用于电磁推力致动机构的大电流输出智能控制装置制造方法
【专利摘要】本发明公开了一种用于电磁推力致动机构的大电流输出智能控制装置，包括断路器位置检测单元和控制装置本体，控制装置本体内设有控制电路板和双向晶闸管，控制电路板上设有环境温度检测模块、电压电流检测模块、DSP数字处理模块和驱动电路，断路器位置检测单元、环境温度检测模块、电压电流检测模块与DSP数字处理模块相连，DSP数字处理模块通过驱动电路与双向晶闸管相连，双向晶闸管分别与电磁推力致动机构的合闸线圈、分闸线圈相连。本发明具有能控制接通高达1000A及以上的放电电流、无机械触点、切换速度快、分散性小、可靠性高、抗电磁干扰强、驱动机构动作速度快的优点。
【专利说明】用于电磁推力致动机构的大电流输出智能控制装置
【技术领域】
[0001]本发明涉及真空断路器操动机构控制领域，具体涉及一种用于电磁推力致动机构的大电流输出智能控制装置。
【背景技术】
[0002]随着电气设备日益更新以及新技术的发展，真空断路器作为世界先进电磁推力致动机构，在电力系统中逐步推广开来，且其优越的性能、先进的控制技术越来越受用户的肯定。然而，电磁推力致动机构在被驱动的过程中，其峰值电流需要很高，最高可达1000A及以上，而市场上又没有与之配套的产品可替代。因此，如何提供一种用于电磁推力致动机构的大电流输出智能控制装置，从而解决电磁推力致动机构的真空断路器控制无法实现的这一难题，已经成为一项亟待解决的技术问题。
【发明内容】
[0003]本发明要解决的技术问题是提供一种能控制接通高达1000A及以上的放电电流、无机械触点、切换速度快、分散性小、可靠性高、抗电磁干扰强、驱动机构动作速度快的用于电磁推力致动机构的大电流输出智能控制装置。
[0004]为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为:
[0005]一种用于电磁推力致动机构的大电流输出智能控制装置，包括断路器位置检测单元和控制装置本体，所述控制装置本体内设有控制电路板和双向晶闸管，所述断路器位置检测单元包括布置于断路器上的常闭辅助接点和常开辅助接点，所述控制电路板上设有环境温度检测模块、电压电流检测模块、DSP数字处理模块和驱动电路，所述常闭辅助接点、常开辅助接点、环境温度检测模块、电压电流检测模块分别与DSP数字处理模块的输入端相连，所述DSP数字处理模块的输出端通过驱动电路与双向晶闸管相连，所述双向晶闸管分别与电磁推力致动机构的合闸线圈、分闸线圈相连。
[0006]作为上述技术方案的进一步改进:
[0007]所述控制电路板上还设有多个光电耦合器，所述常闭辅助接点、常开辅助接点、环境温度检测模块、电压电流检测模块分别通过光电耦合器与DSP数字处理模块的输入端相连，所述DSP数字处理模块的输出端通过光电耦合器与驱动电路相连。
[0008]还包括分别用于给合闸线圈、分闸线圈供电的两个充电模块，所述充电模块包括壳体、恒流恒压充电电路和并联布置的至少两个储能电容，所述壳体上设有输入端子和输出端子，所述恒流恒压充电电路通过输入端子与输入电源相连，所述恒流恒压充电电路的输出端通过输出端子与储能电容相连，所述储能电容与双向晶闸管相连，且所述储能电容还同时与合闸线圈或分闸线圈相连。
[0009]还包括手动控制单元，所述手动控制单元包括远地分闸开关、远地合闸开关、手动分闸开关、手动合闸开关，所述远地分闸开关、远地合闸开关、手动分闸开关、手动合闸开关分别与控制装置本体内的控制电路板相连。[0010]所述控制装置本体上设有大端子排和小端子排，所述双向晶闸管通过大端子排与充电模块以及合闸线圈或分闸线圈相连，所述控制电路板通过大端子排与电源相连，所述远地分闸开关、远地合闸开关、手动分闸开关、手动合闸开关分别通过小端子排与控制装置本体内的控制电路板相连。
[0011 ] 所述小端子排上设有通讯接口、合位输出接口、充电指示接口和告警输出接口，所述通讯接口、合位输出接口、充电指示接口和告警输出接口分别与控制装置本体内的控制电路板相连。
