接触器の動作状態の診断方法、および前記方法を実行する接触器
【課題】センサを必要とせずに接触器摩耗を診断する方法とそれを使用した接触器を提供する。
【解決手段】接触器は、電圧制御手段２０に作用するように設計された処理ユニット２と、少なくとも１つのアクチュエーティングコイル３と、前記アクチュエーティングコイル３の少なくとも１つの電気的特性の測定手段２４と、前記アクチュエーティングコイル３および前記測定手段２４と並列に接続された少なくとも１つのフリーホイールダイオードＤ１とを備える。前記アクチュエーティングコイル３の端子Ｌ１、Ｌ２のドロップアウト電圧を固定することを含むドロップアウト指示を送信し、前記アクチュエーティングコイル３の電気的特性をドロップアウト時間の間に測定し、前記測定から少なくとも１つの特定の値を復元し、前記特定の値を、前記接触器の特定の初期動作基準値と比較し、前記接触器の摩耗の状態を診断する。
【解決手段】接触器は、電圧制御手段２０に作用するように設計された処理ユニット２と、少なくとも１つのアクチュエーティングコイル３と、前記アクチュエーティングコイル３の少なくとも１つの電気的特性の測定手段２４と、前記アクチュエーティングコイル３および前記測定手段２４と並列に接続された少なくとも１つのフリーホイールダイオードＤ１とを備える。前記アクチュエーティングコイル３の端子Ｌ１、Ｌ２のドロップアウト電圧を固定することを含むドロップアウト指示を送信し、前記アクチュエーティングコイル３の電気的特性をドロップアウト時間の間に測定し、前記測定から少なくとも１つの特定の値を復元し、前記特定の値を、前記接触器の特定の初期動作基準値と比較し、前記接触器の摩耗の状態を診断する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電圧制御手段に作用するように設計された処理ユニット（processing unit）を備える接触器（contactor）の動作状態の診断（diagnose）方法に関する。接触器はさらに、少なくとも１つのアクチュエーティングコイル（actuating coil）と、前記少なくとも１つのアクチュエーティングコイルの少なくとも１つの電気的特性の測定手段と、前記少なくとも１つのアクチュエーティングコイルおよび測定手段と並列に接続された少なくとも１つのフリーホイールダイオード（free-wheel diode）とを備える。
【０００２】
また、本発明は、前記方法の実行（implementation）用の接触器に関する。前記接触器は、磁気ヨーク（magnetic yoke）および可動強磁性（movable ferromagnetic）コイルにより形成された磁気回路を有する電磁アクチュエータと、制御手段と、前記制御手段を介して第１および第２の電源端子（power supply terminal）に接続された少なくとも１つのアクチュエーティングコイルとを備える。処理ユニットが、電圧制御手段に作用するように設計されている。また、接触器は、前記アクチュエーティングコイルの電気的特性の測定手段を備える。少なくとも１つのフリーホイールダイオードが、前記少なくとも１つのアクチュエーティングコイルおよび測定手段と並列に接続されている。
【背景技術】
【０００３】
接触器の摩耗（wear）の状態を診断する方法は、しばしば、接触器の処理手段内で益々多く実行されることが望まれている。実際、接触器の寿命中に適切な保守をスケジューリングするためには、前記接触器の摩耗のレベルを知ることが非常に有用である。
【０００４】
そのため、いくつかの既存の特許は、診断方法について記述している。しかしながら、これらの方法の実行は一般に、製品の工業的使用にとってはしばしば法外な追加コストをもたらす。
【０００５】
ＵＳ６２２５８０７で参照される特許は、接触器の残りの寿命を推定する方法について説明している。この方法は、接触器の開位相（opening phase）に対するポールばね（pole spring）の効果の減少量を決定することで、接触器の摩耗を判断することを含んでいる。ばねの効果の減少量は、２つの正確な瞬間の間の経過時間の減少量と相関があり、この２つの正確な瞬間とは、
− 可動部分（movable part）の動きが開位相において始まる瞬間、
− 電力接触（power contact）の開き（opening）が起こる瞬間、
である。
【０００６】
第１の瞬間は、制御電圧の遮断（shutoff）時に生じるコイル過電圧（overvoltage）の特定により決定される。第２の瞬間は、接触器が開いているときに接触器の端子に現れる電圧により決定される。
【０００７】
この方法は、ポールのレベルの電圧と開きの際の過電圧の取得を行わなければならないという欠点を呈する。これらの取得は、追加の手段の実装を必要とし、これはコストが掛かることが確認できる。
【０００８】
別の特許（ＦＲ２８３４１２０）は、コイル電圧の測定と補助接触（auxiliary contact）の状態とからなされる接触クラッシュ（contact crushing）の変化の推定に基づき、寿命の終わりを診断する方法について説明している。この方法は、機械的な不具合（failure）（例えば、摩擦（friction）に関連するもの）による寿命の終わりを診断することはできない。この方法はさらに、電流（power current）の取得用の専用のセンサを必要とするという欠点を呈する。
【０００９】
最後に、知られた診断方法は、一般に、接触クラッシュとは関係がないが接触器の寿命の終わりを加速し得る２つの現象を考慮に入れていないため不完全である。これらの現象は、一方はパッドを突き出す（stick）頻度（frequency）および度合（intensity）であり、他方は、機械的な不具合である。パッドを突き出す頻度および度合は、一般に微細接合（microweld）と呼ばれる。機械的な不具合の意味するところは、運動機構の摩擦、摩耗、変形（deformation）などに関連する接触器の機能不全（malfunctioning）である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】米国特許第６２２５８０７号公報
【特許文献２】仏国特許第２８３４１２０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
よって、本発明の目的は、電力接触のレベルの電流センサも電圧センサも必要とせずに動作（特に接触器摩耗）を診断する方法を提供するように、先端技術（state of the technique）の欠点を改善することである。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明の方法は、
アクチュエーティングコイルの端子のドロップアウト電圧（drop-out voltage）と呼ばれる電圧を固定（fix）することを含むドロップアウト指示（drop-out order）を送信し、
前記アクチュエーティングコイルの電気的特性をドロップアウト時間の間に測定し、
この測定から少なくとも１つの特定の値（specific value）を復元（reconstitute）し、
前記少なくとも１つの特定の値を、接触器の特定の初期動作基準値と比較し、
初期基準値に対する前記少なくとも１つの特定の値の位置に応じて、接触器の摩耗の状態を診断することを含む。
【００１３】
本発明の発展モードによれば、ドロップアウト電圧は、フリーホイールダイオードにより固定され、アクチュエーティングコイルは、ドロップアウト時間の一部の間において“フリーホイール”モードにある。
【００１４】
有利には、アクチュエーティングコイルは、ドロップアウト時間のすべての間を通じて“フリーホイール”モードにある。
【００１５】
本発明の別の発展モードによれば、短絡手段（shunting means）が、アクチュエーティングコイルの端子のドロップアウト電圧を固定するようにツェナーダイオード（Zener diode）を制御（command）し、前記コイルは、ドロップアウト時間の一部の間において“ツェナー”モードにある。
【００１６】
好適には、アクチュエーティングコイルは、中間ドロップアウト時間（intermediate drop-out time）の間において“ツェナー”モードにあり、中間ドロップアウト時間は、総計ドロップアウト時間（total drop-out time）よりも短い。
