一种高压断路器永磁电机操动机构驱动控制器的制造方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及输变电设备驱动控制器技术领域，尤其涉及一种高压断路器永磁电机操动机构驱动控制器。
【背景技术】
[0002]高压断路器是电力系统中最重要的控制和保护设备。操动机构是控制断路器进行分闸和合闸操作的机构。目前比较常用的操动机构主要有电磁操动机构、弹簧操动机构、气动操动机构和液压操动机构等。永磁电机控制器是永磁电机操动机构的核心部分，它的性能直接影响故障的排除效果和断路器的可靠工作，由于驱动控制器需要瞬间的大功率放电，会对内部元器件造成冲击和干扰，同时驱动器在外部收到雷电、高压线路、温度、湿度等诸多因素的影响。
[0003]申请号为200610134094.7的发明专利公开一种高压断路器直线电机操动机构，属于输变电设备技术领域。其结构包括有直线电机及伺服控制器，直线电机的次级和高压断路器的动触头通过绝缘拉杆连接，直线电机通过其上的电枢绕组以及位置和速度传感器与伺服控制器连接。本发明的优点:机构质量小，运动惯量小，动能大大减小，能量损耗减小，使得大部分能量都用到了断路器动触头动能上，提高了能量的使用效率。并具有如下特点:体积小，重量轻；结构简单，高可靠；高效率，低能耗；快速响应和高精度；运动过程可控。
[0004]申请号为201080065843.X的发明专利公开了一种电磁操作机构的驱动电路。在使开关(14)闭合，利用充电后的电容器(11)对闭合用线圈(5)进行励磁，来驱动可动铁心(2)，以闭合未图示真空阀时，若断开开关(24)及开关(28)，则即使因来自线圈(5)的电磁感应而在线圈(6)中产生电压，也不会有电流流过，不会产生功耗。另外，若在直到开关
(14)断开之前使开关(18)闭合，则在开关(14)断开时流过线圈(5)的电流会转变方向而流至包含电阻(17)的串联电路(19)，因此，能抑制线圈(5)中所发生的电压。在使开关(24)闭合，利用电容器(21)对断开用线圈(6)进行励磁，来反向驱动可动铁心(2)，以断开真空阀时，通过使开关(14)及开关(18)断开，从而即使因来自线圈(6)的电磁感应而在线圈(5)中产生电压，也不会有电流流过，不会产生功耗。
[0005]以上方案，并未对操动机构的驱动控制器作为明确创新与保护，针对驱动控制器这一比较重要但脆弱的环节，需要提出一种合理方案，使其具有具有驱动能力强、速度快、电平容性好、使用灵活方便、成本低廉和可靠度高等优点。
【实用新型内容】
[0006]本实用新型的目的在于解决上述技术问题，提供一种高压断路器永磁电机操动机构驱动控制器，具备通讯功能，可以配合断路器组成区域网络，通过监控中心的上位机界面控制断路器的分合闸，同时监测网络中断路器的运行状况。
[0007]为实现上述目的，本实用新型所采用的技术方案是:一种高压断路器永磁电机操动机构驱动控制器，包括相互连接的检测模块和控制模块，所述检测模块与所述控制模块均与电源模块连接，所述控制模块连接传输模块；所述控制模块包括单片机与驱动控制电路，所述传输模块包括开关量传输单元与串行通信单元，所述检测模块包括电容器电压检测电路。
[0008]所述驱动控制电路包括分合闸控制模块，所述分合闸控制模块包括电压检测模块、储能电容和功率开关器件。
[0009]所述功率开关器件为绝缘栅双极型晶体管。
[0010]所述开关量传输单兀包括开关量输入电平转换电路和继电器输出电路。
[0011 ] 所述电源模块包括多路开关电源与稳压电路。
[0012]所述电容器电压检测电路包括线性光耦。
[0013]所述串行通信单元包括RS485串行通信接口电路。
[0014]高压断路器永磁电机操作机构有以下的优点:运动部件只有一个，简单可靠；采用电容器作为操作电源，操作能耗比较小，效率高；具有较高的快速响应能力和较高的精度，符合真空断路器的特性要求；采用现代的控制理论和基于微处理器的数字控制系统，可以准确控制断路器的开断和关合时间，还可以按照预定的曲线运动，能够很方便实现通信、实时监测和故障诊断功能。由于驱动器需要瞬间的大功率放电，会对内部元器件造成冲击和干扰，同时驱动器在外部收到雷电、高压线路、温度、湿度等诸多因素的影响，所以相对于其他部件，驱动器是比较重要但很脆弱的一个环节。
[0015]本实用新型永磁电机操动机构驱动器的工作方式分为正常运行方式与故障运行方式，其中，正常运行方式的控制器实时检测储能电容器的性能与电压，当电压低于预设值时，通过电源模块为电容器充电，反之则停止充电，同时监测电网参数和断路器状态，将相应的参数显示输出；故障运行方式则是根据实时监测到的故障情况进行分析、判断与预设数据进行比较后发出相应的操作指令，电机一次只接受分闸或合闸指令，能够避免多个信号同时输入引起机构的误动作，提高机构可靠性，同时将相应的故障代码发给上位机。
[0016]本实用新型所研制出的一种具备通讯功能的永磁电机机构驱动器可以配合断路器组成区域网络，在该网络中通过监控中心的上位机界面控制断路器的分、合闸，同时监测网络中断路器的运行状况，驱动器采用工业上常用的RS485通信，具有很强的共模干扰抑制力，且对传输介质物理层要求简单，采用普通的双绞线就可以组成网络。
【附图说明】
[0017]图1是本实用新型装置的结构示意图。
[0018]图2是本实用新型电源模块的稳压电路图。
[0019]图3是本实用新型开关量传输单元的开关量输入电平转换电路图。
[0020]图4是本实用新型开关量传输单元的继电器输出电路图。
[0021 ] 图5是本实用新型串行通信接口电路图。
【具体实施方式】
[0022]如图1至图5所示，一种高压断路器永磁电机操动机构驱动控制器，包括相互连接的检测模块I和控制模块2，检测模块I与控制模块2均与电源模块3连接，控制模块2连接传输模块4 ;控制模块2包括单片机5与驱动控制电路，传输模块包括开关量传输单元与串行通信单元10，检测模块包括电容器电压检测电路；驱动控制电路包括分合闸控制模块6，分合闸控制模块包括电压检测模块7、储能电容8和功率开关器件9 ;功率开关器件为绝缘栅双极型晶体管，即IGBT管；开关量传输单元包括开关量输入电平转换电路11和继电器输出电路12 ;电源模块包括多路开关电源13与稳压电路14 ;电容器电压检测电路包括线性光耦；串行通信单元包括RS485串行通信接口电路。
[0023]控制器正常工路电压，且各路间相隔离。因此本驱动器采用了多路开关电源进行供电。为了进一步增强CPU电路的电源稳定性外接KA7805稳压电路，如图2所示。其中U为电源电压，Uo为控制器供电电压。R1、R2为输出电压调节电阻。此稳压电路可在5 — 12V稳压范围内实现输出电压连续可调节。精度可达到0.04以上，可以满足实际需求，其它电源直接取自电源模块。
[0024]控制模块包括单片机与驱动控制电路，由于控制系统用于高压断路器的操动机构中，其特殊的工作机理要求实时性比较强，特别是在分、合闸过程中。需实现精确的换向控制，作为整个控制系统的核心。微处理器需要具有较高的性能，以实