[0012]本发明具有下述优点:本发明包括断路器位置检测单元和控制装置本体，控制装置本体内设有控制电路板和双向晶闸管，控制电路板上设有环境温度检测模块、电压电流检测模块、DSP数字处理模块和驱动电路，本发明通过断路器位置检测单元的常闭辅助接点、常开辅助接点获取断路器的开、合闸状态，通过环境温度检测模块检测断路器的环境温度，通过电压电流检测模块检测断路器电压电流，然后DSP数字处理模块根据断路器的开/合闸状态、断路器的环境温度、断路器电压电流来控制驱动电路，通过驱动电路进一步控制双向晶闸管的工作状态，从而控制电磁推力致动机构的合闸线圈、分闸线圈的工作状态，能控制接通高达1000A及以上的放电电流，可靠性高、抗电磁干扰强，而且由于通过双向晶闸管控制合闸线圈、分闸线圈的无机械触点，切换速度仅为几毫秒，分散性小，具有无机械触点、切换速度快、分散性小、可靠性高、抗电磁干扰强、驱动机构动作速度快的优点。
【专利附图】
【附图说明】
[0013]为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0014]图1为本发明实施例的原理结构示意图。
[0015]图2为本发明实施例的逻辑框架结构示意图。
[0016]图例说明:1、断路器位置检测单元；11、常闭辅助接点；12、常开辅助接点；2、控制装置本体；21、大端子排；22、小端子排；3、控制电路板；31、环境温度检测模块；32、电压电流检测模块；33、DSP数字处理模块；34、驱动电路；35、光电耦合器；4、双向晶闸管；5、电磁推力致动机构；51、合闸线圈；52、分闸线圈；6、充电模块；61、壳体；611、输入端子；612、输出端子；62、恒流恒压充电电路；63、储能电容；7、手动控制单元；71、远地分闸开关；72、远地合闸开关；73、手动分闸开关；74、手动合闸开关。
【具体实施方式】
[0017]下面结合附图对本发明的优选实施例进行详细阐述，以使本发明的优点和特征能更易于被本领域技术人员理解，从而对本发明的保护范围做出更为清楚明确的界定。
[0018]如图1和图2所示，本实施例用于电磁推力致动机构的大电流输出智能控制装置，包括断路器位置检测单元I和控制装置本体2，控制装置本体2内设有控制电路板3和双向晶闸管4，断路器位置检测单元I包括布置于断路器上的常闭辅助接点11和常开辅助接点12，控制电路板3上设有环境温度检测模块31、电压电流检测模块32、DSP数字处理模块33和驱动电路34，常闭辅助接点11、常开辅助接点12、环境温度检测模块31、电压电流检测模块32分别与DSP数字处理模块33的输入端相连，DSP数字处理模块33的输出端通过驱动电路34与双向晶闸管4相连，双向晶闸管4采用具有较高电压电流裕量的大功率晶闸管模块，能够通过1000多安培的瞬时电流，双向晶闸管4分别与电磁推力致动机构5的合闸线圈51、分闸线圈52相连。
[0019]本实施例中，DSP数字处理模块33内置DSP微处理器，具有智能控制和通讯的功能，因此可以方便的设定其功能。DSP数字处理模块33可以提供RS-485通讯接口，为开关智能化提供了条件。DSP数字处理模块33具有完善的逻辑闭锁和防跳功能，还设计有自由脱扣逻辑，当操作回路电压低于设定值时，DSP数字处理模块33发出告警信息，并闭锁相应的出口，尽可能防止误动作的发生。
[0020]本实施例中，控制电路板3上还设有多个光电耦合器35，常闭辅助接点11、常开辅助接点12、环境温度检测模块31、电压电流检测模块32分别通过光电耦合器35与DSP数字处理模块33的输入端相连，DSP数字处理模块33的输出端通过光电耦合器35与驱动电路34相连。
[0021]本实施例还包括分别用于给合闸线圈51、分闸线圈52供电的两个充电模块6，充电模块6包括壳体61、恒流恒压充电电路62和并联布置的至少两个储能电容63,壳体61上设有输入端子611和输出端子612，恒流恒压充电电路62通过输入端子611与输入电源相连，恒流恒压充电电路62的输出端通过输出端子612与储能电容63相连，储能电容63与双向晶闸管4相连，且储能电容63还同时与合闸线圈51或分闸线圈52相连。
