[發明專利]高壓GIS隔離開關擺角電機操動機構控制裝置及方法

在審

• 申請號: 201410334863.2
• 申請日: 2014-07-11
• 公開（公告）號: CN104113241A
• 公開（公告）日: 2014-10-22
• 發明（設計）人: 史可鑒;林莘;吳志恒;雷偉;白鶴;賀安東;徐建源;吳冠男
• 申請（專利權）人: 沈陽工業大學
• 主分類號: H02P6/08
• 分類號: H02P6/08;H01H3/26
• 代理公司: 沈陽東大知識產權代理有限公司 21109
• 代理人: 梁焱

技術領域

本發明屬于電氣自動化控制領域，具體涉及一種高壓GIS隔離開關擺角電機操動機構控制裝置及方法。

背景技術

高壓GIS隔離開關擺角電機操動機構的機械傳動簡單，零部件只有彈簧操動機構的30％左右，線圈勵磁電流產生的磁場和永磁磁場相互作用驅動轉子轉動，進而帶動隔離開關的傳動軸完成分合閘操作，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擺角電機操動機構的分合閘時間穩定且運動時間分散性小。但是，由于環境條件不同將導致高壓隔離開關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，產生的直接結果是擺角電機操動機構的輸出轉矩變小，合成磁場密度降低，進而造成隔離開關的分合閘時間發生變化。對隔離開關而言，分合閘過程的動作時間穩定性是其重要的工作特性之一，因此需要對隔離開關進行過程性控制，通過實時改變觸頭的運動速度，對動作時間的分散性進行補償，進而保證隔離開關具有良好的動作時間穩定性。目前對于高壓GIS隔離開關動作時間補償方法仍較為有限，因此，在高壓GIS隔離開關擺角電機操動機構控制系統的實際運行中，通過調節觸頭運動速度保證動作時間穩定性的能力較低。

發明內容

針對現有技術存在的不足，本發明提供一種高壓GIS隔離開關擺角電機操動機構控制裝置及方法。

本發明的技術方案是：

一種高壓GIS隔離開關擺角電機操動機構控制裝置，括霍爾電流傳感器、旋轉編碼器、霍爾位置傳感器、角位移傳感器、線圈電流檢測電路、電機轉速檢測電路、位置捕獲電路、轉子行程檢測電路、DSP處理器、整流橋、儲能電容器、電容電壓檢測及充電電路、電力電子控制電路、IGBT全橋整流電路、遙控器模塊和直流電源模塊。

旋轉編碼器安裝在高壓GIS隔離開關擺角電機操動機構主軸同軸位置，霍爾位置傳感器安裝在高壓GIS隔離開關擺角電機操動機構端部，霍爾電流傳感器穿過高壓GIS隔離開關擺角電機操動機構線圈，角位移傳感器安裝在高壓GIS隔離開關擺角電機操動機構主軸同軸位置。

直流電源模塊的輸入端和整流橋的輸入端分別接入市電電網，直流電源模塊的輸出端連接霍爾電流傳感器的輸入端、旋轉編碼器的輸入端、霍爾位置傳感器的輸入端、角位移傳感器的輸入端、DSP處理器的一個輸入端、線圈電流檢測電路的一個輸入端和電力電子控制電路的一個輸入端，整流橋的不同輸出端分別連接儲能電容器的正極和電容電壓監測及充電電路的一個輸入端，儲能電容器的正極連接電容電壓監測及充電電路的一個輸入端，電容電壓監測及充電電路的一個輸出端連接儲能電容器的負極，霍爾電流傳感器的輸出端連接線圈電流檢測電路的另一個輸入端，旋轉編碼器的輸出端連接電機轉速檢測電路的輸入端，霍爾位置傳感器的輸出端連接位置捕獲電路的輸入端，角位移傳感器的輸出端連接轉子行程檢測電路的輸入端，線圈電流檢測電路的輸出端、電機轉速檢測電路的輸出端、位置捕獲電路的輸出端、轉子行程檢測電路的輸出端、遙控器模塊的輸出端和電容電壓檢測及充電電路的一個輸出端分別連接DSP處理器的不同輸入端，DSP處理器的不同輸出端分別連接電容電壓檢測及充電電路的另一個輸入端和電力電子控制電路的輸入端，電力電子控制電路的輸出端連接IGBT全橋整流電路的輸入端，儲能電容器的負極連接IGBT全橋整流電路的一路輸入端，IGBT全橋整流電路的一個輸出端連接儲能電容器的正極，IGBT全橋整流電路的輸出端連接高壓GIS隔離擺角電機操動機構三相輸入端。

線圈電流檢測電路有三個，每個線圈電流檢測電路包括兩個運算放大器，且兩個運算放大器串聯。

電機轉速檢測電路采用總線收發器。

位置捕獲電路有三個，每個位置捕獲電路包括一個降壓穩壓器和兩個電容，降壓穩壓電路與串聯的兩個電容并聯，該降壓穩壓器的輸入端連接霍爾位置傳感器的輸出端，位置捕獲電路的降壓穩壓器的輸出端連接DSP處理器的輸入端。

轉子行程檢測電路包括降壓穩壓器和兩個電容，降壓穩壓電路與串聯的兩個電容并聯，該降壓穩壓器的輸入端連接角位移傳感器，該降壓穩壓器的輸出端連接DSP處理器的輸入端。

電力電子控制電路為IGBT驅動電路。