[發(fā)明專(zhuān)利]單穩(wěn)態(tài)永磁機(jī)構(gòu)單線圈合分閘速度自適應(yīng)控制方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201010586551.2
• 申請(qǐng)日: 2010-12-14
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN102024583A
• 公開(kāi)（公告）日: 2011-04-20
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王建強(qiáng)
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 深圳市金博聯(lián)電力技術(shù)有限公司
• 主分類(lèi)號(hào): H01H3/28
• 分類(lèi)號(hào): H01H3/28
• 代理公司: 暫無(wú)信息
• 代理人: 暫無(wú)信息

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于電力電子應(yīng)用領(lǐng)域，具體涉及一種單穩(wěn)態(tài)永磁機(jī)構(gòu)單線圈合分閘速度自適應(yīng)控制方法。

背景技術(shù)

永磁機(jī)構(gòu)采用全新的工作原理，將電磁機(jī)構(gòu)與永久磁鐵有機(jī)地組合起來(lái)，避免了分合閘位置機(jī)械脫扣、鎖扣系統(tǒng)所造成的不利因素，無(wú)需任何機(jī)械能而通過(guò)永久磁鐵產(chǎn)生的保持力就可使真空開(kāi)關(guān)保持在分合閘位置上。其分合閘時(shí)間穩(wěn)定，偏差小，可靠性高，已廣泛應(yīng)用于中壓領(lǐng)域。

單穩(wěn)態(tài)永磁機(jī)構(gòu)的特點(diǎn)是：機(jī)構(gòu)中設(shè)有分閘彈簧，并采用單線圈結(jié)構(gòu)。采用永久磁鐵使真空斷路器保持在合閘極限位置，使用激磁線圈將機(jī)構(gòu)的鐵芯從分閘位置推動(dòng)到合閘位置；同時(shí)，給分閘彈簧儲(chǔ)能。分閘時(shí)，給線圈通以反向電流，使得鐵芯工作氣隙處永磁材料與激磁線圈產(chǎn)生的合成磁場(chǎng)接近于零，靠分閘彈簧所儲(chǔ)存的能量進(jìn)行分閘

目前單穩(wěn)態(tài)永磁機(jī)構(gòu)真空開(kāi)關(guān)采用電容為合分閘線圈供電。電容電壓是固定的，合分閘速度具有單一性，沒(méi)有根據(jù)開(kāi)斷時(shí)電氣和機(jī)構(gòu)性能上的要求予以?xún)?yōu)化；而且隨著環(huán)境溫度的變化，以及開(kāi)關(guān)磨損老化，可能出現(xiàn)合分閘故障。

針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)，本發(fā)明提高一種真空開(kāi)關(guān)單穩(wěn)態(tài)永磁機(jī)構(gòu)合分閘速度自適應(yīng)控制器。該控制器通過(guò)改變勵(lì)磁電容的電壓，控制開(kāi)關(guān)的合分閘速度，優(yōu)化開(kāi)關(guān)的剛分剛合特性，減小磨損，提高壽命。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明提供一種真空開(kāi)關(guān)單穩(wěn)態(tài)永磁機(jī)構(gòu)合分閘速度自適應(yīng)控制器及控制方法。該控制器通過(guò)改變勵(lì)磁電容的電壓，控制開(kāi)關(guān)的合分閘速度，優(yōu)化開(kāi)關(guān)的剛分剛合特性，減小磨損，提高壽命。

為解決以上技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案：一種單穩(wěn)態(tài)永磁機(jī)構(gòu)控制器包括電源轉(zhuǎn)換模塊，電容器充放電管理模塊，永磁驅(qū)動(dòng)電路模塊，開(kāi)關(guān)狀態(tài)監(jiān)測(cè)模塊，溫度監(jiān)測(cè)模塊，通信接口模塊及AVR單片機(jī)模塊等組成。其中：電源轉(zhuǎn)換模塊將輸入的交流或直流電(太陽(yáng)能供電)，轉(zhuǎn)化為直流12V，提供系統(tǒng)電源。電容器充放電管理模塊根據(jù)處理器的指令，對(duì)勵(lì)磁電容電壓進(jìn)行控制。永磁驅(qū)動(dòng)電路模塊根據(jù)處理器的分合閘指令，驅(qū)動(dòng)線圈執(zhí)行相應(yīng)的動(dòng)作。開(kāi)關(guān)狀態(tài)監(jiān)測(cè)模塊判斷開(kāi)關(guān)的狀態(tài)和位置，提供動(dòng)作反饋及報(bào)警。溫度監(jiān)測(cè)模塊檢測(cè)當(dāng)前的環(huán)境溫度，為處理器提供決策依據(jù)。通信接口模塊用于接收外部指令或發(fā)送本體數(shù)據(jù)。AVR單片機(jī)模塊根據(jù)外部指令或當(dāng)前故障狀態(tài)，綜合各種判據(jù)，給出正確的動(dòng)作指令。