【００１７】
本発明の方法の第１実施形態によれば、総計ドロップアウト時間の間に測定される前記アクチュエーティングコイルの前記電気的特性は、アクチュエーティングコイル内を流れる電流である。
【００１８】
好適には、診断方法は、
電流の変化曲線（variation curve）上の第１の極大（local maximum）に達する時間に対応する電流の変化の曲線プロット上の少なくとも１つの特定の値を決定し、
基準値に対する第１の極大の位置（positioning）に応じて、接触器の動作状態を診断することを含む。
【００１９】
有利には、この方法は、電流変化曲線上の第１の極大（Ｂ）のレベルに達した最大電流を決定することを含む。
【００２０】
本発明の方法の第２実施形態によれば、ドロップアウト時間の間に測定される前記アクチュエーティングコイルの前記電気的特性は、アクチュエーティングコイルの端子（terminals）の電圧である。
【００２１】
好適には、診断方法は、
電圧の変化曲線上の第１の極大に達する時間に対応する電圧の変化の曲線プロット上の少なくとも１つの特定の値を決定し、
基準値に対する第１の極大の位置に応じて、接触器の動作の状態を診断することを含む。
【００２２】
本発明の接触器の処理ユニットは、
電気的特性の測定から少なくとも１つの特定の値を復元し、
前記少なくとも１つの特定の値を、接触器の特定の初期動作基準値と比較し、
基準値に対する前記少なくとも１つの特定の値の位置に応じて、接触器の動作の状態を診断する手段を備える。
【００２３】
発展モードによれば、接触器は、アクチュエーティングコイルと直列に接続されたツェナーダイオードを備える。
【００２４】
特定の発展モードによれば、ツェナーダイオードは、アクチュエーティングコイルおよび電流の測定手段と直列に接続されており、短絡手段が、この短絡手段が閉位置（closed position）にあるときにツェナーダイオードを短絡するように、前記ダイオードと並列に接続されている。
【００２５】
有利には、アクチュエータの磁気回路は、永久磁石（permanent magnet）を備える。
【００２６】
その他の利点および特徴は、もっぱら非制限的な例の目的で与えられ且つ添付の図面に表された、本発明の特定の実施形態についての以下の説明からより明確に明らかになる。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】本発明の実施形態による診断方法の実行に適した制御および調整回路の機能的な配線図を表す。
【図２】本発明の実施形態による診断方法の実行に適した制御および調整回路の機能的な配線図を表す。
【図３】本発明の実施形態による診断方法の実行に適した制御および調整回路の機能的な配線図を表す。
【図４Ａ】図１の制御回路を使用した本発明の第１実施形態による摩耗の診断方法の間に測定されたドロップアウト電流の変化の曲線プロットを表す。
【図４Ｂ】図２の制御回路を使用した本発明の第１実施形態による摩耗の診断方法の間に測定されたドロップアウト電流の変化の曲線プロットを表す。
【図５】新しい接触器（new contactor）および摩耗した接触器（worn contactor）についてのドロップアウト電流の理論上の変化の曲線に対応する基準値をそれぞれ表す。
【図６】様々な動作状態にある接触器の摩耗の診断方法の間に測定された電流の変化の曲線プロットを表す。
【図７】様々な動作状態にある接触器の変形例（variant）の摩耗の診断方法の間に測定された電流の変化の曲線プロットを表す。
【図８】本発明の実施形態による接触器アクチュエータの配線図を表す。
【図９】本発明の別の実施形態による接触器アクチュエータの配線図を表す。
【図１０】図１の制御回路を使用した本発明の第２実施形態による摩耗の診断方法の間に測定された電圧の変化の曲線プロットを表す。
【図１１】図２の制御回路を使用した本発明の第２実施形態による摩耗の診断方法の間に測定された電圧の変化の曲線プロットを表す。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２８】
本発明による接触器の動作状態の診断方法は、詳細には、磁気ヨーク４および強磁性可動部分５により形成された磁気回路を備える電磁アクチュエータを有する接触器用に設計されている（図８）。この可動部分の動きは、コイル電圧制御手段２０を介して第１および第２の電源端子（supply terminal）Ｂ１、Ｂ２に接続された少なくとも１つのアクチュエーティングコイル３により制御（command）される。処理ユニット２は、（詳細には、ＭＯＳまたはＩＧＢＴトランジスタのような）コイル電圧制御手段２０に作用するように設計されている。
【００２９】
この接触器の動作状態の診断方法は、３つの連続したステップを含んでいる。
【００３０】
第１のステップは、接触器の開指示（opening order）の検出に従ってアクチュエーティングコイル３を制御して、一方で、磁気力を低減し且つアクチュエータの可動部分５の動きを可能にするよう接触器内に蓄積された電気エネルギーを除去し、他方で、アクチュエータの可動部分５の動きを表す信号を生成する、ことを含む。前記信号は、コイルの電気的特性Ｋに比例する。制御手段２０は、アクチュエーティングコイル３の端子Ｌ１、Ｌ２のドロップアウト電圧と呼ばれる電圧を固定することを含むドロップアウト指示を送信する。
【００３１】
第２のステップは、ドロップアウト位相（drop-out phase）の間に、この信号上の複数の特定の値の取得を行うことを含む。これら特定の値は、可動部分５の動きの速さと相関がある。
【００３２】
本発明の第１実施形態によれば、総計ドロップアウト時間Ｔａの間に測定される前記アクチュエーティングコイル３の電気的特性Ｋは、アクチュエーティングコイル３内を流れる電流Ｉである。その後、診断方法の第２のステップは、アクチュエーティングコイル３内を流れる電流信号Ｉ上の複数の特定の値を決定することを含む。
【００３３】
本発明の第２実施形態によれば、総計ドロップアウト時間Ｔａの間に測定される前記アクチュエーティングコイル３の電気的特性Ｋは、アクチュエーティングコイルの端子の電圧Ｕである。その後、診断方法の第２のステップは、アクチュエーティングコイル３の端子の電圧信号Ｕ上の複数の特定の値（例えば、設定時間（set time）における電圧値など）を決定することを含む。
【００３４】
第３のステップは、接触器の動作状態（詳細には、その摩耗のレベル）を決定することを可能とするこれら特定の値の処理を含む。
【００３５】
本発明の第１実施形態によれば、本方法の過程で測定される電気的特性Ｋが制御コイル内を流れる電流である場合には、接触器は、アクチュエーティングコイル３内を流れる電流２４の測定手段２４を備えている（図１）。前記手段は、アクチュエーティングコイル３と直列に接続された抵抗分路（resistive shunt）を備えることができる。最後に、フリーホイールダイオードＤ１は、前記少なくとも１つのアクチュエーティングコイル３および電流Ｉの測定手段２４により形成されたアセンブリと並列に接続されている。
【００３６】
第１実施形態による診断方法の第１のステップでは、制御手段２０は、アクチュエーティングコイル３の端子Ｌ１、Ｌ２のドロップアウト電圧と呼ばれる電圧を固定することを含むドロップアウト指示を送信する。図４Ａに示すように、ドロップアウト電圧は、フリーホイールダイオードＤ１により固定される。コイルはその後、ドロップアウト時間Ｔａの間において“フリーホイール”モードにある。コイル内で生じる電流は、アクチュエータの可動部分５の動きの速さを表す。
【００３７】
