高压集成接触器控制器的制造方法
【专利摘要】一种高压集成接触器控制器，包括控制器主体1、前置器2、机械运动行程检测电路3，控制器主体1嵌装于接触器体内，前置器2安装于安全并便于人机联系的位置，机械运动行程检测电路3安装于能够检测接触器开关管中动触头运动的位置。本实用新型提供一种适用于智能高压交流接触器的控制器，具有智能化程度高、功能齐全、结构简洁合理、运行可靠、可维行好、性价比高的特点。
【专利说明】高压集成接触器控制器
【技术领域】
[0001]本发明涉及高压接触器控制器领域，尤其是一种能够实现智能集成的高压接触器控制器。
【背景技术】
[0002]现有的智能集成高压接触器控制器主要存在抗强电磁干扰能力差和对开关机构控制精度差的缺陷，前者导致智能集成高压接触器整体可靠性下降，易造成电网安全事故、设备破坏事故；后者导致分、合闸控制速度慢、精度差，不能实现理想的“零投切”和分、合闸过程无弹跳的要求，整体功能不完备，实际过程中需要较多设备配套使用。
【发明内容】
[0003]本发明所要解决的技术问题在于，提供一种电路结构合理，整体性价比高的高压集成接触器控制器，具有强的抗电磁干扰能力和精确控制开关结构的能力。
[0004]为解决上述技术问题，本发明提供一种高压集成接触器控制器，包括控制器主体
1、前置器2、机械运动行程检测电路3，控制器主体I嵌装于接触器体内，前置器2安装于安全并便于人机联系的位置，机械运动行程检测电路3安装于能够检测接触器开关管中动触头运动的位置；前置器2与控制器主体I之间有下行串行通信通道30，下行串行通信通道30与微处理器电路8之间有串行通信接口电路10，串行通信接口电路10中有电气隔离器件，微处理器电路8与下行串行通信通道30之间在电气上隔离；控制器主体I与机械运动行程检测电路3之间使用多芯屏蔽线缆连接；控制器主体I包括滤波电路组6、接口电路组
7、微处理器电路8，滤波电路组6中有接配电电压互感器的电压滤波电路17、接负载电流互感器的电流滤波电路18、接分合闸线圈的线圈滤波电路19、接机械运动行程检测电路的行程检测滤波电路20、接交流电源的电源滤波电路21 ;接口电路组7中有电压测量接口电路22，电流测量接口电路23，分合闸线圈接口电路24，行程检测接口电路25，工作电源电路26，串行通信接口电路10 ;微处理器电路8中有核心器件CPU电路28，微处理器电路8分别与接口电路组7中的所有接口电路相连，再与滤波电路组6中的对应滤波电路相连。
[0005]机械运动行程检测电路3，包括3个传感器27，3个传感器27分别通过四根导线与控制器主体I中的行程检测滤波电路20相连，四根导线中的两根为电源线，两根为信号线。
[0006]前置器2中有微处理器电路11，与微处理器电路11相连的有彩色液晶屏15、下行串行通信接口 12、平行串行通信接口 13、上行串行通信接口 14 ;下行串行通信接口 12、平行串行通信接口 13、上行串行通信接口 14中有电气隔离器件下行串行通信通道30、平行串行通信通道58、上行串行通信通道16与微处理器电路11在电气上隔离，与微处理器电路11相连的还有人体感应电路57。
[0007]控制器主体I的外壳为双层金属，内层4为铝板，厚度不小于3mm，外层5为铁板，厚度不小于Imm ;滤波电路组6与接口电路组7之间有铝板9隔开，铝板厚度不小于3mm ;接口电路组7和微处理器电路8之间有铝板29隔开，铝板厚度不小于3mm。[0008]控制器主体I中的接口电路组7中有电源电路26，其包括整流电路31、隔离二极管32-35、降压稳压电路40、储能电容37-39 ;降压稳压电路40构成低压工作电源，储能电容37-39额定电压不小于300V、额定电容不小于500 μ F。
[0009]控制器主体I的接口电路组7中有分合闸接口电路24，分合闸接口电路24包括分合闸出口器件43、分合闸隔离驱动电路44、分合闸电流取样电路45、分合闸转换电路46 ；出口器件43为可关断电力电子器件；分闸回路由出口器件43、电流取样电路45、分合闸转换电路46第一连接点和线圈滤波电路19、分闸线圈59相连接后接入电源；合闸回路由出口器件43、电流取样电路45、分合闸转换电路46第二连接点和线圈滤波电路19、合闸线圈60相连接后接入电源。
