeover contact
4040
zweiter Wechselkontaktsecond changeover contact
4242
SignalleitungSignal line
4444
SignalwiderstandSignal resistance
4545
Diodediode
4646
Einganginput
4848
Pullup-WiderstandPull-up resistor
5050
VersorgungsspannungSupply voltage
5252
zweiter Eingang der Steuereinrichtungsecond input of the control device
5353
Eingang der GleichspannungsversorgungDC power supply input
5454
GleichspannungsversorgungDC power supply
5656
BezugspotentialReference potential
5858
BrückengleichrichterschaltungBridge rectifier circuit
6060
Ausgangexit
6161
gepolter Kondensatorpolarized capacitor
6363
TreiberstufeDriver stage
6464
TreiberstufendiodeDriver stage diode
6666
interner Treiberstufenwiderstandinternal driver stage resistance
t1, t4t1, t4
AnsteuerzeitpunktControl time
t2t2
BewegungseinsetzzeitpunktStart of movement
t3, t5, t6t3, t5, t6
SchaltzeitpunktSwitching time
TaTa
Schaltdauer zum Schließen des elektromechanischen RelaisSwitching time for closing the electromechanical relay
TbTb
Schaltdauer zum Öffnen des elektromechanischen RelaisSwitching time for opening the electromechanical relay

Claims (15)

Schaltanordnung (10), umfassend: ein elektromechanisches Relais (12), das eine Relaisspule (14) und einen Relaisschalter (16) aufweist; eine Schalteinrichtung (18); eine mit der Relaisspule (14) verbundene Spannungsquelle (20), die zur Ansteuerung der Relaisspule (14) mittels der Schalteinrichtung (18) und einer durch die Spannungsquelle (20) bereitgestellten Spannung eingerichtet ist; eine mit der Relaisspule (14) verbundene Erfassungseinrichtung (22), die dazu eingerichtet ist, einen an dem elektromechanischen Relais (12) anliegenden elektrischen Signalverlauf zu erfassen; eine mit der Erfassungseinrichtung (22) und der Schalteinrichtung (18) verbundene Steuereinrichtung (24), die dazu eingerichtet ist, zu einem Ansteuerzeitpunkt ein Schaltsignal zur Ansteuerung der Relaisspule (14) an die Schalteinrichtung (18) zu senden und den von der Erfassungseinrichtung (22) erfassten elektrischen Signalverlauf zu empfangen und zu speichern; wobei die Steuereinrichtung (24) ferner dazu eingerichtet ist, einen empfangenen und/oder einen gespeicherten elektrischen Signalverlauf zur Ermittlung eines Schaltzeitpunkts, an dem der Relaisschalter (16) geschaltet wird, zu nutzen. Switching arrangement (10) comprising: an electromechanical relay (12) having a relay coil (14) and a relay switch (16); a switching device (18); a voltage source (20) connected to the relay coil (14) and set up to control the relay coil (14) by means of the switching device (18) and a voltage provided by the voltage source (20); a detection device (22) which is connected to the relay coil (14) and is set up to detect an electrical signal profile applied to the electromechanical relay (12); a control device (24) which is connected to the detection device (22) and the switching device (18) and which is set up to send a switching signal for controlling the relay coil (14) to the switching device (18) at a control time and to send the control device (18) from the detection device ( 22) receive and store captured electrical waveforms; whereby the control device (24) is also set up to use a received and / or a stored electrical signal curve to determine a switching point in time at which the relay switch (16) is switched. Schaltanordnung (10) nach Anspruch 1, wobei der an dem elektromechanischen Relais (12) anliegende elektrische Signalverlauf ein durch das elektromechanische Relais (12) fließender Stromverlauf ist; der durch das elektromechanische Relais (12) fließende Stromverlauf ein durch die Relaisspule (14) fließender Stromverlauf ist; und die Steuereinrichtung (24) ferner dazu eingerichtet ist, den Schaltzeitpunkt aus einem lokalen Extremum des empfangenen und/oder gespeicherten Stromverlaufs zu ermitteln. Switching arrangement (10) according to claim 1, wherein the electrical signal profile applied to the electromechanical relay (12) is a current profile flowing through the electromechanical relay (12); the current profile flowing through the electromechanical relay (12) is a current profile flowing through the relay coil (14); and the control device (24) is also set up to determine the switching time from a local extreme of the received and / or stored current curve. Schaltanordnung (10) nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Steuereinrichtung (24) ferner dazu eingerichtet ist, den zu dem empfangenen und/oder gespeicherten elektrischen Signalverlauf