一種三相分立式斷路器的分合閘控制裝置制造方法
【專利摘要】本實(shí)用新型涉及一種三相分立式斷路器的分合閘控制裝置，包括處理器、儲能電容、溫度檢測電路、激磁線圈電流采集電路、觸頭位置檢測電路、驅(qū)動電路、儲能電容電壓檢測電路以及放電控制回路，所述溫度檢測電路、激磁線圈電流采集電路、觸頭位置檢測電路、驅(qū)動電路、儲能電容電壓檢測電路以及放電控制回路分別與處理器連接，所述儲能電容分別與放電控制回路以及驅(qū)動電路連接，所述觸頭位置檢測電路與永磁操動機(jī)構(gòu)斷路器的觸頭連接。有益效果為：通過實(shí)時(shí)檢測觸頭行程并與最大行程進(jìn)行比較，通過DSP中的三閉環(huán)控制系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)對觸頭運(yùn)動特性的閉環(huán)控制，保證動作時(shí)間的穩(wěn)定性、準(zhǔn)確性。
【專利說明】—種三相分立式斷路器的分合閘控制裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及自動化控制領(lǐng)域，尤其涉及一種三相分立式斷路器的分合閘控制
裝直。
【背景技術(shù)】
[0002]傳統(tǒng)開關(guān)的動作相位是隨機(jī)的，在接通和分?jǐn)嚯娏ο到y(tǒng)時(shí)容易產(chǎn)生很大的浪涌電流和很高的感應(yīng)過電壓，導(dǎo)致開關(guān)設(shè)備的使用壽命和電力系統(tǒng)的供電質(zhì)量降低。因此，研究斷路器的智能控制技術(shù)既能夠保證供電可靠性，穩(wěn)定性及提高電能質(zhì)量，且對切實(shí)提高企業(yè)的生產(chǎn)效率和設(shè)備的使用壽命有著重要意義。
[0003]同步關(guān)合控制技術(shù)從原理上能有效地削弱斷路器分合閘時(shí)所產(chǎn)生的涌流和過電壓，其實(shí)質(zhì)是斷路器動、靜觸頭在控制系統(tǒng)的控制下，在電力系統(tǒng)電壓波形的指定相角處關(guān)合，使得空載變壓器、電容器和空載線路等電力設(shè)備在對自身和系統(tǒng)沖擊最小的情況下投入電力系統(tǒng)的一種智 能控制技術(shù)。但是傳統(tǒng)的操動機(jī)構(gòu)通常是由復(fù)雜的傳動機(jī)構(gòu)組成的機(jī)械系統(tǒng)，運(yùn)動時(shí)間分散性大，運(yùn)動可控性差、響應(yīng)速度慢，因而很難實(shí)現(xiàn)機(jī)械運(yùn)動的精確控制。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本實(shí)用新型目的在于克服以上現(xiàn)有技術(shù)之不足，提供一種可對單相故障進(jìn)行單獨(dú)切除的三相分立式永磁機(jī)構(gòu)真空斷路器的分合閘控制裝置，具體有以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn):
[0005]所述三相分立式斷路器的分合閘控制裝置，與斷路器的永磁操動機(jī)構(gòu)連接，包括處理器、儲能電容、溫度檢測電路、激磁線圈電流采集電路、觸頭位置檢測電路、驅(qū)動電路、儲能電容電壓檢測電路以及放電控制回路，所述溫度檢測電路、激磁線圈電流采集電路、觸頭位置檢測電路、驅(qū)動電路、儲能電容電壓檢測電路以及放電控制回路分別與處理器連接，所述儲能電容分別與放電控制回路以及驅(qū)動電路連接，所述觸頭位置檢測電路與永磁操動機(jī)構(gòu)斷路器的觸頭連接。