代替的な実施形態によれば、ツェナーダイオードＤｚが、有利には、アクチュエーティングコイル３と直列に接続され得る。図２によれば、ツェナーダイオードＤｚは、好適には、アクチュエーティングコイル３および電流Ｉの測定手段２４と直列に挿入される。前記ダイオードに並列に接続された短絡手段２１は、短絡手段２１が閉位置にあるときに前記ツェナーダイオードを短絡するように設計されている。図４Ｂに示す診断方法の第１のステップでは、制御手段２０は、アクチュエーティングコイル３の端子Ｌ１、Ｌ２のドロップアウト電圧と呼ばれる電圧を固定するドロップアウト指示を送信する。“短絡”手段２１は開位置（open position）にあり、ドロップアウト電圧は“ツェナー”ダイオードＤｚにより固定される。コイルはその後“ツェナー”モードとなる。“ツェナー”ダイオードＤｚにより固定されたドロップアウト電圧は、総計ドロップアウト時間Ｔａを通じて、またはドロップアウト時間の一部の間のみにおいて印加され得る。例えば、図４Ｂに示すように、制御手段２０は、中間ドロップアウト時間Ｔ１の間においてアクチュエーティングコイル３を“ツェナー”モードに置き、その後、測定期間Ｔ２の間において前記コイルを“フリーホイール”モードに置く。このように、ドロップアウト時間のすべてまたは一部の間においてコイルを“ツェナー”モードに置くことは、接触器の開時間（opening time）を短縮することを可能とする。ドロップアウト時間Ｔａのすべての間においてコイルを“ツェナー”モードに置くことは、接触器の開時間の最大限の短縮をもたらす。
【００３８】
示していない代替的な実施形態によれば、制御手段２０は、中間ドロップアウト時間の間においてアクチュエーティングコイル３を“フリーホイール”モードに置き、その後、前記コイルを“ツェナー”モードに置く。
【００３９】
この第１実施形態による診断方法の第２のステップは、アクチュエーティングコイル３内を流れるドロップアウト電流Ｉの変化曲線Ｓｉの１つ以上の特定の値を決定することを含んでいる。
【００４０】
これらの１つまたは複数の特定の値は、例えば、
− 設定時間に測定された１つ以上の電流値、または
− 設定時間域にわたって測定された電流値の積分（integration）、または
− 最大（maximum）または最小（minimum）となり得る極（extremum）に関し、１つ以上の極値（local extremum value）、
から決定可能である。
【００４１】
図４Ａ、図４Ｂに観察されるように、いくつか極点（local extremum point）Ａ、Ｂが電流変化曲線Ｓｉ上に観察できる。特に、第１の極大Ｂは、アクチュエータの可動部分５の動き位相（movement phase）内のコイル電流により達した最大電流Ｉｍａｘを決定（fix）する。また、この第１の極大Ｂは、制御手段２０により送信されたコマンドと前記最大電流Ｉｍａｘの発生とを分離する最大時間Ｔｉｍａｘを定める（define）ことを可能とする。第１の極小Ａは、アクチュエータコア５の動き始めにほぼ対応している。図６に示すように、第１の太線の曲線Ｓｉ１は、新しいアクチュエータの変化曲線に相当する。第２の破線の曲線Ｓｉ２は、摩耗したアクチュエータの変化曲線に相当する。
【００４２】
図９に示すように、少なくとも１つの磁石を統合（integrate）したアクチュエータの特定の実施形態では、第２の極大Ｃが電流変化曲線Ｓｉ上に観測できる（図７）。第１および第２の極大Ｂ、Ｃは、アクチュエータの可動部分５の動き位相内のコイル電流により達した最大電流Ｉｍａｘ１、Ｉｍａｘ２を決定する。その結果、前記極大Ｂ、Ｃは、制御手段２０からのコマンドと前記最大電流ＩｍａｘおよびＩｍａｘ２とを分離する最大時間Ｔｉｍａｘ１、Ｔｉｍａｘ２を定めることを可能とする。その後、これらの特定の値は、アクチュエータの動きの速さを示す。図７に示すように、第１の太線の曲線Ｓｉ１は、新しい接触器の変化曲線に相当する。第２の破線の曲線Ｓｉ２は、摩耗した接触器の変化曲線に相当する。
【００４３】
有利な方法では、観測される特定の最大電流値は、この外部パラメータに関連する測定バイアスを防ぐように、且つこれらの特定の値の使用をより精密にすることを可能として、温度補償することが可能である。
【００４４】
この第１実施形態による診断方法の第３のステップは、特定の値を使用して、これにより動作の状態を決定することを可能とすることを含んでいる。
【００４５】
最小および最大基準値は、好適には、工業的ばらつき（industrial dispersion）を考慮に入れて各接触器について定められる。これらの基準値は、各特定の値について、一方では、耐久性（tolerancing）に由来する新しい基準値の限界（limit）を用いて新しい状態閾値を決定することを可能とし、他方では、耐久性に由来する摩耗した基準値の限界を用いて摩耗した状態閾値を決定することを可能とする。図５に示す例の実施形態のように、新しい接触器のドロップアウト位相の間の電流の変化曲線を表す第１の基準値Ｇ１は、新しい状態の閾値の値ＩａｍａｘおよびＴａｍａｘを決定することを可能とする。摩耗した接触器のドロップアウト位相の間の電流の変化曲線を表す第２の基準値Ｇ２は、摩耗した状態の閾値の値ＩｂｍａｘおよびＴｂｍａｘを決定することを可能とする。最大ばらつきは、好適には、各接触器の基準値により、各特定の値について、その工業的ばらつきを考慮に入れて定められる。その後、これらの基準値は、接触器の様々な構成要素（constituent）の自然変化（natural variation）に対応する最大ばらつきを、各特定の値について決定することを可能とする。図５に示す例の実施形態のように、新しい接触器のドロップアウト位相の間の電流の変化曲線を表す基準値Ｇ１は、特定の値ＩｍａｘのばらつきＤｍａｘを定めることを可能とする。
【００４６】
さらに、特定の値の使用を、測定を妨げ得るパラメータに対する敏感性がより少ないものとするため、有利には、先行する連続した動作（previous consecutive operations）の設定数（set number）に記録された複数の特定の値の変動平均（sliding average）を求める（make）ことができる。その結果、先行する連続した動作の設定数に記録され且つ平均化された各特定の値は、その後、基準値により定められた閾値の値と比較される。新しい閾値および摩耗した閾値の値に対する特定の値の位置は、動作の状態についての情報を与える。その後、先行する連続した動作の設定数に記録された各特定の値について、先行する動作に記録された最大値と最小値との間の差に対応するその変動範囲（sliding range）を計算することができる。異常な動作状態は、変動範囲が、各特定の値について、基準値により定められた最大ばらつきよりも大きい場合に診断される。
【００４７】
本発明の第２実施形態によれば、本方法の過程で測定される電気的特性Ｋが制御コイルの端子の電圧Ｕである場合には、接触器は、接触器の動作位相の間におけるアクチュエーティングコイル３の電圧の測定手段２５を備えている（図２）。
【００４８】
電圧の変化を制限しないよう十分に高い値のツェナーダイオードＤｚが、アクチュエーティングコイル３と直列に接続されており、前記ツェナーダイオードは、短絡手段２１により短絡することができる。“短絡”手段２１は開位置にあり、ドロップアウト電圧は“ツェナー”ダイオードＤｚにより固定される。コイルはその後“ツェナー”モードとなる。最後に、フリーホイールダイオードＤ１が、前記少なくとも１つのアクチュエーティングコイル３およびツェナーダイオードＤｚにより形成されたアセンブリと並列に接続されており、それ自身が短絡手段２１と並列に接続されている。有利な方法では、図２に示すように、コイル電圧の測定手段２５は、コイルの第１の端子Ｌ２の電位を測定することにより実現可能であり、この電位は、処理ユニット２の入力電圧範囲に調整されるように、抵抗分割ブリッジ（resistive divider bridge）を介して処理ユニット２に伝送（transmit）することができる。この実施形態の接触器の開位相およびこの実施形態のレイアウトでは、コイルの第２の端子Ｌ１で測定される電位は、回路のグラウンドＢ２に対応し、知られたダイオード電圧降下（diode voltage drop）を与える（give）又は得る（take）。その結果、コイル電圧は、コイルの第２の端子Ｌ１の電位に対応し、ダイオード電圧降下を与える又は得る。これは、その取得を非常に簡単なものとする。
【００４９】