dazugehörigen Ansteuerzeitpunkt zu speichern und einen neuen Ansteuerzeitpunkt aus einer Differenz zwischen dem gespeicherten Ansteuerzeitpunkt und einem dazugehörigen ermittelten Schaltzeitpunkt zu bestimmen.Switching arrangement (10) according to claim 1 or 2, wherein the control device (24) is further set up to store the control time associated with the received and / or stored electrical signal curve and to determine a new control time from a difference between the stored control time and an associated one To determine the switching time. Schaltanordnung (10) nach Anspruch 1, wobei der Relaisschalter (16) einen Wechselschalter (32) mit ein oder mehreren Wechselkontakten umfasst; der an dem elektromechanischen Relais (12) anliegende Signalverlauf ein an einem der ein oder mehreren Wechselkontakte anliegender Spannungsverlauf ist; und die Steuereinrichtung (24) dazu eingerichtet ist, den Schaltzeitpunkt als einen Pegelwechsel des empfangenen oder gespeicherten Spannungsverlaufs zu ermitteln. Switching arrangement (10) according to claim 1, wherein the relay switch (16) comprises a changeover switch (32) with one or more changeover contacts; the signal profile applied to the electromechanical relay (12) is a voltage profile applied to one of the one or more changeover contacts; and the control device (24) is set up to determine the switching point in time as a level change in the received or stored voltage profile. Schaltanordnung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, ferner umfassend: einen Wechselstromkreis (26), der eine Wechselspannungsquelle (28) und eine Last (30) aufweist, wobei der Relaisschalter (16) zum Schalten des Wechselstromkreises (26) eingerichtet ist. Switching arrangement (10) according to one of the preceding claims, further comprising: an AC circuit (26) having an AC voltage source (28) and a load (30), wherein the relay switch (16) is set up for switching the AC circuit (26). Schaltanordnung (10) nach Anspruch 5, wobei die Steuereinrichtung (24) ferner dazu eingerichtet ist, einen Spannungsverlauf und/oder einen Stromverlaufs des Wechselstromkreises (26) zu bestimmen und den Schaltzeitpunkt des elektromechanischen Relais (12) in Abhängigkeit des Ansteuerzeitpunkts und des Spannungsverlaufs und/oder des Stromverlaufs des Wechselstromkreises zu bestimmen.Switching arrangement (10) according to claim 5, wherein the control device (24) is further set up to determine a voltage curve and / or a current curve of the AC circuit (26) and the switching time of the electromechanical relay (12) depending on the trigger time and the voltage curve and / or to determine the current flow of the AC circuit. Schaltanordnung (10) nach Anspruch 6, wobei die Steuereinrichtung (24) dazu eingerichtet ist,
mindestens einen Nulldurchgang des Spannungsverlaufs und/oder des Stromverlaufs des Wechselstromkreises zu bestimmen; und den Ansteuerzeitpunkt auf einen Wert festzusetzen, durch den der Schaltzeitpunkt des elektromechanischen Relais (12) mit einem Nulldurchgang des Spannungsverlaufs und/oder des Stromverlaufs des Wechselstromkreises zusammenfällt.
Switching arrangement (10) according to claim 6, wherein the control device (24) is set up to
determine at least one zero crossing of the voltage curve and / or the current curve of the AC circuit; and to set the control time to a value by which the switching time of the electromechanical relay (12) coincides with a zero crossing of the voltage profile and / or the current profile of the alternating current circuit.
Schaltanordnung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Steuereinrichtung (24) einen Mikrocontroller aufweist.Switching arrangement (10) according to one of the preceding claims, wherein the control device (24) has a microcontroller. Schaltanordnung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das elektromechanische Relais (12) eine Schaltzeit zwischen 1 ms und 50 ms aufweist.Switching arrangement (10) according to one of the preceding claims, wherein the electromechanical relay (12) has a switching time between 1 ms and 50 ms. Schaltanordnung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, ferner umfassend eine Temperaturmessvorrichtung, die dazu eingerichtet ist, eine aktuelle Temperatur zu messen und an die Steuereinrichtung (24) zu senden, wobei
die Steuereinrichtung (24) ferner dazu eingerichtet ist, die gemessene Temperatur zur Ermittlung eines Schaltzeitpunkts, an dem der Relaisschalter (16) geschaltet wird, zu nutzen.