[0006]所述分合閘控制裝置的進(jìn)一步設(shè)計(jì)在于，所述激磁線圈電流采集電路包括兩運(yùn)放、霍爾傳感器以及若干分壓電阻，所述霍爾傳感器與兩運(yùn)放依次串接，所述分壓電阻分別對應(yīng)連接于運(yùn)放器的同相、反相輸入端。
[0007]所述分合閘控制裝置的進(jìn)一步設(shè)計(jì)在于，所述儲能電容電壓檢測電路包括瞬態(tài)二極管、霍爾傳感器、電容以及分壓電阻，所述瞬態(tài)二極管與電容并接再與霍爾傳感器的信號輸出端連接，所述分壓電阻連接于霍爾傳感器的信號輸入端。
[0008]所述分合閘控制裝置的進(jìn)一步設(shè)計(jì)在于，所述觸頭位置檢測電路包括一位移傳感器，所述位移傳感器為SN74LVCH245A芯片。
[0009]所述分合閘控制裝置的進(jìn)一步設(shè)計(jì)在于，所述驅(qū)動電路包括驅(qū)動芯片、直流電源、光率禹、IGBT、兩個(gè)電容以及兩mosfet管,所述兩mosfet管并接,兩mosfet管的對應(yīng)輸出端連接于IGBT的門級，兩mosfet管分別連接所述直流電源的正負(fù)極形成回路，直流電源的負(fù)極與驅(qū)動芯片的電流信號采集端口連接，IGBT的發(fā)射極分別通過所述對應(yīng)的電容與所述電流信號采集端口以及光耦的發(fā)光二極管一端連接，IGBT的集電極依次串接所述兩二極管再與所述電流信號采集端口連接，所述發(fā)光二極管的另一端與驅(qū)動芯片的對應(yīng)端連接。
[0010]所述分合閘控制裝置的進(jìn)一步設(shè)計(jì)在于，所述放電控制電路包括電容電壓檢測電路與分合閘控制電路，所述電容電壓檢測電路包括運(yùn)算放大器與線性光耦，所述線性光耦的光敏三極管一側(cè)連接于運(yùn)算放大器的同相端，所述分合閘控制電路包括絕緣柵雙極型晶體管與線性光耦，所述線性光耦分別與儲能電容以及絕緣柵雙極型晶體管連接。
[0011]所述分合閘控制裝置的進(jìn)一步設(shè)計(jì)在于，所述溫度檢測電路為一溫度傳感器。
[0012]所述分合閘控制裝置的進(jìn)一步設(shè)計(jì)在于，所述處理器為DSP芯片。
[0013]本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)如下:
[0014]本實(shí)用新型提供的裝置通過實(shí)時(shí)檢測觸頭行程并與最大行程進(jìn)行比較，通過DSP中的三閉環(huán)控制系統(tǒng)，由PID控制算法確定實(shí)際觸發(fā)信號，實(shí)現(xiàn)對觸頭運(yùn)動特性的閉環(huán)控制，保證動作時(shí)間的穩(wěn)定性、準(zhǔn)確性，從而使真空斷路器永磁機(jī)構(gòu)的三相分合閘時(shí)間保持一致。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0015]圖1為所述三相分立式斷路器的分合閘控制裝置的模塊示意圖。
[0016]圖2為所述溫度檢測電路的電路圖。
[0017]圖3為所述激磁線圈電流采集電路的電路圖。
[0018]圖4為所述激磁線圈電壓檢測電路的電路圖。
[0019]圖5為所述觸頭位置檢測電路的電路圖。
[0020]圖6為所述驅(qū)動電路的電路圖。
[0021]圖7為所述放電控制電路的電路圖。
[0022]圖8為所述處理器中三閉環(huán)控制系統(tǒng)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0023]下面結(jié)合附圖對本發(fā)明方案進(jìn)行詳細(xì)說明。