この第２実施形態の診断方法の第１のステップでは、制御手段２０は、アクチュエーティングコイル３の端子のドロップアウト電圧と呼ばれる電圧を固定するドロップアウト指示を送信する。“遮断”手段２１は開位置にあり、ドロップアウト電圧は“ツェナー”ダイオードＤｚにより固定される。コイルはその後“ツェナー”モードとなる。“ツェナー”ダイオードＤｚにより固定されるドロップアウト電圧は、ドロップアウト時間Ｔａを通じて印加される。測定手段２５により測定される電圧は、アクチュエータの可動部分５の動きの速さを表す。第２実施形態は、動作状態の診断に使用可能な信号を得ることを可能にすると同時に、接触器の開時間の最大限の短縮をもたらすという利点を有する。
【００５０】
この第２実施形態の診断方法の第２のステップは、アクチュエーティングコイル３の端子の電圧変化の曲線上の１つ以上の特定の値を決定することを含んでいる。これらの１つまたは複数の特定の値は、例えば、
− 設定時間に測定された１つ以上の電圧値、または
− 設定時間域にわたって測定された電圧値の積分、または
− 最大または最小となり得る極に関し、１つ以上の極値、
から決定可能である。
【００５１】
コイル電圧を使用する利点は、コイル電流の使用とは反対に、この信号が温度とは無関係であることであり、これは、この外部パラメータによる測定バイアスを最小化する。
【００５２】
特定の実施形態によれば、この第１実施形態による診断方法の第２のステップは、アクチュエーティングコイル３の端子のドロップアウト電圧Ｕの変化曲線Ｓｕ上の１つ以上の特定の値を決定することを含んでいる。図１０に観察されるように、いくつかの極点Ａ’、Ｂ’が電圧変化曲線Ｓｕ上に観察できる。特に、第１の極小Ｂ’は、制御手段２０により送信されたコマンドと前記極小Ｂ’の発生とを分離する最大時間を定めることを可能とする。第１の極大Ａ’は、アクチュエータコア５の動き始めにほぼ対応している。図１０に示すように、第１の太線の曲線プロットＳｕ１は、新しいアクチュエータの変化曲線に相当する。第２の破線の曲線プロットＳｕ２は、摩耗したアクチュエータの変化曲線に相当する。
【００５３】
図９に示すように、少なくとも１つの磁石を統合した接触器アクチュエータの特定の実施形態では、第２の極小Ｃ’が電圧変化曲線Ｓｕ上に観測できる（図１１）。第１および第２の極小Ｂ’、Ｃ’は、アクチュエータの可動部分５の動き位相内におけるコイルの端子の最小電圧を決定する。その後、これらの特定の値は、アクチュエータの動きの速さを示す。図１１に示すように、第１の太線の曲線プロットＳｕ１は、新しい接触器の電圧の変化曲線に相当する。第２の破線の曲線プロットＳｕ２は、摩耗した接触器の変化曲線に相当する。
【００５４】
この第２実施形態による診断方法の第３のステップは、特定の値を使用して、これにより動作の状態を決定することを可能とすることを含んでいる。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電圧制御手段に作用するように設計された処理ユニット（processing unit）を備える接触器（contactor）の動作状態の診断（diagnose）方法に関する。接触器はさらに、少なくとも１つのアクチュエーティングコイル（actuating coil）と、前記少なくとも１つのアクチュエーティングコイルの少なくとも１つの電気的特性の測定手段と、前記少なくとも１つのアクチュエーティングコイルおよび測定手段と並列に接続された少なくとも１つのフリーホイールダイオード（free-wheel diode）とを備える。
【０００２】
また、本発明は、前記方法の実行（implementation）用の接触器に関する。前記接触器は、磁気ヨーク（magnetic yoke）および可動強磁性（movable ferromagnetic）コイルにより形成された磁気回路を有する電磁アクチュエータと、制御手段と、前記制御手段を介して第１および第２の電源端子（power supply terminal）に接続された少なくとも１つのアクチュエーティングコイルとを備える。処理ユニットが、電圧制御手段に作用するように設計されている。また、接触器は、前記アクチュエーティングコイルの電気的特性の測定手段を備える。少なくとも１つのフリーホイールダイオードが、前記少なくとも１つのアクチュエーティングコイルおよび測定手段と並列に接続されている。
【背景技術】
【０００３】
接触器の摩耗（wear）の状態を診断する方法は、しばしば、接触器の処理手段内で益々多く実行されることが望まれている。実際、接触器の寿命中に適切な保守をスケジューリングするためには、前記接触器の摩耗のレベルを知ることが非常に有用である。
【０００４】
そのため、いくつかの既存の特許は、診断方法について記述している。しかしながら、これらの方法の実行は一般に、製品の工業的使用にとってはしばしば法外な追加コストをもたらす。
【０００５】
ＵＳ６２２５８０７で参照される特許は、接触器の残りの寿命を推定する方法について説明している。この方法は、接触器の開位相（opening phase）に対するポールばね（pole spring）の効果の減少量を決定することで、接触器の摩耗を判断することを含んでいる。ばねの効果の減少量は、２つの正確な瞬間の間の経過時間の減少量と相関があり、この２つの正確な瞬間とは、
− 可動部分（movable part）の動きが開位相において始まる瞬間、
− 電力接触（power contact）の開き（opening）が起こる瞬間、
である。
【０００６】
第１の瞬間は、制御電圧の遮断（shutoff）時に生じるコイル過電圧（overvoltage）の特定により決定される。第２の瞬間は、接触器が開いているときに接触器の端子に現れる電圧により決定される。
【０００７】
この方法は、ポールのレベルの電圧と開きの際の過電圧の取得を行わなければならないという欠点を呈する。これらの取得は、追加の手段の実装を必要とし、これはコストが掛かることが確認できる。
【０００８】
別の特許（ＦＲ２８３４１２０）は、コイル電圧の測定と補助接触（auxiliary contact）の状態とからなされる接触クラッシュ（contact crushing）の変化の推定に基づき、寿命の終わりを診断する方法について説明している。この方法は、機械的な不具合（failure）（例えば、摩擦（friction）に関連するもの）による寿命の終わりを診断することはできない。この方法はさらに、電流（power current）の取得用の専用のセンサを必要とするという欠点を呈する。
【０００９】
最後に、知られた診断方法は、一般に、接触クラッシュとは関係がないが接触器の寿命の終わりを加速し得る２つの現象を考慮に入れていないため不完全である。これらの現象は、一方はパッドを突き出す（stick）頻度（frequency）および度合（intensity）であり、他方は、機械的な不具合である。パッドを突き出す頻度および度合は、一般に微細接合（microweld）と呼ばれる。機械的な不具合の意味するところは、運動機構の摩擦、摩耗、変形（deformation）などに関連する接触器の機能不全（malfunctioning）である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】米国特許第６２２５８０７号公報
【特許文献２】仏国特許第２８３４１２０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
よって、本発明の目的は、電力接触のレベルの電流センサも電圧センサも必要とせずに動作（特に接触器摩耗）を診断する方法を提供するように、先端技術（state of the technique）の欠点を改善することである。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明の方法は、
アクチュエーティングコイルの端子のドロップアウト電圧（drop-out voltage）と呼ばれる電圧を固定（fix）することを含むドロップアウト指示（drop-out order）を送信し、
前記アクチュエーティングコイルの電気的特性をドロップアウト時間の間に測定し、
この測定から少なくとも１つの特定の値（specific value）を復元（reconstitute）し、
前記少なくとも１つの特定の値を、接触器の特定の初期動作基準値と比較し、
