专利名称：一种断路器双稳态永磁操动机构电气控制系统的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种电气控制系统，尤其是涉及一种断路器双稳态永磁操动机构电气控制系统。
背景技术：
目前，中压断路器所使用的操动机构中，双稳态永磁机构由于其结构简单、故障源少、可靠性高等特点得到广泛关注，且双稳态永磁机构已成为中压电气制造业和运行部门的热点。同时，双稳态永磁机构的操控部分也成为一个技术关键点，这一部分的设计运用，直接关系到永磁断路器能否可靠运行。现有双稳态永磁机构的驱动电源一般由大容量电解电容提供，并用大功率MOS管进行开断控制。实际使用过程中，由于电解电容有一定的寿命，且带电运行时长期处于高温状态下，因而要定期维护及更换，给正常使用带来一定的不便。
实用新型内容本实用新型所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种断路器双稳态永磁操动机构电气控制系统，其电路设计合理、接线方便、投入成本较低且使用操作简便、使用效果好，能有效解决现有断路器双稳态永磁机构所采用电解电容驱动方式存在的使用操作不便、需定期检修并更换电解电容等问题。为解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案是:一种断路器双稳态永磁操动机构电气控制系统，其特征在于:包括PWM控制器、与PWM控制器相接的参数输入模块、对所控制断路器的动触头移动位置进行实时检测的动触头位置检测单元、对所控制断路器的合闸线圈进行通 断电控制的IGBT模块一、对所控制断路器的分闸线圈进行通断电控制的IGBT模块二、对IGBT模块一进行驱动的IGBT驱动模块一、对IGBT模块二进行驱动的IGBT驱动模块二、分别与PWM控制器相接的逻辑控制电路一和逻辑控制电路二以及为各用电单元进行供电的供电单元，所控制断路器的操动机构为双稳态永磁操动机构，且所述供电单元包括直流屏电源和与直流屏电源相接的电压转换模块，所述PWM控制器、IGBT模块一、IGBT模块二、IGBT驱动模块一、IGBT驱动模块二、逻辑控制电路一和逻辑控制电路二均与电压转换模块相接，所述合闸线圈和分闸线圈均与直流屏电源相接，所述动触头位置检测单元与PWM控制器相接；所述逻辑控制电路一和逻辑控制电路二分别与IGBT驱动模块一和IGBT驱动模块二相接，且IGBT驱动模块一和IGBT驱动模块二分别与IGBT模块一和IGBT模块二相接；所述PWM控制器为32位嵌入式微处理器。上述一种断路器双稳态永磁操动机构电气控制系统，其特征是:所述PWM控制器与逻辑控制电路一之间接有数字隔离电路模块一，且PWM控制器与逻辑控制电路二之间接有数据隔离电路模块二。上述一种断路器双稳态永磁操动机构电气控制系统,其特征是:所述IGBT模块一和IGBT模块二均为IGBT模块G80N60。[0007]上述一种断路器双稳态永磁操动机构电气控制系统，其特征是:所述IGBT驱动模块一和IGBT驱动模块二均为IR2110功率驱动集成芯片。上述一种断路器双稳态永磁操动机构电气控制系统，其特征是:还包括对所控制断路器的防误闭锁装置的闭锁状态进行实时检测的闭锁状态检测装置，所述闭锁状态检测装置与PWM控制器相接。本实用新型与现有技术相比具有以下优点:1、电路设计合理、接线方便且投入成本较低。2、使用操作简便且使用效果好，采用32位嵌入式微处理器且利用PWM斩波数字调制方式，通过控制IGBT模块通断来驱动合分闸线圈，以保证动作过程中控制曲线平滑合
理，故障率小。3、采用直流屏电源对各用电单元进行供电，能量大且几乎无衰减，不仅大大减少了运行期间对于电气控制部分的维护费用，甚至可以说是免维护，而且降低了断路器的加工成本，有效解决了现有断路器双稳态永磁机构所采用电解电容驱动方式存在的使用操作不便、需定期检修并更换电解电容等问题。综上所述，本实用新型电路设计合理、接线方便、投入成本较低且使用操作简便、使用效果好，能有效解决现有断路器双稳态永磁机构所采用电解电容驱动方式存在的使用操作不便、需定期检修并更换电解电容等问题。下面通过附图和实施例，对本实用新型的技术方案做进一步的详细描述。