[0010]控制器主体I的滤波电路组6中有接电源的滤波电路21，其包括滤波线圈47、滤波线圈的输入线48、滤波线圈输出线49、地线50，滤波线圈在圆环形铁芯上多线并绕，输入线48、输出线49和地线50三线之间接有滤波电路51-56。
【专利附图】
【附图说明】
[0011]图1是本发明的接触器控制器的整体结构图。
[0012]图2是本发明的机械行程检测电路的结构图。
[0013]图3是本发明的接触器控制器接口电路的电源电路的结构图。
[0014]图4是本发明的接触器控制器接口电路的分合闸控制接口电路的结构图。
[0015]图5是本发明的滤波电路的结构图。
[0016]1、控制器主体；2、前置器；3、机械运动行程检测电路；4、外壳内层；5、外壳外层；
6、滤波电路组；7、接口电路组；8、控制器主体微处理器电路；9、第一铝板；10、串行通信接口电路；11、前置器微处理器电路；12、下行串行通信接口 ；13、平行串行通信接口 ；14、上行串行通信接口 ；15、彩色液晶屏；16、上行串行通信通道17、电压滤波电路；18、电流滤波电路；19、线圈滤波电路；20、行程检测滤波电路；21、电源滤波电路；22、电压测量接口电路；23、电流测量接口电路；24、分合闸线圈接口电路；25、行程检测接口电路；26、工作电源电路；27、传感器；28、CPU电路；29、铝板；30、下行串行通信通道；31、整流电路；32_35、隔离二极管；36、滤波电容；37-39、储能电容；40、降压稳压电路；41、电阻；42、隔离器；43、分合闸出口器件；44、隔离驱动电路；45、电流取样电路；46、分合闸转换电路；47、滤波线圈；48、输入线；49、输出线；50、地线；51-56、滤波电路；57、人体感应电路；58、平行串行通信通道；59、分闸线圈；60、合闸线圈。
【具体实施方式】
[0017]为解决上述技术问题，本发明提供一种高压集成接触器控制器，包括控制器主体
1、前置器2、机械运动行程检测电路3，控制器主体I嵌装于高压接触器体内，前置器2安装于安全并便于人机联系的地方，机械运动行程检测电路3安装于能够检测接触器开关管中动触头运动的位置；前置器2与控制器主体I之间有下行串行通信通道30，使两者之间距离拉开，便于现场安装使用；下行串行通信通道30与微处理器电路8之间有串行通信接口电路10，串行通信接口电路10中有电气隔离器件，微处理器电路8与下行串行通信通道30之间在电气上隔离；控制器主体I与机械运动行程检测电路3之间使用多芯屏蔽线缆连接，屏蔽线缆提高干扰性。
[0018]如图1所示，控制器主体I包括滤波电路组6、接口电路组7、微处理器电路8，滤波电路组6中有接配电电压互感器的电压滤波电路17、接负载电流互感器的电流滤波电路18、接分合闸线圈的线圈滤波电路19、接机械运动行程检测电路的行程检测滤波电路20、接交直流220V/110V电源的电源滤波电路21 ;接口电路组7中有电压测量接口电路22，电流测量接口电路23，分合闸线圈接口电路24，行程检测接口电路25，工作电源电路26，串行通信接口电路10 ;微处理器电路8中有核心器件CPU电路28，微处理器电路8分别与接口电路组7中的所有接口电路相连，再与滤波电路组6中的对应滤波电路相连。以此测量配电电压的大小和相位、负载电流的大小和相位、接触器开关管中动触头在分合闸过程中的时间和速度以及经分合闸线圈控制接触器的分合闸；在接触器分闸状态时，微处理器电路8可以根据测得的加在接触器开关上的电压相位、接触器卡挂中动触头的运动时间与速度控制接触器开关的闭合时间点在接触器开关二端交流电压过零点；在接触器合闸状态时，微处理器电路8可以根据测得的接触器负载电流的相位、接触器开关中动触头的运动时间与速度控制接触器开关的断开时间点在通过接触器开关电流过零点，从而实现高压断路器“零投切”功能。
[0019]前置器2中有微处理器电路11，与微处理器电路11相连的有彩色液晶屏15、下行串行通信接口 12、平行串行通信接口 13、上行串行通信接口 14 ;下行串行通信接口 12、平行串行通信接口 13、上行串行通信接口 14中有电气隔离器件下行串行通信通道30、平行串行通信通道58、上行串行通信通道16与微处理器电路11在电气上隔离。以此提高微处理器电路11的电磁兼容性，微处理器电路11经下行串行通信接口电路12、下行串行通信通道
