[發明專利]低壓電磁開關能量循環控制系統

有效

• 申請號: 201610229326.0
• 申請日: 2016-04-14
• 公開（公告）號: CN105810506B
• 公開（公告）日: 2018-01-12
• 發明（設計）人: 許志紅;莊杰榕
• 申請（專利權）人: 福州大學
• 主分類號: H01H47/00
• 分類號: H01H47/00;H02J50/10
• 代理公司: 福州元創專利商標代理有限公司35100
• 代理人: 蔡學俊

1.一種低壓電磁開關能量循環控制系統，其特征在于，包括：第一電磁模塊、第二電磁模塊、觸頭模塊、控制模塊、能量轉換模塊、混合儲能單元以及雙向DC/DC模塊；所述第一電磁模塊的電源端以及所述第二電磁模塊的電源端均與一整流濾波單元相連；所述整流濾波單元與一交/直流電源相連；所述整流濾波單元以及所述交/直流電源均經過電壓采樣電路與所述控制模塊相連；所述第一電磁模塊以及所述第二電磁模塊的一端與所述控制模塊相連；所述第一電磁模塊以及第二電磁模塊的另一端與一聯動機構的一端相連，所述聯動機構的另一端與所述觸頭模塊的一端相連；所述觸頭模塊的另一端與所述能量轉換模塊一端相連；所述能量轉換模塊的另一端與所述混合儲能單元的一端相連；所述混合儲能單元的另一端與所述雙向DC/DC模塊一端相連后接入所述整流濾波單元；所述雙向DC/DC模塊另一端還與所述控制模塊相連。

2.根據權利要求1所述的低壓電磁開關能量循環控制系統，其特征在于，所述第一電磁模塊以及所述第二電磁模塊包括依次相連的主電路、電磁機構以及采樣電路；所述主電路包括分別與所述整流濾波單元相連的激磁回路、續流回路以及饋能回路；所述電磁機構分別與所述激磁回路、所述續流回路以及所述饋能回路相連；所述采樣電路包括分別與所述電磁機構相連的電流采樣電路以及電壓采樣電路，且所述電流采樣電路以及電壓采樣電路均與所述控制模塊中的采樣單元相連，與所述采樣單元相連的實時運算單元對所采集的電流信號以及電壓信號進行計算，并通過與所述實時運算單元相連的實時控制單元生成驅動控制信號，經一第一驅動單元驅動所述激磁回路、所述續流回路以及饋能回路，進而控制電磁機構的激磁電流。

3.根據權利要求2所述的低壓電磁開關能量循環控制系統，其特征在于，所述第一電磁模塊中的電磁機構以及所述第二電磁模塊中的電磁機構通電后產生的電磁力相反。

4.根據權利要求1所述的低壓電磁開關能量循環控制系統，其特征在于，所述能量轉換模塊包括依次相連的能量接收單元、接收線圈、補償網絡以及功率變換器；所述能量接收單元與所述補償網絡通過所述接收線圈以場域的形式相連，且用于接收所述觸頭模塊分斷過程電弧產生的能量以及分斷線路后的剩余能量，所述功率變換器與所述混合儲能單元相連，用于調控所述觸頭模塊能量。

5.根據權利要求1所述的低壓電磁開關能量循環控制系統，其特征在于，所述整流濾波單元經第四電壓采樣電路連接至所述控制模塊中的采樣單元，所述第四電壓采樣電路采樣所述整流濾波單元直流端的電壓，用于所述采樣單元判斷是否啟動所述雙向DC/DC模塊。

6.根據權利要求5所述的低壓電磁開關能量循環控制系統，其特征在于，所述交/直流電源經第三電壓采樣電路連接至所述控制模塊中的采樣單元，所述第三電壓采樣電路對所述交/直流電源的電壓值進行采樣，所述采樣單元將采樣電壓作為所述第一電磁模塊以及所述第二電磁模塊中電磁機構吸合以及分斷的判斷閾值。

7.根據權利要求6所述的低壓電磁開關能量循環控制系統，其特征在于，所述雙向DC/DC模塊包括一雙向DC/DC變換器，所述雙向DC/DC變換器一端與所述整流濾波單元直流端相連，另一端與所述混合儲能單元相連。

8.根據權利要求7所述的低壓電磁開關能量循環控制系統，其特征在于，當所述采樣單元判斷所述整流濾波單元直流端電壓超過上限安全閾值電壓時，所述雙向DC/DC變換器啟動，并工作于降壓模式，所述整流濾波單元直流端電壓經過降壓變換對所述混合儲能單元充電；所述控制模塊中的實時控制單元經過一數模轉換電路輸出第一電壓參考值，該第一電壓參考值結合所述雙向DC/DC變換器與所述混合儲能單元連接處輸出的電壓反饋值經誤差放大后形成第一電壓外環；該第一電壓外環經一第一補償環路后提供一第一電流參考值，并與所述混合儲能單元充電過程中的反饋電流比較，形成第一電流內環；該第一電流內環輸出控制信號至一第二驅動單元，并通過所述雙向DC/DC變換器，對輸出至所述混合儲能單元的電壓和電流進行動態穩定調節，直至所述整流濾波單元直流端電壓低于所述上限安全閾值電壓，關閉所述雙向DC/DC變換器。

9.根據權利要求7所述的低壓電磁開關能量循環控制系統，其特征在于，當所述采樣單元判斷所述整流濾波單元直流端電壓低于下限安全閾值電壓時，所述雙向DC/DC變換器啟動，并工作于升壓模式，所述混合儲能單元經過升壓變換對所述整流濾波單元直流端放電；所述控制模塊中的實時控制單元經過一數模轉換電路輸出第二電壓參考值，該第二電壓參考值結合所述雙向DC/DC變換器與所述整流濾波單元直流端連接處輸出的電壓反饋值后形成第二電壓外環；該第二電壓外環經一第二補償環路后提供一第二電流參考值，并與所述混合儲能單元放電過程中的反饋電流比較，形成第二電流內環；該第二電流內環輸出控制信號至一第二驅動單元，并通過所述雙向DC/DC變換器，對輸出至所述整流濾波單元直流端電壓進行動態穩定調節。