[0024]如圖1，本實(shí)施例提供的三相分立式斷路器的分合閘控制裝置，與斷路器的永磁操動機(jī)構(gòu)連接，包括處理器、儲能電容、溫度檢測電路、激磁線圈電流采集電路、觸頭位置檢測電路、驅(qū)動電路、儲能電容電壓檢測電路以及放電控制回路，溫度檢測電路、激磁線圈電流采集電路、觸頭位置檢測電路、驅(qū)動電路、儲能電容電壓檢測電路以及放電控制回路分別與處理器連接，儲能電容分別與放電控制回路以及驅(qū)動電路連接，觸頭位置檢測電路與永磁操動機(jī)構(gòu)斷路器的觸頭連接。本實(shí)施例采用的處理器為DSP TMS320F28335型芯片。
[0025]如圖3，激磁線圈電流采集電路包括兩運(yùn)放、霍爾傳感器以及若干分壓電阻，霍爾傳感器與兩運(yùn)放依次串接，分壓電阻分別對應(yīng)連接于運(yùn)放器的同相、反相輸入端。
[0026]如圖4，儲能電容電壓檢測電路包括瞬態(tài)二極管、霍爾傳感器、電容以及分壓電阻，瞬態(tài)二極管與電容并接再與霍爾傳感器的信號輸出端連接，分壓電阻連接于霍爾傳感器的信號輸入端。本實(shí)施例提供的霍爾傳感器為CHV-25P。
[0027]如圖5，觸頭位置檢測電路包括一位移傳感器，由于控制系統(tǒng)對轉(zhuǎn)換的速度/頻率要求較高，同時(shí)又要求轉(zhuǎn)換功耗也不能太大，考慮了靈敏度的要求，最后決定采用總線收發(fā)器SN74LVCH245A作為電平轉(zhuǎn)換器件，實(shí)現(xiàn)5V輸入信號到DSP可以接收的3.3V電平的轉(zhuǎn)換。
[0028]如圖6，驅(qū)動電路包括驅(qū)動芯片、直流電源、光耦、IGBT、兩個(gè)電容以及兩mosfet管。兩mosfet管并接,兩mosfet管的對應(yīng)輸出端連接于IGBT的門級。兩mosfet管分別連接直流電源的正負(fù)極形成回路，直流電源的負(fù)極與驅(qū)動芯片的電流信號采集端口連接。IGBT的發(fā)射極分別通過對應(yīng)的電容與電流信號采集端口以及光耦的發(fā)光二極管一端連接。IGBT的集電極依次串接兩二極管再與電流信號采集端口連接。發(fā)光二極管的另一端與驅(qū)動芯片的對應(yīng)端連接。本實(shí)施例采用的驅(qū)動芯片為M57962L。
[0029]如圖7，放電控制電路包括電容電壓檢測電路與分合閘控制電路，電容電壓檢測電路包括運(yùn)算放大器與線性光耦，線性光耦的光敏三極管一側(cè)連接于運(yùn)算放大器的同相端。本實(shí)施例提供的光耦為HCNR200。當(dāng)控制器上電后，首先對電容器組進(jìn)行充電，DSP采集電容電壓的信號并進(jìn)行處理，當(dāng)電壓值達(dá)到系統(tǒng)操作要求時(shí)DSP發(fā)出停止充電指令，切斷外界電源HCNR200工作在光電壓模式下，首先通過分壓電阻，將電容器電壓進(jìn)行分壓處理，截取出一部分電壓，并對該電壓進(jìn)行跟隨器驅(qū)動后，送給線性光耦的一次側(cè)，經(jīng)光電隔離后由光耦的二次側(cè)再次輸出出電壓信號，最后將電壓信號輸送到DSP的A/D引腳進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換從而得到電容器上的電壓值。分合閘控制電路包括絕緣柵雙極型晶體管與線性光耦，線性光耦分別與儲能電容以及絕緣柵雙極型晶體管連接。
[0030]如圖2，溫度檢測電路為一溫度傳感器。溫度傳感器的數(shù)據(jù)輸出端與DSP芯片連接。
[0031]本實(shí)施例提供的裝置通過實(shí)時(shí)檢測觸頭行程并與最大行程進(jìn)行比較，通過DSP中的三閉環(huán)控制系統(tǒng)，由PID控制算法確定實(shí)際觸發(fā)信號，實(shí)現(xiàn)對觸頭運(yùn)動特性的閉環(huán)控制，保證動作時(shí)間的穩(wěn)定性、準(zhǔn)確性，從而使真空斷路器永磁機(jī)構(gòu)的三相分合閘時(shí)間保持一致。
