一种永磁真空断路器控制系统的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种永磁真空断路器控制系统，包括静触头、动触头、灭弧室、绝缘拉杆、行程传感器、主轴、操作轴、永磁操作机构、控制模块，所述静触头、动触头安装在灭弧室内，动触头通过绝缘拉杆与主轴相连，所述主轴通过操作轴与永磁操作机构相连，所述控制模块与永磁操作机构相连并向永磁操作机构发出动作信号，所述行程传感器安装在绝缘拉杆上，行程传感器检测到的行程反馈信号传送给控制模块，所述永磁操作机构线圈上的电流反馈信号与控制模块相连。本发明通过双闭环控制永磁操作机构，使触头运动特性处于受控状态，提高了控制系统的鲁棒性及控制精度，保证永磁操作机构动作的稳定性，提高真空断路器智能化操作水平。
【专利说明】
一种永磁真空断路器控制系统
技术领域
[0001]本发明涉及永磁真空断路器控制技术领域，特别是涉及一种永磁真空断路器控制系统。
【背景技术】
[0002]断路器作为电力系统中重要的开关设备，它既能在正常的工作情况下接通或分断负载电流，而且当系统处于过载、短路、欠压等故障状态时也能够及时自动切断故障电路，进而实现对系统用电设备和电缆等的保护作用。当系统故障被排除后，断路器又可以迅速地使系统恢复正常供电。此外，断路器既可以进行本地操作，也可以实现远程操作。真空断路器操动机构在不采用任何控制技术操动过程中，合闸相位是随机的，会导致电力系统的暂态过程，降低电力系统的安全性与稳定性，严重影响电力系统中一次、二次设备的正常工作。研究断路器的智能控制技术既能够提高断路器动作稳定性，抑制电力系统暂态过程，对切实提高电力系统设备的使用寿命有着重要意义。但是，目前的控制系统实际运行中不能够精确地控制合闸相位实现同步关合，对电力系统涌流和过电压的抑制能力低。
【发明内容】
[0003]本发明的目的为了能够精确地控制合闸相位实现同步关合，提供一种永磁真空断路器控制系统，利用行程反馈信号、电流反馈信号与预设曲线进行比较，通过双闭环控制永磁操作机构，使触头运动特性处于受控状态，提高了控制系统的鲁棒性及控制精度，保证永磁操作机构动作的稳定性，提高真空断路器智能化操作水平。
[0004]本发明所要求解决的技术问题可以通过以下技术方案来实现:
[0005]—种永磁真空断路器控制系统，包括静触头、动触头、灭弧室、绝缘拉杆、行程传感器、主轴、操作轴、永磁操作机构、控制模块，所述静触头、动触头安装在灭弧室内，动触头通过绝缘拉杆与主轴相连，所述主轴通过操作轴与永磁操作机构相连，所述控制模块与永磁操作机构相连并向永磁操作机构发出动作信号，所述行程传感器安装在绝缘拉杆上，行程传感器检测到的行程反馈信号传送给控制模块，所述永磁操作机构线圈上的电流反馈信号与控制模块相连。
[0006]进一步地，所述灭弧室为真空灭弧室。
[0007]进一步地，所述控制模块包括整流桥、PffM驱动、第一比较器、第二比较器、选择器、第一调节器、第二调节器，所述第一比较器输入端与参考行程曲线和行程反馈信号相连，第一比较器输出端与选择器的输入端相连;选择器的一个输出与第二比较器输入端相连，另一个输出端经过第一调节器与第二比较器输入端相连;所述第二比较器的输入端还与电流反馈信号相连，第二比较器输出端经过第二调节器、PWM驱动与整流桥相连，所述整流桥与永磁操作机构相连。
[0008]进一步地，所述第一比较器的同相输入端接参考行程曲线，反相输入端接行程反馈信号。
[0009]进一步地，所述第二比较器的同相输入端分别接有选择器的输出端、第一调节器的输出端，反相输出端接电流反馈信号。
[0010]进一步地，所述第一调节器为PI调节器。
[0011]进一步地，所述第二比较器为PI调节器。
[0012]本发明的有益效果:一种永磁真空断路器控制系统，利用行程反馈信号、电流反馈信号与预设曲线进行比较，通过双闭环控制永磁操作机构，使触头运动特性处于受控状态，提高了控制系统的鲁棒性及控制精度，保证永磁操作机构动作的稳定性，提高真空断路器智能化操作水平。
【附图说明】
[0013]图1为本发明控制系统原理框图。
【具体实施方式】
[0014]为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体图示，进一步阐述本发明。