30、控制器主体I中串行通信接口电路10与本体中微处理器电路8进行通信交换信息。与微处理器电路11相连的还有人体感应电路57，人体感应电路57在人体接近时液晶屏发光显示，人体离开后延时熄灭以延长使用寿命，克服了液晶屏15是前置器2的可靠性瓶颈问题。
[0020]控制器主体I的外壳为双层金属，内层4为铝板，厚度不小于3_，外层5为铁板，厚度不小于Imm ;滤波电路组6与接口电路组7之间有铝板隔开，铝板厚度不小于3mm ;滤波电路与配电电压互感器、负载电路互感器、分合闸线圈、行程检测电路、交直流220V/110V电源的连接线使用多芯屏蔽线缆，屏蔽层金属经外壳接地；接口电路组7和微处理器电路8之间有铝板29隔开，铝板厚度不小于3mm，铝板对电场有屏蔽作用，铁板对磁场有屏蔽作用，二者达到一定厚度才能有效消除使用现场接触器投切电力电容器所产生的电磁干扰，保证装置可靠工作。
[0021]如图2所示，机械运动行程检测电路3，包括3个传感器27，3个传感器27分别通过四根导线与控制器主体I中的行程检测滤波电路20相连，四根导线中的两根为电源线，两根为信号线。传感器包括光栅片、发光器件和光敏器件，发光器件发光面向光敏器件的光敏面，发光器件和光敏器件安装在固定体上，光栅片安装在接触器动触头驱动连杆上，在发光器件与光敏器件之间的间隙中运动；由光敏器件信号处理电路，在光栅片运动时产生的光信号变化通过计算得到机械运动的时间、速度、行程等参数。
[0022]如图3所示，控制器主体I中的接口电路组7中有电源电路26，其包括整流电路
31、隔离二极管32-35、降压稳压电路40、储能电容37-39;整流电路31使输入交流、直流输出均为直流，因此装置交直流输入通用；降压稳压电路40构成低压工作电源，储能电容37-39额定电压不小于300V、额定电容不小于500 μ F，用于储能供三相分合闸，使外部电源失电后仍能进行分闸控制，隔离二极管32-35用于电源分流并输出相互隔离，减小相互间受输出的影响；电阻41、隔离器42组成停电保护接口电路，当整流电路31无电压输出时，电阻41降压又经隔离器件42电器隔离后传至控制器主体8，控制器主体8因此控制接触器分闸，分闸电能由储能电容37-39提供。
[0023]如图4所示，控制器主体I的接口电路组7中有分合闸接口电路24，分合闸接口电路24包括分合闸出口器件43、分合闸隔离驱动电路44、分合闸电流取样电路45、分合闸转换电路46 ;出口器件43为可关断电力电子器件；可关断电力电子器件为IGBT管或MOS管或晶体三极管；分闸回路由出口器件43、电流取样电路45、分合闸转换电路46第一连接点和线圈滤波电路19、分闸线圈59相连接后接入电源；合闸回路由出口器件43、电流取样电路45、分合闸转换电路46第二连接点和线圈滤波电路19、合闸线圈60相连接后接入电源。控制器主体8接受前置器2的分闸合闸命令后，通过隔离驱动电路44使分合闸出口器件43导通，分合闸转换电路46因此通电使接触器分合闸，控制器主体8同时从电流取样电路45取得分合闸电流的大小，并与设定值比较，通过隔离驱动电路44、出口器件43进行调节分合闸转换电路46的电流大小，从而使分合闸各种参数精确控制在设定范围内。
[0024]如图5所示，控制器主体I的滤波电路组6中有接电源的滤波电路21，其包括滤波线圈47、滤波线圈的输入线48、滤波线圈输出线49、地线50，滤波线圈在圆环形铁芯上多线并绕，输入线48、输出线49和地线50三线之间接有滤波电路51-56。
[0025]尽管本发明就优选实施方式进行了示意和描述，但本领域的技术人员应当理解，只要不超出本发明的权利要求所限定的范围，可以对本发明进行各种变化和修改。
【权利要求】