【權(quán)利要求】
1.一種三相分立式斷路器的分合閘控制裝置，與斷路器的永磁操動機(jī)構(gòu)連接，其特征在于包括處理器、儲能電容、溫度檢測電路、激磁線圈電流采集電路、觸頭位置檢測電路、驅(qū)動電路、儲能電容電壓檢測電路以及放電控制回路，所述溫度檢測電路、激磁線圈電流采集電路、觸頭位置檢測電路、驅(qū)動電路、儲能電容電壓檢測電路以及放電控制回路分別與處理器連接，所述儲能電容分別與放電控制回路以及驅(qū)動電路連接，所述觸頭位置檢測電路與永磁操動機(jī)構(gòu)斷路器的觸頭連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的分合閘控制裝置，其特征在于所述激磁線圈電流采集電路包括兩運(yùn)放、霍爾傳感器以及若干分壓電阻，所述霍爾傳感器與兩運(yùn)放依次串接，所述分壓電阻分別對應(yīng)連接于運(yùn)放器的同相、反相輸入端。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的分合閘控制裝置，其特征在于所述儲能電容電壓檢測電路包括瞬態(tài)二極管、霍爾傳感器、電容以及分壓電阻，所述瞬態(tài)二極管與電容并接再與霍爾傳感器的信號輸出端連接，所述分壓電阻連接于霍爾傳感器的信號輸入端。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的分合閘控制裝置，其特征在于所述觸頭位置檢測電路包括一位移傳感器，所述位移傳感器為SN74LVCH245A芯片。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的分合閘控制裝置，其特征在于所述驅(qū)動電路包括驅(qū)動芯片、直流電源、光稱、IGBT、兩個(gè)電容以及兩mosfet管,所述兩mosfet管并接,兩mosfet管的對應(yīng)輸出端連接于IGBT的門級，兩mosfet管分別連接所述直流電源的正負(fù)極形成回路，直流電源的負(fù)極與驅(qū)動芯片的電流信號采集端口連接，IGBT的發(fā)射極分別通過所述對應(yīng)的電容與所述電流信號采集端口以及光耦的發(fā)光二極管一端連接，IGBT的集電極依次串接所述兩二極管再與所述電流信號采集端口連接，所述發(fā)光二極管的另一端與驅(qū)動芯片的對應(yīng)端連接。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的分合閘控制裝置，其特征在于所述放電控制電路包括電容電壓檢測電路與分合閘控制電路，所述電容電壓檢測電路包括運(yùn)算放大器與線性光耦，所述線性光耦的光敏三極管一側(cè)連接于運(yùn)算放大器的同相端，所述分合閘控制電路包括絕緣柵雙極型晶體管與線性光耦，所述線性光耦分別與儲能電容以及絕緣柵雙極型晶體管連接。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的分合閘控制裝置，其特征在于所述溫度檢測電路為一溫度傳感器。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的分合閘控制裝置，其特征在于所述處理器為DSP芯片。
【文檔編號】H01H33/666GK203397997SQ201320392948
【公開日】2014年1月15日 申請日期:2013年7月3日 優(yōu)先權(quán)日:2013年7月3日
【發(fā)明者】周建祥, 徐建源, 秦駿達(dá), 湯庚 申請人:南京因泰萊配電自動化設(shè)備有限公司