初期基準値に対する前記少なくとも１つの特定の値の位置に応じて、接触器の摩耗の状態を診断することを含む。
【００１３】
本発明の発展モードによれば、ドロップアウト電圧は、フリーホイールダイオードにより固定され、アクチュエーティングコイルは、ドロップアウト時間の一部の間において“フリーホイール”モードにある。
【００１４】
有利には、アクチュエーティングコイルは、ドロップアウト時間のすべての間を通じて“フリーホイール”モードにある。
【００１５】
本発明の別の発展モードによれば、短絡手段（shunting means）が、アクチュエーティングコイルの端子のドロップアウト電圧を固定するようにツェナーダイオード（Zener diode）を制御（command）し、前記コイルは、ドロップアウト時間の一部の間において“ツェナー”モードにある。
【００１６】
好適には、アクチュエーティングコイルは、中間ドロップアウト時間（intermediate drop-out time）の間において“ツェナー”モードにあり、中間ドロップアウト時間は、総計ドロップアウト時間（total drop-out time）よりも短い。
【００１７】
本発明の方法の第１実施形態によれば、総計ドロップアウト時間の間に測定される前記アクチュエーティングコイルの前記電気的特性は、アクチュエーティングコイル内を流れる電流である。
【００１８】
好適には、診断方法は、
電流の変化曲線（variation curve）上の第１の極大（local maximum）に達する時間に対応する電流の変化の曲線プロット上の少なくとも１つの特定の値を決定し、
基準値に対する第１の極大の位置（positioning）に応じて、接触器の動作状態を診断することを含む。
【００１９】
有利には、この方法は、電流変化曲線上の第１の極大（Ｂ）のレベルに達した最大電流を決定することを含む。
【００２０】
本発明の方法の第２実施形態によれば、ドロップアウト時間の間に測定される前記アクチュエーティングコイルの前記電気的特性は、アクチュエーティングコイルの端子（terminals）の電圧である。
【００２１】
好適には、診断方法は、
電圧の変化曲線上の第１の極大に達する時間に対応する電圧の変化の曲線プロット上の少なくとも１つの特定の値を決定し、
基準値に対する第１の極大の位置に応じて、接触器の動作の状態を診断することを含む。
【００２２】
本発明の接触器の処理ユニットは、
電気的特性の測定から少なくとも１つの特定の値を復元し、
前記少なくとも１つの特定の値を、接触器の特定の初期動作基準値と比較し、
基準値に対する前記少なくとも１つの特定の値の位置に応じて、接触器の動作の状態を診断する手段を備える。
【００２３】
発展モードによれば、接触器は、アクチュエーティングコイルと直列に接続されたツェナーダイオードを備える。
【００２４】
特定の発展モードによれば、ツェナーダイオードは、アクチュエーティングコイルおよび電流の測定手段と直列に接続されており、短絡手段が、この短絡手段が閉位置（closed position）にあるときにツェナーダイオードを短絡するように、前記ダイオードと並列に接続されている。
【００２５】
有利には、アクチュエータの磁気回路は、永久磁石（permanent magnet）を備える。
【００２６】
その他の利点および特徴は、もっぱら非制限的な例の目的で与えられ且つ添付の図面に表された、本発明の特定の実施形態についての以下の説明からより明確に明らかになる。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】本発明の実施形態による診断方法の実行に適した制御および調整回路の機能的な配線図を表す。
【図２】本発明の実施形態による診断方法の実行に適した制御および調整回路の機能的な配線図を表す。
【図３】本発明の実施形態による診断方法の実行に適した制御および調整回路の機能的な配線図を表す。
【図４Ａ】図１の制御回路を使用した本発明の第１実施形態による摩耗の診断方法の間に測定されたドロップアウト電流の変化の曲線プロットを表す。
【図４Ｂ】図２の制御回路を使用した本発明の第１実施形態による摩耗の診断方法の間に測定されたドロップアウト電流の変化の曲線プロットを表す。
【図５】新しい接触器（new contactor）および摩耗した接触器（worn contactor）についてのドロップアウト電流の理論上の変化の曲線に対応する基準値をそれぞれ表す。
【図６】様々な動作状態にある接触器の摩耗の診断方法の間に測定された電流の変化の曲線プロットを表す。
【図７】様々な動作状態にある接触器の変形例（variant）の摩耗の診断方法の間に測定された電流の変化の曲線プロットを表す。
【図８】本発明の実施形態による接触器アクチュエータの配線図を表す。
【図９】本発明の別の実施形態による接触器アクチュエータの配線図を表す。
【図１０】図１の制御回路を使用した本発明の第２実施形態による摩耗の診断方法の間に測定された電圧の変化の曲線プロットを表す。
【図１１】図２の制御回路を使用した本発明の第２実施形態による摩耗の診断方法の間に測定された電圧の変化の曲線プロットを表す。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２８】
本発明による接触器の動作状態の診断方法は、詳細には、磁気ヨーク４および強磁性可動部分５により形成された磁気回路を備える電磁アクチュエータを有する接触器用に設計されている（図８）。この可動部分の動きは、コイル電圧制御手段２０を介して第１および第２の電源端子（supply terminal）Ｂ１、Ｂ２に接続された少なくとも１つのアクチュエーティングコイル３により制御（command）される。処理ユニット２は、（詳細には、ＭＯＳまたはＩＧＢＴトランジスタのような）コイル電圧制御手段２０に作用するように設計されている。
【００２９】
この接触器の動作状態の診断方法は、３つの連続したステップを含んでいる。
【００３０】
第１のステップは、接触器の開指示（opening order）の検出に従ってアクチュエーティングコイル３を制御して、一方で、磁気力を低減し且つアクチュエータの可動部分５の動きを可能にするよう接触器内に蓄積された電気エネルギーを除去し、他方で、アクチュエータの可動部分５の動きを表す信号を生成する、ことを含む。前記信号は、コイルの電気的特性Ｋに比例する。制御手段２０は、アクチュエーティングコイル３の端子Ｌ１、Ｌ２のドロップアウト電圧と呼ばれる電圧を固定することを含むドロップアウト指示を送信する。
【００３１】
第２のステップは、ドロップアウト位相（drop-out phase）の間に、この信号上の複数の特定の値の取得を行うことを含む。これら特定の値は、可動部分５の動きの速さと相関がある。
【００３２】
本発明の第１実施形態によれば、総計ドロップアウト時間Ｔａの間に測定される前記アクチュエーティングコイル３の電気的特性Ｋは、アクチュエーティングコイル３内を流れる電流Ｉである。その後、診断方法の第２のステップは、アクチュエーティングコイル３内を流れる電流信号Ｉ上の複数の特定の値を決定することを含む。
【００３３】
本発明の第２実施形態によれば、総計ドロップアウト時間Ｔａの間に測定される前記アクチュエーティングコイル３の電気的特性Ｋは、アクチュエーティングコイルの端子の電圧Ｕである。その後、診断方法の第２のステップは、アクチュエーティングコイル３の端子の電圧信号Ｕ上の複数の特定の値（例えば、設定時間（set time）における電圧値など）を決定することを含む。
【００３４】
第３のステップは、接触器の動作状態（詳細には、その摩耗のレベル）を決定することを可能とするこれら特定の値の処理を含む。
【００３５】
本発明の第１実施形態によれば、本方法の過程で測定される電気的特性Ｋが制御コイル内を流れる電流である場合には、接触器は、アクチュエーティングコイル３内を流れる電流２４の測定手段２４を備えている（図１）。前記手段は、アクチュエーティングコイル３と直列に接続された抵抗分路（resistive shunt）を備えることができる。最後に、フリーホイールダイオードＤ１は、前記少なくとも１つのアクチュエーティングコイル３および電流Ｉの測定手段２４により形成されたアセンブリと並列に接続されている。
【００３６】