图1为本实用新型的电路原理框图。附图标记说明:I—PWM控制器；2-1—数字隔离电路模块一；2-2—数据隔离电路模块二 ；3—合闸线圈；4-1—IGBT 模块一；4-2—IGBT 模块二；5—分闸线圈；6-1 — IGBT 驱动模块一； 6-2 — IGBT 驱动模块二；7-1 一逻辑控制电路一 ； 7_2—逻辑控制电路二 ； 8_1—直流屏电源；8-2 —电压转换模块； 9一动触头位置检测单元；10—参数输入模块；11 一闭锁状态检测装置。
具体实施方式
如图1所示，本实用新型包括PWM控制器1、与PWM控制器I相接的参数输入模块
10、对所控制断路器的动触头移动位置进行实时检测的动触头位置检测单元9、对所控制断路器的合闸线圈3进行通断电控制的IGBT模块一 4-1、对所控制断路器的分闸线圈5进行通断电控制的IGBT模块二 4-2、对IGBT模块一 4_1进行驱动的IGBT驱动模块一 6_1、对IGBT模块二 4-2进行驱动的IGBT驱动模块二 6_2、分别与PWM控制器I相接的逻辑控制电路一 7-1和逻辑控制电路二 7-2以及为各用电单元进行供电的供电单元，所控制断路器的操动机构为双稳态永磁操动机构，且所述供电单元包括直流屏电源8-1和与直流屏电源8-1相接的电压转换模块8-2，所述PWM控制器1、IGBT模块一 4_1、IGBT模块二 4_2、IGBT驱动模块一 6-1、IGBT驱动模块二 6-2、逻辑控制电路一 7-1和逻辑控制电路二 7_2均与电压转换模块8-2相接，所述合闸线圈3和分闸线圈5均与直流屏电源8-1相接，所述动触头位置检测单元9与PWM控制器I相接。所述逻辑控制电路一 7-1和逻辑控制电路二 7-2分别与IGBT驱动模块一 6-1和IGBT驱动模块二 6_2相接，且IGBT驱动模块一 6_1和IGBT驱动模块二 6-2分别与IGBT模块一 4-1和IGBT模块二 4_2相接。所述PWM控制器I为32位嵌入式微处理器。本实施例中，所述PWM控制器I与逻辑控制电路一 7-1之间接有数字隔离电路模块一 2-1，且PWM控制器I与逻辑控制电路二 7-2之间接有数据隔离电路模块二 2-2。实际使用过程中，通过逻辑控制电路一 7-1和逻辑控制电路二 7-2实现PWM控制器I所输出两路PWM信号之间的逻辑互锁。本实施例中，所述IGBT模块一 4-1和IGBT模块二 4_2均为IGBT模块G80N60。所述IGBT驱动模块一 6-1和IGBT驱动模块二 6_2均为IR2110功率驱动集成芯片。实际使用时，所述IGBT模块一 4-1和IGBT模块二 4_2分别通过PWM控制器I进行PWM斩波调节，能够满足系统的运行要求，而FAIRCHILD公司生产的IGBT模块G80N60的工作性能优良且耐受能力强。IR公司生产的IR2110功率驱动集成芯片，技术成熟且工作性能稳定、可靠。实际使用时，所述IGBT模块一 4-1和IGBT模块二 4_2也采用其它类型的IGBT模块。并且，所述IGBT驱动模块一 6-1和IGBT驱动模块二 6_2也可以采用其它类型的功率驱动芯片。本实施例中，本实用新型还包括对所控制断路器的防误闭锁装置的闭锁状态进行实时检测的闭锁状态检测装置11，所述闭锁状态检测装置11与PWM控制器I相接。实际使用过程中，所述闭锁状态检测装置11对所述防误闭锁装置的闭锁状态进行实时检测，并将所检测信号同步传送至PWM控制器I。实际操作过程中，当需对所控制断路器进行合闸时，所述PWM控制器I需根据闭锁状态检测装置11的检测结果对所述防误闭锁装置的闭、解锁状态进行判断，且当所述防误闭锁装置处于解锁状态时，才能对所控制断路器进行合闸操作。以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例，并非对本实用新型作任何限制，凡是根据本实用新型技 术实质对以上实施例所作的任何简单修改、变更以及等效结构变化，均仍属于本实用新型技术方案的保护范围内。
