[實用新型]一種基于PWM的單穩態真空斷路器永磁操動機構的控制裝置

有效

• 申請號: 201320161264.6
• 申請日: 2013-04-03
• 公開（公告）號: CN203191750U
• 公開（公告）日: 2013-09-11
• 發明（設計）人: 周建祥;湯庚;秦駿達;林莘
• 申請（專利權）人: 南京因泰萊配電自動化設備有限公司
• 主分類號: G05B19/042
• 分類號: G05B19/042
• 代理公司: 南京匯盛專利商標事務所(普通合伙) 32238
• 代理人: 吳靜安

技術領域

本實用新型涉及電器自動化控制領域，尤其涉及一種基于PWM的單穩態真空斷路器永磁操動機構控制裝置。

背景技術

傳統開關的動作相位是隨機的，在接通和分斷電力系統時容易產生很大的浪涌電流和很高的感應過電壓，導致開關設備的使用壽命和電力系統的供電質量降低。因此，研究斷路器的智能控制技術既能夠保證供電可靠性，穩定性及提高電能質量，且對切實提高企業的生產效率和設備的使用壽命有著重要意義。

同步關合控制技術從原理上能有效地削弱斷路器分合閘時所產生的涌流和過電壓，其實質是斷路器動、靜觸頭在控制系統的控制下，在電力系統電壓波形的指定相角處關合，使得空載變壓器、電容器和空載線路等電力設備在對自身和系統沖擊最小的情況下投入電力系統的一種智能控制技術。該技術優于合閘電阻、串聯電抗器等傳統的抑制暫態過程的方法。但是傳統的操動機構通常是由復雜的傳動機構組成的機械系統，運動時間分散性大，運動可控性差、響應速度慢，因而很難實現機械運動的精確控制。

真空斷路器永磁操動機構的機械傳動簡單，零部件只有彈簧操動機構的40%左右，線圈勵磁電流產生的磁場直接驅動動鐵芯，動鐵芯直接推動真空斷路器的主軸作合分閘運動，無需傳統的機械脫扣及鎖扣裝置，這種簡單、直接的傳動方式使得永磁操動機構的分合閘時間穩定且運動時間分散性小。因此真空斷路器永磁操動機構在分合閘時間的精確度方面能夠滿足同步關合控制技術的要求。但是，由于環境條件不同將導致真空斷路器的動作時間具有分散性，例如，在常溫時永磁材料的矯頑磁力為850kA/m，而當溫度為80℃時，矯頑磁力下降為750kA/m，產生的直接結果是永磁機構的保持力變小，合成磁場密度降低，進而造成斷路器的合閘時間發生變化。而同步關合抑制涌流和過電壓的效果主要取決于斷路器關合相位的準確度，所以控制系統需對動作時間的分散性進行補償。目前傳統的動作時間補償方法是控制系統通過對各種影響因素進行在線檢測并計算出由它們引起的動作時間改變的數值，以確定發出動作信號的時刻，此種方法僅能夠將分合閘時間誤差控制在±2ms，分合閘相位誤差達到±36o，但是，同步關合控制技術在智能電網中實用化的前提是關合時間的誤差必需在±0.5ms以內，這樣才有可能比較精確地控制合閘相位，所以目前的控制系統實際運行中對涌流和過電壓的抑制能力較低。

發明內容

本實用新型的目的在于克服現有技術的不足，提供一種基于PWM的單穩態真空斷路器永磁操動機構控制裝置，具體有以下技術方案實現：

所述基于PWM的單穩態真空斷路器永磁操動機構的控制裝置，與斷路器永磁操動機構通信連接，包括微處理器、儲能電容、驅動電路、電流信號采樣電路、觸頭位置檢測電路、充放電控制回路以及相位檢測電路，所述儲能電容、驅動電路分別與永磁機構連接，所述電流信號采樣電路與永磁機構通信連接，所述觸頭位置檢測電路與永磁操動機構斷路器的觸頭通信連接，所述驅動電路、電流信號采樣電路、觸頭位置檢測電路以及相位檢測電路分別與微處理器通信連接，所述相位檢測電路連接電源，所述充放電控制回路分別與儲能電容以及微處理器通信連接。

所述控制裝置的進一步設計在于，所述相位檢測電路由電壓互感器、運算放大器、電阻以及電容連接組成,所述電壓互感器、電容以及一電阻依次串接于所述運算放大器的反相輸入端，運算放大器的同相輸入端接地。

所述控制裝置的進一步設計在于，所述電流信號采樣電路，由霍爾傳感器、兩運算放大器以及電阻連接組成，所述霍爾傳感器連接一運算放大器的同相輸入端，再與另一運算放大器的同相輸入端連接。

所述控制裝置的進一步設計在于，所述儲能電容、驅動電路通過一整流電路與永磁機構連接。

所述控制裝置的進一步設計在于，所述觸頭位置檢測電路包括一傳感器與總線收發器，所述傳感器通過總線收發器與微處理器通信連接。

所述控制裝置的進一步設計在于，所述充放電控制回路通過磁珠以及阻容與儲能電容連接，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算放大器與線性光耦，所述線性光耦連接于運算放大器的同相端，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。

本實用新型的優點如下：