第１実施形態による診断方法の第１のステップでは、制御手段２０は、アクチュエーティングコイル３の端子Ｌ１、Ｌ２のドロップアウト電圧と呼ばれる電圧を固定することを含むドロップアウト指示を送信する。図４Ａに示すように、ドロップアウト電圧は、フリーホイールダイオードＤ１により固定される。コイルはその後、ドロップアウト時間Ｔａの間において“フリーホイール”モードにある。コイル内で生じる電流は、アクチュエータの可動部分５の動きの速さを表す。
【００３７】
代替的な実施形態によれば、ツェナーダイオードＤｚが、有利には、アクチュエーティングコイル３と直列に接続され得る。図２によれば、ツェナーダイオードＤｚは、好適には、アクチュエーティングコイル３および電流Ｉの測定手段２４と直列に挿入される。前記ダイオードに並列に接続された短絡手段２１は、短絡手段２１が閉位置にあるときに前記ツェナーダイオードを短絡するように設計されている。図４Ｂに示す診断方法の第１のステップでは、制御手段２０は、アクチュエーティングコイル３の端子Ｌ１、Ｌ２のドロップアウト電圧と呼ばれる電圧を固定するドロップアウト指示を送信する。“短絡”手段２１は開位置（open position）にあり、ドロップアウト電圧は“ツェナー”ダイオードＤｚにより固定される。コイルはその後“ツェナー”モードとなる。“ツェナー”ダイオードＤｚにより固定されたドロップアウト電圧は、総計ドロップアウト時間Ｔａを通じて、またはドロップアウト時間の一部の間のみにおいて印加され得る。例えば、図４Ｂに示すように、制御手段２０は、中間ドロップアウト時間Ｔ１の間においてアクチュエーティングコイル３を“ツェナー”モードに置き、その後、測定期間Ｔ２の間において前記コイルを“フリーホイール”モードに置く。このように、ドロップアウト時間のすべてまたは一部の間においてコイルを“ツェナー”モードに置くことは、接触器の開時間（opening time）を短縮することを可能とする。ドロップアウト時間Ｔａのすべての間においてコイルを“ツェナー”モードに置くことは、接触器の開時間の最大限の短縮をもたらす。
【００３８】
示していない代替的な実施形態によれば、制御手段２０は、中間ドロップアウト時間の間においてアクチュエーティングコイル３を“フリーホイール”モードに置き、その後、前記コイルを“ツェナー”モードに置く。
【００３９】
この第１実施形態による診断方法の第２のステップは、アクチュエーティングコイル３内を流れるドロップアウト電流Ｉの変化曲線Ｓｉの１つ以上の特定の値を決定することを含んでいる。
【００４０】
これらの１つまたは複数の特定の値は、例えば、
− 設定時間に測定された１つ以上の電流値、または
− 設定時間域にわたって測定された電流値の積分（integration）、または
− 最大（maximum）または最小（minimum）となり得る極（extremum）に関し、１つ以上の極値（local extremum value）、
から決定可能である。
【００４１】
図４Ａ、図４Ｂに観察されるように、いくつか極点（local extremum point）Ａ、Ｂが電流変化曲線Ｓｉ上に観察できる。特に、第１の極大Ｂは、アクチュエータの可動部分５の動き位相（movement phase）内のコイル電流により達した最大電流Ｉｍａｘを決定（fix）する。また、この第１の極大Ｂは、制御手段２０により送信されたコマンドと前記最大電流Ｉｍａｘの発生とを分離する最大時間Ｔｉｍａｘを定める（define）ことを可能とする。第１の極小Ａは、アクチュエータコア５の動き始めにほぼ対応している。図６に示すように、第１の太線の曲線Ｓｉ１は、新しいアクチュエータの変化曲線に相当する。第２の破線の曲線Ｓｉ２は、摩耗したアクチュエータの変化曲線に相当する。
【００４２】
図９に示すように、少なくとも１つの磁石を統合（integrate）したアクチュエータの特定の実施形態では、第２の極大Ｃが電流変化曲線Ｓｉ上に観測できる（図７）。第１および第２の極大Ｂ、Ｃは、アクチュエータの可動部分５の動き位相内のコイル電流により達した最大電流Ｉｍａｘ１、Ｉｍａｘ２を決定する。その結果、前記極大Ｂ、Ｃは、制御手段２０からのコマンドと前記最大電流ＩｍａｘおよびＩｍａｘ２とを分離する最大時間Ｔｉｍａｘ１、Ｔｉｍａｘ２を定めることを可能とする。その後、これらの特定の値は、アクチュエータの動きの速さを示す。図７に示すように、第１の太線の曲線Ｓｉ１は、新しい接触器の変化曲線に相当する。第２の破線の曲線Ｓｉ２は、摩耗した接触器の変化曲線に相当する。
【００４３】
有利な方法では、観測される特定の最大電流値は、この外部パラメータに関連する測定バイアスを防ぐように、且つこれらの特定の値の使用をより精密にすることを可能として、温度補償することが可能である。
【００４４】
この第１実施形態による診断方法の第３のステップは、特定の値を使用して、これにより動作の状態を決定することを可能とすることを含んでいる。
【００４５】
最小および最大基準値は、好適には、工業的ばらつき（industrial dispersion）を考慮に入れて各接触器について定められる。これらの基準値は、各特定の値について、一方では、耐久性（tolerancing）に由来する新しい基準値の限界（limit）を用いて新しい状態閾値を決定することを可能とし、他方では、耐久性に由来する摩耗した基準値の限界を用いて摩耗した状態閾値を決定することを可能とする。図５に示す例の実施形態のように、新しい接触器のドロップアウト位相の間の電流の変化曲線を表す第１の基準値Ｇ１は、新しい状態の閾値の値ＩａｍａｘおよびＴａｍａｘを決定することを可能とする。摩耗した接触器のドロップアウト位相の間の電流の変化曲線を表す第２の基準値Ｇ２は、摩耗した状態の閾値の値ＩｂｍａｘおよびＴｂｍａｘを決定することを可能とする。最大ばらつきは、好適には、各接触器の基準値により、各特定の値について、その工業的ばらつきを考慮に入れて定められる。その後、これらの基準値は、接触器の様々な構成要素（constituent）の自然変化（natural variation）に対応する最大ばらつきを、各特定の値について決定することを可能とする。図５に示す例の実施形態のように、新しい接触器のドロップアウト位相の間の電流の変化曲線を表す基準値Ｇ１は、特定の値ＩｍａｘのばらつきＤｍａｘを定めることを可能とする。
【００４６】
さらに、特定の値の使用を、測定を妨げ得るパラメータに対する敏感性がより少ないものとするため、有利には、先行する連続した動作（previous consecutive operations）の設定数（set number）に記録された複数の特定の値の変動平均（sliding average）を求める（make）ことができる。その結果、先行する連続した動作の設定数に記録され且つ平均化された各特定の値は、その後、基準値により定められた閾値の値と比較される。新しい閾値および摩耗した閾値の値に対する特定の値の位置は、動作の状態についての情報を与える。その後、先行する連続した動作の設定数に記録された各特定の値について、先行する動作に記録された最大値と最小値との間の差に対応するその変動範囲（sliding range）を計算することができる。異常な動作状態は、変動範囲が、各特定の値について、基準値により定められた最大ばらつきよりも大きい場合に診断される。
【００４７】
本発明の第２実施形態によれば、本方法の過程で測定される電気的特性Ｋが制御コイルの端子の電圧Ｕである場合には、接触器は、接触器の動作位相の間におけるアクチュエーティングコイル３の電圧の測定手段２５を備えている（図２）。
【００４８】
