[實用新型]一種真空斷路器永磁操作機構的控制器

有效

• 申請號: 201220249782.9
• 申請日: 2012-05-24
• 公開（公告）號: CN202712047U
• 公開（公告）日: 2013-01-30
• 發明（設計）人: 費江海;林賢裔;沈根法;方斌原
• 申請（專利權）人: 費江海
• 主分類號: H01H33/666
• 分類號: H01H33/666;H01H33/59
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本實用新型涉及電力保護控制領域，尤其涉及一種真空斷路器永磁操作機構的控制器。?

背景技術

永磁操動機構真空斷路器具有體積小、重量輕、結構簡單、操作可靠、壽命長、免維護等特點，代表了斷路器質量的一個飛躍，具有廣闊的發展前景。永磁操動機構必須要在控制器的驅動下才能實現開關的分合操作，因此，控制器的性能優劣對斷路器的性能有很大的影響，要保證斷路器的可靠工作，就必須要有一個可靠的控制器，可以說控制器是永磁操動機構真空斷路器的核心器件之一。?

前國內外真空斷路器永磁操作機構的控制器采用的實現方案有3種：?

1.采用分立元件設計。分立元件設計優點是全硬件實現，但功能少、性能受限、電路復雜、缺乏靈活性，現在在一些老產品及現有工況中還大量使用。?

2.采用EDA技術(Electronic?Design?Automation電子設計自動化)。EDA技術是采用FPGA(Field?Progrrammable?Gate?Array)和CPLD(Complex?Programmable?Logic?Device)器件做成一個控制運行的專用芯片，該項技術的特點是以以純硬件的方式實現全部的電子控制功能，用硬件描述語言編程，程序不易跑飛，但是結構較復雜，控制成本較高，靈活性較單片機控制差。?

3.采用單片機設計。單片機方案主要采用軟件編程，功能強，靈活性好，成本較低，不足之處是強干擾情況下存在飛程序問題，即CPU的指令地址指針在外部強干擾下，容易發生指令跑飛。?

實用新型內容

本實用新型為克服現有技術中存在的不足之處，目的在于提供一種新型的真空斷路器永磁操作機構的控制器，該控制器控制靈活、成本低、體積小，具有完全的高低壓電氣隔離、本安的輸入控制信號、完善的保護措施，以及防單片機跑飛的電路，解決了現有技術中存在的問題。?

本實用新型是通過以下的技術手段達到上述目的：一種真空斷路器永磁操作機構的控制器，包括：MSP430單片機核心芯片、兩個隔離模塊、指示燈信號輸出模塊、IGBT分合閘驅動模塊、IGBT限流電路、真空斷路器永磁線圈、電容充電管理電路、分合閘儲能電容模塊、外部看門狗模塊、電源管理模塊、本安信號輸入模塊、本安限流處理電路、第一外部電源輸入處理模塊、第二外部電源輸入處理模塊；所述的MSP430單片機核心芯片分別與外部看門狗模塊、電源管理模塊、IGBT限流電路、兩個隔離模塊連接；一個隔離模塊與本安信號輸入模塊連接，本安信號輸入模塊與本安限流處理電路連接，本安限流處理電路與第一外部電源輸入處理模塊連接；另一個隔離模塊與指示燈信號輸出模塊連接，指示燈信號輸出模塊由第一外部電源輸入處理模塊提供電源；另一個隔離模塊還與IGBT分合閘驅動模塊連接，在第一外部電源輸入處理模塊的電源提供下，輸出分合閘信號經過IGBT分合閘驅動模塊，直接控制真空斷路器永磁線圈；IGBT限流電路與IGBT分合閘驅動模塊連接，采集IGBT工作時的電流，將信號傳輸給MSP430單片機核心芯片與電容充電管理電路；電容充電管理電路在第二外部電源輸入處理模塊的電源提供下，將信號傳輸給分合閘儲能電容模塊；分合閘儲能電容模塊與真空斷路器永磁線圈連接。?

所述的MSP430單片機核心芯片內有超過4K的FLASH存儲器，512B的RAM，足夠多的輸入輸出端口，性能穩定，超低功耗，且具有很高的抗干擾性。?

所述的兩個隔離模塊均為光耦隔離電路，用于隔離強電產生的干擾信號。?

所述的分合閘儲能電容模塊分為分閘儲能電容組和合閘儲能電容組，使真空斷路器永磁線圈在合閘后能夠馬上分開，保證了在緊急情況下分閘的可靠性。分閘儲能電容組和合閘儲能電容組，采用多個小電容并聯方式，有效地減小了安裝尺寸。?

所述的本安信號輸入模塊將外部信號采用兩級電阻限流的方式做本安處理，為在復雜環境下信號的輸入提供安全保證。?

所述的外部看門狗模塊由全硬件組成，保證了外部看門狗模塊的獨立性。?

所述的電源管理模塊，外部輸入6V～14V交流電源，整流穩壓后提供5V給隔離模塊內側部分電路，經穩壓后提供3.3V電壓給MSP430單片機核心芯片；還完成過壓欠壓信號的采集，并將結果輸出到MSP430單片機核心芯片。?

所述的第二外部電源輸入處理模塊接收外部100V～141V交流電源，經過整流及過壓過流保護措施后直接提供給電容充電管理電路。?

所述的第一外部電源輸入處理模塊接收外部輸入14V～28V交流電源，經過整流穩壓后提供18V直流電源。?