該控制器在開(kāi)關(guān)控制器運(yùn)行過(guò)程中，每隔30分鐘對(duì)電容電壓進(jìn)行巡檢；此時(shí)，中央處理器根據(jù)環(huán)境溫度、磨損和老化程度、合分閘類(lèi)型確定合適的勵(lì)磁電容的電壓；如果當(dāng)前電容電壓低于計(jì)算要求值，予以充電，滿(mǎn)足計(jì)算要求值；如果當(dāng)前電容電壓高于計(jì)算要求值5％，則予以放電，滿(mǎn)足計(jì)算要求值。該控制器實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單，可靠性高。

本發(fā)明的特點(diǎn)：基于單線圈，通過(guò)對(duì)勵(lì)磁電容電壓的調(diào)整，自適應(yīng)調(diào)節(jié)合分閘速度，優(yōu)化開(kāi)關(guān)的剛分剛合特性，減小磨損，提高壽命。本發(fā)明實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單，可靠性高。

附圖說(shuō)明

下面結(jié)合說(shuō)明書(shū)附圖對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步詳細(xì)的描述，其中：

圖1為本發(fā)明永磁機(jī)構(gòu)控制器原理框圖；

圖2為本發(fā)明電源模塊原理框圖；

圖3為本發(fā)明電容充電管理模塊圖；

圖4為本發(fā)明驅(qū)動(dòng)模塊原理圖。

具體實(shí)施方式

如圖1至圖4所示，一種單穩(wěn)態(tài)永磁機(jī)構(gòu)控制器包括電源轉(zhuǎn)換模塊，電容器充放電管理模塊，永磁驅(qū)動(dòng)電路模塊，開(kāi)關(guān)狀態(tài)監(jiān)測(cè)模塊，溫度監(jiān)測(cè)模塊，通信接口模塊及AVR單片機(jī)模塊等組成。永磁機(jī)構(gòu)控制器原理框圖參見(jiàn)附圖1。

其中：電源轉(zhuǎn)換模塊將輸入的交流或直流電(太陽(yáng)能供電)，轉(zhuǎn)化為直流12V，提供系統(tǒng)電源。電容器充放電管理模塊根據(jù)處理器的指令，對(duì)勵(lì)磁電容電壓進(jìn)行控制。永磁驅(qū)動(dòng)電路模塊根據(jù)處理器的分合閘指令，驅(qū)動(dòng)線圈執(zhí)行相應(yīng)的動(dòng)作。開(kāi)關(guān)狀態(tài)監(jiān)測(cè)模塊判斷開(kāi)關(guān)的狀態(tài)和位置，提供動(dòng)作反饋及報(bào)警。溫度監(jiān)測(cè)模塊檢測(cè)當(dāng)前的環(huán)境溫度，為處理器提供決策依據(jù)。通信接口模塊用于接收外部指令或發(fā)送本體數(shù)據(jù)。AVR單片機(jī)模塊根據(jù)外部指令或當(dāng)前故障狀態(tài)，綜合各種判據(jù)，給出正確的動(dòng)作指令。

該控制器在開(kāi)關(guān)控制器運(yùn)行過(guò)程中，每隔30分鐘對(duì)電容電壓進(jìn)行巡檢；此時(shí)，中央處理器根據(jù)環(huán)境溫度、磨損和老化程度、合分閘類(lèi)型確定合適的勵(lì)磁電容的電壓；如果當(dāng)前電容電壓低于計(jì)算要求值，予以充電，滿(mǎn)足計(jì)算要求值；如果當(dāng)前電容電壓高于計(jì)算要求值5％，則予以放電，滿(mǎn)足計(jì)算要求值。該控制器實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單，可靠性高。

本發(fā)明的工作原理詳述如下：

(1)系統(tǒng)電源供給：