電圧の変化を制限しないよう十分に高い値のツェナーダイオードＤｚが、アクチュエーティングコイル３と直列に接続されており、前記ツェナーダイオードは、短絡手段２１により短絡することができる。“短絡”手段２１は開位置にあり、ドロップアウト電圧は“ツェナー”ダイオードＤｚにより固定される。コイルはその後“ツェナー”モードとなる。最後に、フリーホイールダイオードＤ１が、前記少なくとも１つのアクチュエーティングコイル３およびツェナーダイオードＤｚにより形成されたアセンブリと並列に接続されており、それ自身が短絡手段２１と並列に接続されている。有利な方法では、図２に示すように、コイル電圧の測定手段２５は、コイルの第１の端子Ｌ２の電位を測定することにより実現可能であり、この電位は、処理ユニット２の入力電圧範囲に調整されるように、抵抗分割ブリッジ（resistive divider bridge）を介して処理ユニット２に伝送（transmit）することができる。この実施形態の接触器の開位相およびこの実施形態のレイアウトでは、コイルの第２の端子Ｌ１で測定される電位は、回路のグラウンドＢ２に対応し、知られたダイオード電圧降下（diode voltage drop）を与える（give）又は得る（take）。その結果、コイル電圧は、コイルの第２の端子Ｌ１の電位に対応し、ダイオード電圧降下を与える又は得る。これは、その取得を非常に簡単なものとする。
【００４９】
この第２実施形態の診断方法の第１のステップでは、制御手段２０は、アクチュエーティングコイル３の端子のドロップアウト電圧と呼ばれる電圧を固定するドロップアウト指示を送信する。“遮断”手段２１は開位置にあり、ドロップアウト電圧は“ツェナー”ダイオードＤｚにより固定される。コイルはその後“ツェナー”モードとなる。“ツェナー”ダイオードＤｚにより固定されるドロップアウト電圧は、ドロップアウト時間Ｔａを通じて印加される。測定手段２５により測定される電圧は、アクチュエータの可動部分５の動きの速さを表す。第２実施形態は、動作状態の診断に使用可能な信号を得ることを可能にすると同時に、接触器の開時間の最大限の短縮をもたらすという利点を有する。
【００５０】
この第２実施形態の診断方法の第２のステップは、アクチュエーティングコイル３の端子の電圧変化の曲線上の１つ以上の特定の値を決定することを含んでいる。これらの１つまたは複数の特定の値は、例えば、
− 設定時間に測定された１つ以上の電圧値、または
− 設定時間域にわたって測定された電圧値の積分、または
− 最大または最小となり得る極に関し、１つ以上の極値、
から決定可能である。
【００５１】
コイル電圧を使用する利点は、コイル電流の使用とは反対に、この信号が温度とは無関係であることであり、これは、この外部パラメータによる測定バイアスを最小化する。
【００５２】
特定の実施形態によれば、この第１実施形態による診断方法の第２のステップは、アクチュエーティングコイル３の端子のドロップアウト電圧Ｕの変化曲線Ｓｕ上の１つ以上の特定の値を決定することを含んでいる。図１０に観察されるように、いくつかの極点Ａ’、Ｂ’が電圧変化曲線Ｓｕ上に観察できる。特に、第１の極小Ｂ’は、制御手段２０により送信されたコマンドと前記極小Ｂ’の発生とを分離する最大時間を定めることを可能とする。第１の極大Ａ’は、アクチュエータコア５の動き始めにほぼ対応している。図１０に示すように、第１の太線の曲線プロットＳｕ１は、新しいアクチュエータの変化曲線に相当する。第２の破線の曲線プロットＳｕ２は、摩耗したアクチュエータの変化曲線に相当する。
【００５３】
図９に示すように、少なくとも１つの磁石を統合した接触器アクチュエータの特定の実施形態では、第２の極小Ｃ’が電圧変化曲線Ｓｕ上に観測できる（図１１）。第１および第２の極小Ｂ’、Ｃ’は、アクチュエータの可動部分５の動き位相内におけるコイルの端子の最小電圧を決定する。その後、これらの特定の値は、アクチュエータの動きの速さを示す。図１１に示すように、第１の太線の曲線プロットＳｕ１は、新しい接触器の電圧の変化曲線に相当する。第２の破線の曲線プロットＳｕ２は、摩耗した接触器の変化曲線に相当する。
【００５４】
この第２実施形態による診断方法の第３のステップは、特定の値を使用して、これにより動作の状態を決定することを可能とすることを含んでいる。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
接触器の動作状態の診断方法であって、
前記接触器は、
電圧制御手段（２０）に作用するように設計された処理ユニット（２）と、
少なくとも１つのアクチュエーティングコイル（３）と、
前記少なくとも１つのアクチュエーティングコイル（３）の少なくとも１つの電気的特性（Ｋ）の測定手段（２４、２５）と、
前記少なくとも１つのアクチュエーティングコイル（３）および前記測定手段（２４、２５）と並列に接続された少なくとも１つのフリーホイールダイオード（Ｄ１）とを備え、
前記方法は、
前記アクチュエーティングコイル（３）の端子（Ｌ１、Ｌ２）のドロップアウト電圧と呼ばれる電圧を固定することを含むドロップアウト指示を送信し、
前記アクチュエーティングコイル（３）の電気的特性（Ｋ）をドロップアウト時間（Ｔａ）の間に測定し、
前記測定から少なくとも１つの特定の値を復元し、
前記少なくとも１つの特定の値を、前記接触器の特定の初期動作基準値と比較し、
前記初期基準値（Ｇ１、Ｇ２）に対する前記少なくとも１つの特定の値の位置に応じて、前記接触器の摩耗の状態を診断する、
ことを含むことを特徴とする方法。
【請求項２】
前記ドロップアウト電圧は、前記フリーホイールダイオード（Ｄ１）により固定され、前記アクチュエーティングコイル（３）は、前記ドロップアウト時間（Ｔａ）の一部の間において“フリーホイール”モードにある、ことを特徴とする請求項１に記載の診断方法。
【請求項３】
前記アクチュエーティングコイル（３）は、前記ドロップアウト時間（Ｔａ）のすべての間を通じて“フリーホイール”モードにある、ことを特徴とする請求項２に記載の診断方法。
【請求項４】
短絡手段（２１）が、前記アクチュエーティングコイル（３）の端子（Ｌ１、Ｌ２）の前記ドロップアウト電圧を固定するようにツェナーダイオード（Ｄｚ）を制御し、前記コイルは、前記ドロップアウト時間（Ｔａ）の一部の間において“ツェナー”モードにある、ことを特徴とする請求項１または２に記載の診断方法。
【請求項５】
前記アクチュエーティングコイル（３）は、中間ドロップアウト時間（Ｔ１）の間において“ツェナー”モードにあり、前記中間ドロップアウト時間（Ｔ１）は、前記総計ドロップアウト時間（Ｔａ）よりも短い、ことを特徴とする請求項４に記載の診断方法。
【請求項６】
総計ドロップアウト時間（Ｔａ）の間に測定される前記アクチュエーティングコイル（３）の前記電気的特性（Ｋ）は、前記アクチュエーティングコイル（３）内を流れる電流（Ｉ）である、ことを特徴とする請求項１から５のいずれか１項に記載の診断方法。
【請求項７】
前記電流（Ｉ）の変化曲線（Ｓｉ）上の第１の極大（Ｂ）に達する時間（Ｔｍａｘ）に対応する前記変化曲線（Ｓｉ）上の少なくとも１つの特定の値を決定し、
基準値（Ｇ１、Ｇ２）に対する前記第１の極大（Ｂ）の位置に応じて、前記接触器の動作の状態を診断する、
ことを含むことを特徴とする請求項６に記載の診断方法。
【請求項８】
前記電流変化曲線（Ｓｉ）上の前記第１の極大（Ｂ）のレベルに達した最大電流（Ｉｍａｘ）を決定する、ことを含むことを特徴とする請求項７に記載の診断方法。
【請求項９】
総計ドロップアウト時間（Ｔａ）の間に測定される前記アクチュエーティングコイル（３）の前記電気的特性（Ｋ）は、前記アクチュエーティングコイル（３）の端子の電圧（Ｕ）である、ことを特徴とする請求項１から５のいずれか１項に記載の診断方法。
【請求項１０】
前記電圧（Ｕ）の変化曲線（Ｓｕ）上の第１の極小（Ｂ’）に達する時間（Ｔｍａｘ）に対応する前記変化曲線（Ｓｉ）上の少なくとも１つの特定の値を決定し、
基準値（Ｇ１、Ｇ２）に対する前記第１の極小（Ｂ’）の位置に応じて、前記接触器の動作の状態を診断する、
ことを含むことを特徴とする請求項９に記載の診断方法。
【請求項１１】
請求項１から１０のいずれか１項に記載の診断方法の実行用の接触器であって、
磁気ヨーク（４）および可動強磁性コア（５）により形成された磁気回路を有する電磁アクチュエータと、
制御手段（２０）と、
前記制御手段（２０）を介して第１および第２の電源端子（Ｂ１、Ｂ２）に接続された少なくとも１つのアクチュエーティングコイル（３）と、
前記電圧制御手段（２０）に作用するように設計された処理ユニット（２）と、
前記アクチュエーティングコイル（３）の電気的特性（Ｋ）の測定手段（２４、２５）であって、少なくとも１つのフリーホイールダイオード（Ｄ１）が、前記少なくとも１つのアクチュエーティングコイル（３）および前記測定手段（２４、２５）と並列に接続されている、測定手段（２４、２５）とを備え、