Switching arrangement (10) according to one of the preceding claims, further comprising a temperature measuring device which is set up to measure a current temperature and to send it to the control device (24), wherein
the control device (24) is also set up to use the measured temperature to determine a switching time at which the relay switch (16) is switched.
Schaltanordnung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Steuereinrichtung (24) eine Lookup-Tabelle mit zeitlichen Korrekturwerten aufweist, und
die Steuereinrichtung (24) ferner dazu eingerichtet ist, die Lookup-Tabelle zur Ermittlung eines Schaltzeitpunkts, an dem der Relaisschalter (16) geschaltet wird, zu nutzen.
Switching arrangement (10) according to one of the preceding claims, wherein the control device (24) has a lookup table with temporal correction values, and
the control device (24) is also set up to use the lookup table to determine a switching time at which the relay switch (16) is switched.
Steckdose umfassend eine Schaltanordnung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche.Socket comprising a switching arrangement (10) according to one of the preceding claims. Verfahren zur Bestimmung eines Schaltzeitpunkts eines mit einer Spannungsquelle (20) und einer Schalteinrichtung (18) verbundenen elektromechanischen Relais (12), das eine Relaisspule (14) und einen Relaisschalter (16) aufweist und mit einer Erfassungseinrichtung (22) verbunden ist, umfassend die Schritte: Bereitstellen einer Spannungsversorgung; Senden eines Schaltsignals zur Ansteuerung der Relaisspule (14) an die Schalteinrichtung (18) zu einem Ansteuerzeitpunkt; Erfassen eines an dem elektromechanischen Relais (12) anliegenden elektrischen Signalverlauf mittels der Erfassungseinrichtung (22); Empfangen des elektrischen Signalverlaufs an einer Steuereinrichtung (24); Speichern des elektrischen Signalverlaufs; Ermitteln eines Schaltzeitpunkts, an dem der Relaisschalter (16) geschaltet wird, durch Nutzen eines empfangenen und/oder eines gespeicherten elektrischen Signalverlaufs. A method for determining a switching time of an electromechanical relay (12) which is connected to a voltage source (20) and a switching device (18), has a relay coil (14) and a relay switch (16) and is connected to a detection device (22), comprising the Steps: Providing a voltage supply; Sending a switching signal for controlling the relay coil (14) to the switching device (18) at a control time; Detection of an electrical signal curve applied to the electromechanical relay (12) by means of the detection device (22); Receiving the electrical signal waveform at a control device (24); Storing the electrical waveform; Determining a switching time at which the relay switch (16) is switched by using a received and / or a stored electrical signal curve. Verfahren nach Anspruch 13, wobei der an dem elektromechanischen Relais (12) anliegende elektrische Signalverlauf ein durch die Relaisspule (14) fließender Stromverlauf ist; und
wobei das Verfahren ferner den Schritt umfasst:
Ermitteln eines lokalen Extremums des empfangenen und/oder des gespeicherten Stromverlaufs.
The method according to claim 13, wherein the electrical signal profile applied to the electromechanical relay (12) is a current profile flowing through the relay coil (14); and
the method further comprising the step of:
Determination of a local extreme of the received and / or stored current curve.
Verfahren nach Anspruch 13 oder 14, wobei das Verfahren ferner die Schritte umfasst: Speichern des zu dem empfangenen und/oder gespeicherten elektrischen Signalverlauf dazugehörigen Ansteuerzeitpunkts; und Bestimmen eines neuen Ansteuerzeitpunkts aus einer Differenz zwischen dem gespeicherten Ansteuerzeitpunkt, und einem dazugehörigen ermittelten Schaltzeitpunkt. The method of claim 13 or 14, the method further comprising the steps of: Storing the actuation time associated with the received and / or stored electrical signal profile; and Determination of a new control time from a difference between the stored control time and a corresponding determined switching time.
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