[發(fā)明專利]一種快速電磁斥力機(jī)構(gòu)的陡脈沖電路

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201910334118.0
• 申請(qǐng)日: 2019-04-24
• 公開（公告）號(hào): CN110112029B
• 公開（公告）日: 2021-07-20
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 淡淑恒;胡德霖
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 上海電力學(xué)院
• 主分類號(hào): H01H33/59
• 分類號(hào): H01H33/59
• 代理公司: 上海科盛知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 31225
• 代理人: 楊宏泰

本發(fā)明涉及一種快速電磁斥力機(jī)構(gòu)的陡脈沖電路，包括充電電容C、晶閘管TR、續(xù)流二極管D以及驅(qū)動(dòng)金屬盤和動(dòng)導(dǎo)電桿動(dòng)作的盤狀空芯線圈L，該電路還包括空芯變壓器L1，充電電容C正極依次通過晶閘管TR、反向設(shè)置的續(xù)流二極管D與充電電容C負(fù)極連接，空芯變壓器L1初級(jí)線圈一端連接到晶閘管TR與反向設(shè)置的續(xù)流二極管D之間，另一端與充電電容C負(fù)極連接，其次級(jí)線圈一端A通過盤狀空芯線圈L與次級(jí)線圈另一端B連接與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有快速可靠熄弧、對(duì)緩沖機(jī)構(gòu)沖擊小等優(yōu)點(diǎn)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及高壓直流斷路器領(lǐng)域，尤其是涉及一種快速電磁斥力機(jī)構(gòu)的陡脈沖電路。

背景技術(shù)

機(jī)械式高壓直流斷路器具有如結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本低廉等優(yōu)點(diǎn)，而且它的重要組成部分快速高壓真空斷路器由于采用了斥力機(jī)構(gòu)作為真空斷路器的操作機(jī)構(gòu)而使得它的關(guān)合尤其是分?jǐn)嘈阅苣軌驖M足快速的要求。快速斥力機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)分閘功能是通過以下方式完成：

如圖1所示的控制電路當(dāng)給晶閘管觸發(fā)信號(hào)后晶閘管導(dǎo)通，提早充電的電容器通過晶閘管對(duì)無鐵磁材料的空芯的電感線圈放電，在電感線圈中有振蕩電流產(chǎn)生，在空芯線圈的前面有一個(gè)金屬盤，該金屬盤和真空斷路器的動(dòng)導(dǎo)電桿相連，彼此是一個(gè)運(yùn)動(dòng)的整體。當(dāng)電感線圈中流過變化的電流時(shí)它的周圍產(chǎn)生了變化的磁場(chǎng)，該變化的磁場(chǎng)在金屬盤中產(chǎn)生渦流，渦流和線圈中的電流之間產(chǎn)生力的作用，這個(gè)力引起真空斷路器的動(dòng)觸頭及動(dòng)導(dǎo)電桿的運(yùn)動(dòng)，使得真空斷路器分閘。分閘過程中電感L中流過的電流越陡則金屬盤和空芯線圈之間的力越大，對(duì)比不同的電流陡度與產(chǎn)生的力及動(dòng)導(dǎo)電桿的行程曲線，如圖2所示，特意研究了線圈中通入直線上升的電流，都不相同，然后讓電流維持不變一段時(shí)間，計(jì)算出在此期間觸頭的行程曲線及電磁斥力的大小。從圖2可見電流的陡度越大則產(chǎn)生的電磁斥力最大值越大，而且電磁斥力最大值出現(xiàn)的時(shí)刻就是電流最大值出現(xiàn)的時(shí)刻；電流陡度對(duì)行程曲線的影響為：在相同的時(shí)刻陡度越大的電流對(duì)應(yīng)的行程越大。機(jī)械式直流斷路器在開斷時(shí)非常需要在剛分?jǐn)鄷r(shí)剛分速度要大，在投入轉(zhuǎn)移支路時(shí)刻真空斷路器的分?jǐn)嗑嚯x及開距要盡可能大，開距越大對(duì)高壓真空斷路器的電弧熄滅越有利，對(duì)高壓真空斷路器的弧后恢復(fù)過程越有利，對(duì)機(jī)械式高壓直流斷路器的開斷越有利。但是圖1中電流的陡度受晶閘管的導(dǎo)通參數(shù)電流變化率的制約不能太大，而且圖1中產(chǎn)生的電流是高頻振蕩電流，它產(chǎn)生的電流波形如圖3所示。為了使得電磁斥力機(jī)構(gòu)能夠產(chǎn)生更大的剛分速度及更長的行程，就要提出能夠產(chǎn)生陡度更大的電流的電路。圖1所示的電路產(chǎn)生的是振蕩電流，振蕩頻率越高則電流陡度越大，通過調(diào)節(jié)電感和電容可以改變陡度。但是圖1的電路參數(shù)是互相關(guān)聯(lián)影響的。減小了電容就需要增大電容上的電壓，減小了電感其實(shí)就是減少線圈的匝數(shù)，相應(yīng)地就需要提高金屬盤的導(dǎo)電能力，改變金屬盤的材料。因此單純改變圖1的某個(gè)電路參數(shù)難以達(dá)到改變電流陡度的效果。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的就是為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷而提供一種快速電磁斥力機(jī)構(gòu)的陡脈沖電路。

本發(fā)明的目的可以通過以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)：

一種快速電磁斥力機(jī)構(gòu)的陡脈沖電路，包括充電電容、晶閘管、續(xù)流二極管以及驅(qū)動(dòng)金屬盤和動(dòng)導(dǎo)電桿動(dòng)作的盤狀空芯線圈，該電路還包括空芯變壓器，所述的充電電容正極依次通過晶閘管、反向設(shè)置的續(xù)流二極管與充電電容負(fù)極連接，所述的空芯變壓器初級(jí)線圈一端連接到晶閘管與反向設(shè)置的續(xù)流二極管之間，另一端與充電電容負(fù)極連接，其次級(jí)線圈一端通過盤狀空芯線圈與次級(jí)線圈另一端連接。

該電路還包括一泄放電阻，所述的泄放電阻設(shè)置在續(xù)流二極管的正極與充電電容負(fù)極之間。

該電路的工作原理為：

當(dāng)控制電路向晶閘管發(fā)出觸發(fā)信號(hào)后晶閘管導(dǎo)通，先行充電的充電電容通過晶閘管向空芯變壓器線圈放電，在空芯變壓器的一次繞組中產(chǎn)生震蕩電流，進(jìn)而在空芯變壓器二次繞組中相應(yīng)產(chǎn)生陡度變大的震蕩電流，使得金屬斥力盤中產(chǎn)生的斥力增大速度變快，產(chǎn)生的運(yùn)動(dòng)速度變大，進(jìn)而增大在相同時(shí)間間隔內(nèi)金屬斥力盤的位移，從而提高機(jī)械式高壓直流斷路器的開斷能力。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn)：