[實用新型]配永磁機構斷路器及其調速控制裝置

有效

• 申請號: 201520090497.0
• 申請日: 2015-02-09
• 公開（公告）號: CN204464200U
• 公開（公告）日: 2015-07-08
• 發明（設計）人: 張顯聰;王勇;陸國俊;顧樂;陳俊;黃慧紅;楊柳
• 申請（專利權）人: 廣州供電局有限公司
• 主分類號: H01H71/10
• 分類號: H01H71/10
• 代理公司: 廣州華進聯合專利商標代理有限公司 44224
• 代理人: 周清華;王東亮

技術領域

本實用新型涉及電力設備技術領域，特別是涉及配永磁機構斷路器及其調速控制裝置。

背景技術

配永磁機構斷路器是近年來逐步興起的一種新型操作機構真空斷路器，其永磁機構的特點是：電磁力驅動，永磁力保持；由于它結構緊湊，零部件少，控制方便，機械特性穩定、擴展性強，易于實現開關設備的小型化和智能化，因而受到科研院所和制造單位的青睞，是真空斷路器的發展趨勢之一；在真空斷路器的合閘操作過程中，永磁機構有一個很好的力-合閘行程特性，非常接近于真空斷路器合閘操作要求，但永磁機構由電磁鐵的動鐵心作為驅動元件，一起參與分閘運動，增加了分閘操作的運動慣量，不利于提高分閘初速度；如果在分閘操作過程中給分閘線圈通較大電流，提高了初始分閘速度，會導致分閘后期分閘速度過大，從而使斷路器動作后期產生很大沖擊，影響設備的機械壽命。

為了更好地解決永磁機構和滅弧室分閘特性的匹配問題，提出了多種解決方法，如設計了單穩態永磁機構，借助分閘簧的彈簧力提高分閘初始速度。盡管單穩態永磁機構能夠彌補雙穩態永磁機構分閘特性的不足，但同時又增加一套機械分閘機構，不利于機械壽命的提高和今后電子控制。還有些學者，通過控制永磁機構的分閘和合閘線圈通電時刻，即動觸頭與靜觸頭分離后，給分閘線圈通反向電流或給合閘線圈通過正向電流，減緩鐵心運動速度，起分閘緩沖作用，減小操作過程中機械振動，提高雙穩態永磁操動機構斷路器的操作特性，但永磁機構帶載運動特性與空載時運動特性不同，如果采用以上方法，線圈通電時刻不隨負載特性調節，在分閘過程中出現輕微的卡滯，還沒到達中點就給就分閘線圈通反向電流或給合閘線圈通正向電流，就會導致分閘失敗，造成了更嚴重事故。

與此同時，當電力系統中發生短路故障時，希望斷路器快速動作，以便快速切除故障，防止事故在電網蔓延。因而要求斷路器以很高的速度分閘；但是系統中，大部分開斷電流是負荷電流，如果斷路器的每次動作的分閘速度都很快，將會降低斷路器的機械壽命。

實用新型內容

基于此，有必要針對現有斷路器的合/分閘速度無法智能控制，嚴重降低斷路器的機械壽命的問題，提供一種能夠實現斷路器的合/分閘速度智能控制，延長斷路器機械壽命的配永磁機構斷路器及其調速控制裝置。

一種配永磁機構斷路器調速控制裝置，包括用于根據PWM波調節配永磁機構斷路器的分/合閘速度的永磁控制模塊、用于采集待控制配永磁機構斷路器負載狀態的信號采集模塊和用于根據配永磁機構斷路器負載狀態計算PWM波占空比調節量的高速數字處理模塊，所述永磁控制模塊和所述信號采集模塊分別與所述高速數字處理模塊連接；

其中，所述高速數字處理模塊包括PWM波輸出電路、脈沖信號輸出電路、FPGA和存儲電路，所述PWM波輸出電路的一端、所述脈沖信號輸出電路的一端以及所述存儲電路分別與所述FPGA連接，所述FPGA與所述信號采集模塊連接，所述PWM波輸出電路的另一端、所述脈沖信號輸出電路的另一端分別與所述永磁控制模塊連接。

一種配永磁機構斷路器，包括相互連接的配永磁機構斷路器本體和如上述的配永磁機構斷路器調速控制裝置。

本發明配永磁機構斷路器調速控制裝置，包括永磁控制模塊、信號采集模塊和高速數字處理模塊，其中，高速數字處理模塊包括PWM波輸出電路、脈沖信號輸出電路、FPGA和存儲電路。信號采集模塊實時采集待控制配永磁機構斷路器負載狀態，并將采集到的數據發送到高速數字處理模塊，高速數字處理模塊根據多次歷史經驗數據和負載狀態數據，查找當次待控制配永磁機構斷路器機械特性，根據查找結果計算PWM波占空比調節量，調節輸出到所述永磁控制模塊的PWM波的占空比，控制待控制配永磁機構斷路器的分/合閘速度。另外本發明還提供采用上述配永磁機構斷路器調速控制裝置的配永磁機構斷路器。整個控制過程，根據已知的配永磁機構斷路器的負載狀態與機械特性的對應關系表，查找符合當次的配永磁機構斷路器的機械特性，之后在通過調節輸入配永磁機構斷路器的PWM波占空比，控制待控制配永磁機構斷路器的分/合閘速度，能夠智能合理實現對配永磁機構斷路器的分/合閘速度的合理控制，避免配永磁機構斷路器自身沖擊對其使用壽命的影響，延長其機械壽命。

附圖說明

圖1為本實用新型配永磁機構斷路器調速控制裝置第一個實施例的結構示意圖；

圖2為本實用新型配永磁機構斷路器調速控制裝置第二個實施例的結構示意圖；

圖3為本實用新型配永磁機構斷路器調速控制裝置其中一個實施例中永磁控制模塊的電路原理圖；