权利要求1.一种断路器双稳态永磁操动机构电气控制系统，其特征在于:包括PWM控制器(I)、与PWM控制器(I)相接的参数输入模块(10)、对所控制断路器的动触头移动位置进行实时检测的动触头位置检测单元(9)、对所控制断路器的合闸线圈(3)进行通断电控制的IGBT模块一(4-1)、对所控制断路器的分闸线圈(5)进行通断电控制的IGBT模块二(4-2)、对IGBT模块一(4-1)进行驱动的IGBT驱动模块一(6_1)、对IGBT模块二(4_2)进行驱动的IGBT驱动模块二( 6-2 )、分别与PWM控制器(I)相接的逻辑控制电路一(7_1)和逻辑控制电路二(7-2)以及为各用电单元进行供电的供电单元，所控制断路器的操动机构为双稳态永磁操动机构，且所述供电单元包括直流屏电源(8-1)和与直流屏电源(8-1)相接的电压转换模块(8-2)，所述PWM控制器(I)、IGBT模块一(4-1)、IGBT模块二(4_2)、IGBT驱动模块一(6-1)、IGBT驱动模块二(6-2)、逻辑控制电路一(7-1)和逻辑控制电路二( 7_2)均与电压转换模块(8-2)相接，所述合闸线圈(3)和分闸线圈(5)均与直流屏电源(8-1)相接，所述动触头位置检测单元(9 )与PWM控制器(I)相接；所述逻辑控制电路一(7-1)和逻辑控制电路二(7-2)分别与IGBT驱动模块一(6-1)和IGBT驱动模块二(6_2)相接，且IGBT驱动模块一(6-1)和IGBT驱动模块二( 6-2 )分别与IGBT模块一(4_1)和IGBT模块二( 4-2 )相接；所述PWM控制器(I)为32位嵌入式微处理器。
2.按照权利要求1所述的一种断路器双稳态永磁操动机构电气控制系统，其特征在于:所述PWM控制器(I)与逻辑控制电路一(7-1)之间接有数字隔离电路模块一(2-1 )，且PWM控制器(I)与逻辑控制电路二( 7-2 )之间接有数据隔离电路模块二( 2-2 )。
3.按照权利要求1或2所述的一种断路器双稳态永磁操动机构电气控制系统，其特征在于:所述IGBT模块一(4-1)和IGBT模块二(4-2)均为IGBT模块G80N60。
4.按照权利要求3所述的一种断路器双稳态永磁操动机构电气控制系统，其特征在于:所述IGBT驱动 模块一(6-1)和IGBT驱动模块二(6-2)均为IR2110功率驱动集成芯片。
5.按照权利要求1或2所述的一种断路器双稳态永磁操动机构电气控制系统，其特征在于:还包括对所控制断路器的防误闭锁装置的闭锁状态进行实时检测的闭锁状态检测装置(11)，所述闭锁状态检测装置(11)与PWM控制器(I)相接。
专利摘要本实用新型公开了一种断路器双稳态永磁操动机构电气控制系统，包括PWM控制器、参数输入模块、动触头位置检测单元、对合闸线圈进行通断电控制的IGBT模块一、对分闸线圈进行通断电控制的IGBT模块二、IGBT驱动模块一、IGBT驱动模块二、分别与PWM控制器相接的逻辑控制电路一和逻辑控制电路二以及为各用电单元供电的供电单元，所控制断路器的操动机构为双稳态永磁操动机构，供电单元包括直流屏电源和与直流屏电源相接的电压转换模块。本实用新型电路设计合理、接线方便、投入成本较低且使用操作简便、使用效果好，能解决现有断路器双稳态永磁机构所采用电解电容驱动方式存在的使用操作不便、需定期检修并更换电解电容等问题。
文档编号H01H33/59GK203134689SQ201320127169
公开日2013年8月14日 申请日期2013年3月19日 优先权日2013年3月19日
发明者钱昱澎, 李化, 陈建平, 王靖洁, 胡占强, 苏晓东, 宫展力, 闫应礼, 张建荣, 陈维 申请人:西安森源配电自动化设备有限公司