[0015]具体实施时，结合图1，一种永磁真空断路器控制系统，包括静触头、动触头、灭弧室、绝缘拉杆、行程传感器、主轴、操作轴、永磁操作机构、控制模块。静触头、动触头安装在灭弧室内，动触头通过绝缘拉杆与主轴相连，主轴通过操作轴与永磁操作机构相连，控制模块与永磁操作机构相连并向永磁操作机构发出动作信号，行程传感器安装在绝缘拉杆上，行程传感器检测到的行程反馈信号传送给控制模块，永磁操作机构线圈上的电流反馈信号与控制模块相连。灭弧室为真空灭弧室。控制模块包括整流桥、PWM驱动、第一比较器、第二比较器、选择器、第一调节器、第二调节器。第一比较器同相输入端与参考行程曲线相连，反相输入端与行程反馈信号相连，第一比较器输出端与选择器的输入端相连;选择器的一个输出与第二比较器同相输入端相连，选择器的另一个输出端经过第一调节器与第二比较器同相输入端相连;第二比较器的反相输入端与电流反馈信号相连，第二比较器输出端经过第二调节器、PWM驱动与整流桥相连，整流桥与永磁操作机构相连。第一调节器为PI调节器。第二比较器为PI调节器。
[0016]具体工作时，本发明控制系统采用的双闭环调速控制，内环为电流环，外环为位置环。通过实时检测触头的行程反馈信号与预设的参考行程曲线进行比较，得到位置环的偏差信号。当位置环的偏差信号在外环偏差阈值内时，选择器输出偏差信号(位置曲线)经过第一调节器(PI调节器)参数调节后作为电流环的输入信号与反馈电流信号进行比较，得到的比较结果经过第二调节器(PI调节器)参数调节，确定PWM驱动信号，实现对触头运动特性的闭环控制。当外环偏差信号不在外环偏差阈值内，则选择器输出参考电流曲线与反馈电流信号进行比较，得到的比较结果经过第二调节器(PI调节器)参数调节，确定HVM驱动信号，实现对触头运动特性的闭环控制。双闭环控制既避免由于传感器误差造成的速度响应有超调、稳态误差较大、对负载的适应能力差等缺点，又能够有效控制永磁操作机构触头行程与线圈电流，使触头运动特性处于受控状态，提高了控制系统的鲁棒性及控制精度，保证永磁操作机构动作的稳定性，提高真空断路器智能化操作水平。
[0017]以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等同物界定。
【主权项】
1.一种永磁真空断路器控制系统，其特征在于:包括静触头、动触头、灭弧室、绝缘拉杆、行程传感器、主轴、操作轴、永磁操作机构、控制模块，所述静触头、动触头安装在灭弧室内，动触头通过绝缘拉杆与主轴相连，所述主轴通过操作轴与永磁操作机构相连，所述控制模块与永磁操作机构相连并向永磁操作机构发出动作信号，所述行程传感器安装在绝缘拉杆上，行程传感器检测到的行程反馈信号传送给控制模块，所述永磁操作机构线圈上的电流反馈信号与控制模块相连。2.按照权利要求1所述的一种永磁真空断路器控制系统，其特征在于:所述灭弧室为真空灭弧室。3.按照权利要求1所述的一种永磁真空断路器控制系统，其特征在于:所述控制模块包括整流桥、PWM驱动、第一比较器、第二比较器、选择器、第一调节器、第二调节器，所述第一比较器输入端与参考行程曲线和行程反馈信号相连，第一比较器输出端与选择器的输入端相连;选择器的一个输出与第二比较器输入端相连，另一个输出端经过第一调节器与第二比较器输入端相连;所述第二比较器的输入端还与电流反馈信号相连，第二比较器输出端经过第二调节器、PWM驱动与整流桥相连，所述整流桥与永磁操作机构相连。4.按照权利要求3所述的一种永磁真空断路器控制系统，其特征在于:所述第一比较器的同相输入端接参考行程曲线，反相输入端接行程反馈信号。5.按照权利要求3所述的一种永磁真空断路器控制系统，其特征在于:所述第二比较器的同相输入端分别接有选择器的输出端、第一调节器的输出端，反相输出端接电流反馈信号。6.按照权利要求3所述的一种永磁真空断路器控制系统，其特征在于:所述第一调节器为PI调节器。7.按照权利要求3所述的一种永磁真空断路器控制系统，其特征在于:所述第二比较器为PI调节器。
【文档编号】H01H33/666GK105938777SQ201610375062
【公开日】2016年9月14日
【申请日】2016年5月30日
【发明人】刘传洋, 唐征
【申请人】安徽征圣智能科技有限公司