1.一种高压集成接触器控制器，其特征在于，包括:控制器主体(1)、前置器(2)、机械运动行程检测电路(3 )，控制器主体(1)嵌装于接触器体内，前置器(2 )安装于安全并便于人机联系的位置，机械运动行程检测电路(3)安装于能够检测接触器开关管中动触头运动的位置；前置器(2)与控制器主体(1)之间有下行串行通信通道(30)，下行串行通信通道(30)与微处理器电路(8)之间有串行通信接口电路(10)，串行通信接口电路(10)中有电气隔离器件，微处理器电路(8)与下行串行通信通道(30)之间在电气上隔离；控制器主体(O与机械运动行程检测电路(3)之间使用多芯屏蔽线缆连接；控制器主体(1)包括滤波电路组(6)、接口电路组(7)、微处理器电路(8)，滤波电路组(6)中有接配电电压互感器的电压滤波电路(17 )、接负载电流互感器的电流滤波电路(18 )、接分合闸线圈的线圈滤波电路(19 )、接机械运动行程检测电路的行程检测滤波电路(20 )、接交流电源的电源滤波电路(21);接口电路组(7 )中有电压测量接口电路(22 )、电流测量接口电路(23 )、分合闸线圈接口电路(24 )、行程检测接口电路(25 )、工作电源电路(26 )、串行通信接口电路(10 );微处理器电路(8 )中有核心器件CPU电路(28 )，微处理器电路(8 )分别与接口电路组(7 )中的所有接口电路相连，再与滤波电路组(6)中的对应滤波电路相连。
2.如权利要求1所述的高压集成接触器控制器，其特征在于，所述机械运动行程检测电路(3)，包括3个传感器(27)，3个传感器(27)分别通过四根导线与控制器主体(1)中的行程检测滤波电路(20)相连，四根导线中的两根为电源线，两根为信号线。
3.如权利要求1所述的高压集成接触器控制器，其特征在于，前置器(2)中有微处理器电路(11)，与微处理器电路(11)相连的有彩色液晶屏(15)、下行串行通信接口(12)、平行串行通信接口(13)、上行串行通信接口(14);下行串行通信接口(12)、平行串行通信接口(13)、上行串 行通信接口(14)中有电气隔离器件，下行串行通信通道(30)、平行串行通信通道(58 )、上行串行通信通道(16 )与微处理器电路(11)在电气上隔离，与微处理器电路(11)相连的还有人体感应电路(57 )。
4.如权利要求1所述的高压集成接触器控制器，其特征在于，控制器主体(1)的外壳为双层金属，内层(4)为招板,厚度不小于3mm,外层(5)为铁板,厚度不小于Imm ;滤波电路组(6)与接口电路组(7)之间有铝板(9)隔开，铝板厚度不小于3mm。
5.如权利要求4所述的高压集成接触器控制器，其特征在于，接口电路组(7)和微处理器电路(8)之间有铝板(29)隔开，铝板厚度不小于3mm。
6.如权利要求1所述的高压集成接触器控制器，其特征在于，控制器主体(1)中的接口电路组(7)中有电源电路(26)，其包括整流电路(31)、隔离二极管(32-35)、降压稳压电路(40)、储能电容(37-39);降压稳压电路(40)构成低压工作电源，储能电容(37-39)额定电压不小于300V、额定电容不小于500 μ F。
7.如权利要求1所述的高压集成接触器控制器，其特征在于，控制器主体(1)的接口电路组(7 )中有分合闸接口电路(24)，分合闸接口电路(24)包括分合闸出口器件(43 )、分合闸隔离驱动电路(44)、分合闸电流取样电路(45)、分合闸转换电路(46);出口器件(43)为可关断电力电子器件；分闸回路由出口器件(43)、电流取样电路(45)、分合闸转换电路(46)第一连接点和线圈滤波电路(19)、分闸线圈(59)相连接后接入电源；合闸回路由出口器件(43)、电流取样电路(45)、分合闸转换电路(46)第二连接点和线圈滤波电路(19)、合闸线圈(60 )相连接后接入电源。
8.如权利要求7所述的高压集成接触器控制器，其特征在于，可关断电力电子器件为IGBT管或MOS管或晶体三极管。
9.如权利要求1所述的高压集成接触器控制器，其特征在于，控制器主体(1)的滤波电路组(6 )中有接电源的滤波电路(21)，其包括滤波线圈(47 )、滤波线圈的输入线(48 )、滤波线圈输出线(49)、地线(50)，滤波线圈在圆环形铁芯上多线并绕，输入线(48)、输出线(49)和地线(50 )三线之间接有滤波电路(51-`56 )。
【文档编号】G05B19/04GK203673278SQ201420019466
【公开日】2014年6月25日 申请日期:2014年1月13日 优先权日:2014年1月13日
【发明者】朱永书, 王春华, 夏武, 张金峰, 董金奇, 徐晓娴, 冯国伟, 杨建 , 张波, 翁伟东, 钱培泉, 李晓菊, 纪陈平 申请人:江苏现代电力科技股份有限公司