前記処理ユニット（２）は、
前記電気的特性（Ｋ）の測定から少なくとも１つの特定の値を復元する復元手段と、
前記少なくとも１つの特定の値を、前記接触器の特定の初期動作基準値と比較する比較手段と、
基準値に対する前記少なくとも１つの特定の値の位置に応じて、前記接触器の動作の状態を診断する診断手段と、
を備えることを特徴とする接触器。
【請求項１２】
前記アクチュエーティングコイル（３）と直列に接続されたツェナーダイオード（Ｄｚ）を備えることを特徴とする請求項１１に記載の接触器。
【請求項１３】
前記ツェナーダイオード（Ｄｚ）は、前記アクチュエーティングコイル（３）および前記電流（Ｉ）の測定手段（２４）と直列に接続されており、短絡手段（２１）が、前記短絡手段が閉位置にあるときに前記ツェナーダイオード（Ｄｚ）を短絡するように、前記ダイオードと並列に接続されている、ことを特徴とする請求項１２に記載の接触器。
【請求項１４】
前記アクチュエータの前記磁気回路は、永久磁石（６）を備えることを特徴とする請求項１１から１３のいずれか１項に記載の接触器。
【請求項１】
接触器の動作状態の診断方法であって、
前記接触器は、
電圧制御手段（２０）に作用するように設計された処理ユニット（２）と、
少なくとも１つのアクチュエーティングコイル（３）と、
前記少なくとも１つのアクチュエーティングコイル（３）の少なくとも１つの電気的特性（Ｋ）の測定手段（２４、２５）と、
前記少なくとも１つのアクチュエーティングコイル（３）および前記測定手段（２４、２５）と並列に接続された少なくとも１つのフリーホイールダイオード（Ｄ１）とを備え、
前記方法は、
前記アクチュエーティングコイル（３）の端子（Ｌ１、Ｌ２）のドロップアウト電圧と呼ばれる電圧を固定することを含むドロップアウト指示を送信し、
前記アクチュエーティングコイル（３）の電気的特性（Ｋ）をドロップアウト時間（Ｔａ）の間に測定し、
前記測定から少なくとも１つの特定の値を復元し、
前記少なくとも１つの特定の値を、前記接触器の特定の初期動作基準値と比較し、
前記初期基準値（Ｇ１、Ｇ２）に対する前記少なくとも１つの特定の値の位置に応じて、前記接触器の摩耗の状態を診断する、
ことを含むことを特徴とする方法。
【請求項２】
前記ドロップアウト電圧は、前記フリーホイールダイオード（Ｄ１）により固定され、前記アクチュエーティングコイル（３）は、前記ドロップアウト時間（Ｔａ）の一部の間において“フリーホイール”モードにある、ことを特徴とする請求項１に記載の診断方法。
【請求項３】
前記アクチュエーティングコイル（３）は、前記ドロップアウト時間（Ｔａ）のすべての間を通じて“フリーホイール”モードにある、ことを特徴とする請求項２に記載の診断方法。
【請求項４】
短絡手段（２１）が、前記アクチュエーティングコイル（３）の端子（Ｌ１、Ｌ２）の前記ドロップアウト電圧を固定するようにツェナーダイオード（Ｄｚ）を制御し、前記コイルは、前記ドロップアウト時間（Ｔａ）の一部の間において“ツェナー”モードにある、ことを特徴とする請求項１または２に記載の診断方法。
【請求項５】
前記アクチュエーティングコイル（３）は、中間ドロップアウト時間（Ｔ１）の間において“ツェナー”モードにあり、前記中間ドロップアウト時間（Ｔ１）は、前記総計ドロップアウト時間（Ｔａ）よりも短い、ことを特徴とする請求項４に記載の診断方法。
【請求項６】
総計ドロップアウト時間（Ｔａ）の間に測定される前記アクチュエーティングコイル（３）の前記電気的特性（Ｋ）は、前記アクチュエーティングコイル（３）内を流れる電流（Ｉ）である、ことを特徴とする請求項１から５のいずれか１項に記載の診断方法。
【請求項７】
前記電流（Ｉ）の変化曲線（Ｓｉ）上の第１の極大（Ｂ）に達する時間（Ｔｍａｘ）に対応する前記変化曲線（Ｓｉ）上の少なくとも１つの特定の値を決定し、
基準値（Ｇ１、Ｇ２）に対する前記第１の極大（Ｂ）の位置に応じて、前記接触器の動作の状態を診断する、
ことを含むことを特徴とする請求項６に記載の診断方法。
【請求項８】
前記電流変化曲線（Ｓｉ）上の前記第１の極大（Ｂ）のレベルに達した最大電流（Ｉｍａｘ）を決定する、ことを含むことを特徴とする請求項７に記載の診断方法。
【請求項９】
総計ドロップアウト時間（Ｔａ）の間に測定される前記アクチュエーティングコイル（３）の前記電気的特性（Ｋ）は、前記アクチュエーティングコイル（３）の端子の電圧（Ｕ）である、ことを特徴とする請求項１から５のいずれか１項に記載の診断方法。
【請求項１０】
前記電圧（Ｕ）の変化曲線（Ｓｕ）上の第１の極小（Ｂ’）に達する時間（Ｔｍａｘ）に対応する前記変化曲線（Ｓｉ）上の少なくとも１つの特定の値を決定し、
基準値（Ｇ１、Ｇ２）に対する前記第１の極小（Ｂ’）の位置に応じて、前記接触器の動作の状態を診断する、
ことを含むことを特徴とする請求項９に記載の診断方法。
【請求項１１】
請求項１から１０のいずれか１項に記載の診断方法の実行用の接触器であって、
磁気ヨーク（４）および可動強磁性コア（５）により形成された磁気回路を有する電磁アクチュエータと、
制御手段（２０）と、
前記制御手段（２０）を介して第１および第２の電源端子（Ｂ１、Ｂ２）に接続された少なくとも１つのアクチュエーティングコイル（３）と、
前記電圧制御手段（２０）に作用するように設計された処理ユニット（２）と、
前記アクチュエーティングコイル（３）の電気的特性（Ｋ）の測定手段（２４、２５）であって、少なくとも１つのフリーホイールダイオード（Ｄ１）が、前記少なくとも１つのアクチュエーティングコイル（３）および前記測定手段（２４、２５）と並列に接続されている、測定手段（２４、２５）とを備え、
前記処理ユニット（２）は、
前記電気的特性（Ｋ）の測定から少なくとも１つの特定の値を復元する復元手段と、
前記少なくとも１つの特定の値を、前記接触器の特定の初期動作基準値と比較する比較手段と、
基準値に対する前記少なくとも１つの特定の値の位置に応じて、前記接触器の動作の状態を診断する診断手段と、
を備えることを特徴とする接触器。
【請求項１２】
前記アクチュエーティングコイル（３）と直列に接続されたツェナーダイオード（Ｄｚ）を備えることを特徴とする請求項１１に記載の接触器。
【請求項１３】
前記ツェナーダイオード（Ｄｚ）は、前記アクチュエーティングコイル（３）および前記電流（Ｉ）の測定手段（２４）と直列に接続されており、短絡手段（２１）が、前記短絡手段が閉位置にあるときに前記ツェナーダイオード（Ｄｚ）を短絡するように、前記ダイオードと並列に接続されている、ことを特徴とする請求項１２に記載の接触器。
【請求項１４】
前記アクチュエータの前記磁気回路は、永久磁石（６）を備えることを特徴とする請求項１１から１３のいずれか１項に記載の接触器。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４Ａ】
【図４Ｂ】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図２】
【図３】
【図４Ａ】
【図４Ｂ】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【公開番号】特開２０１３−８９６０３（Ｐ２０１３−８９６０３Ａ）
【公開日】平成２５年５月１３日（２０１３．５．１３）
【国際特許分類】
【外国語出願】
【出願番号】特願２０１２−２３１９８７（Ｐ２０１２−２３１９８７）
【出願日】平成２４年１０月１９日（２０１２．１０．１９）
【出願人】（５９４０８３１２８）シュネーデル、エレクトリック、インダストリーズ、エスアーエス (52)
【氏名又は名称原語表記】ＳＣＨＮＥＩＤＥＲ ＥＬＥＣＴＲＩＣ ＩＮＤＵＳＴＲＩＥＳ ＳＡＳ
【公開日】平成２５年５月１３日（２０１３．５．１３）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１２−２３１９８７（Ｐ２０１２−２３１９８７）
【出願日】平成２４年１０月１９日（２０１２．１０．１９）
【出願人】（５９４０８３１２８）シュネーデル、エレクトリック、インダストリーズ、エスアーエス (52)
【氏名又は名称原語表記】ＳＣＨＮＥＩＤＥＲ ＥＬＥＣＴＲＩＣ ＩＮＤＵＳＴＲＩＥＳ ＳＡＳ
[ Back to top ]