[0022]本实施例中，壳体61用金属外壳模块化封装，为铝合金材料一次冲压而成，外部带散热槽。恒流恒压充电电路62是恒流恒压型，可根据储能电容充电状态进行自行调节和关断，当给储能电容63充电过程中，充电电压和电流达到充电模块6的设定值后可闭锁输出，停止对其充电；当储能电容63放电完成后充电模块6检测到电压低于充电模块6的设定值，充电模块6开始启动对储能电容63再次充电，如此反复，端子方式连接，可直接安装，输入为交流、直流两用，具有充电功能，输出可对外接的大容量的储能电容63进行充电，输出电压连续可调，具有遥控关断功能，可遥控充电状态。储能电容63的电容值可以根据需要采用 30000 ?75000 μ F。
[0023]本实施例还包括手动控制单元7，手动控制单元7包括远地分闸开关71、远地合闸开关72、手动分闸开关73、手动合闸开关74，远地分闸开关71、远地合闸开关72、手动分闸开关73、手动合闸开关74分别与控制装置本体2内的控制电路板3相连，使得控制电路板3具有自动检测功能,对于内部故障和开关本体故障能够实时检测并及时告警和通过手动控制单元7进行闭锁开关操作，具有无源分合闸、有源分合闸两种控制方式，可以方便的同测控及保护装置连接，组成智能断路器系统。
[0024]本实施例中，控制装置本体2上设有大端子排21和小端子排22，双向晶闸管4通过大端子排21与充电模块6以及合闸线圈51或分闸线圈52相连，控制电路板3通过大端子排21与电源相连，远地分闸开关71、远地合闸开关72、手动分闸开关73、手动合闸开关74分别通过小端子排22与控制装置本体2内的控制电路板3相连。本实施例中，小端子排22上设有通讯接口(通讯接口 A和通讯接口 B)、合位输出接口(合位输出I和合位输出2)、充电指示接口(充电指示I和充电指示2)和告警输出接口(告警输出I和告警输出2)，通讯接口(通讯接口 A和通讯接口 B)、合位输出接口(合位输出I和合位输出2)、充电指示接口(充电指示I和充电指示2)和告警输出接口(告警输出I和告警输出2)分别与控制装置本体2内的控制电路板3相连。
[0025]综上所述，本实施例将各功能模块、DSP数字处理模块33通过PCB板连接成一个控制电路板3，采用时间分散性小、故障率低的双向晶闸管4 (固态继电器)为驱动电路，将各模拟、数字量输入集成处理，通过通讯电路、存储器和显示模块远传至主控制室PC极等后台设备，供值班人员参考与判断做进一步的操作。连线简单，抗干扰性和可靠性高；可根据需要对参数进行设定，将电路检测的结果进行实时的显示与传输；具有短路保护功能，输入电源脉动范围宽，电源交流直流均可采用；具有放跳功能，故障就地和通过通讯报警功能，具有无机械触点、切换速度快、分散性小、可靠性高、抗电磁干扰强、驱动机构动作速度快的优点。
[0026]以上所述仅为本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅限于上述实施方式，凡是属于本发明原理的技术方案均属于本发明的保护范围。对于本领域的技术人员而言，在不脱离本发明的原理的前提下进行的若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
【权利要求】
1.一种用于电磁推力致动机构的大电流输出智能控制装置，其特征在于:包括断路器位置检测单元(I)和控制装置本体(2 )，所述控制装置本体(2 )内设有控制电路板(3 )和双向晶闸管(4)，所述断路器位置检测单元(I)包括布置于断路器上的常闭辅助接点(11)和常开辅助接点(12)，所述控制电路板(3)上设有环境温度检测模块(31)、电压电流检测模块(32)、DSP数字处理模块(33)和驱动电路(34)，所述常闭辅助接点(11)、常开辅助接点(12)、环境温度检测模块(31)、电压电流检测模块(32)分别与DSP数字处理模块(33)的输入端相连，所述DSP数字处理模块(33)的输出端通过驱动电路(34)与双向晶闸管(4)相连，所述双向晶闸管(4)分别与电磁推力致动机构(5)的合闸线圈(51)、分闸线圈(52)相连。
2.根据权利要求1所述的用于电磁推力致动机构的大电流输出智能控制装置，其特征在于:所述控制电路板(3)上还设有多个光电耦合器(35)，所述常闭辅助接点(11)、常开辅助接点(12)、环境温度检测模块(31)、电压电流检测模块(32)分别通过光电耦合器(35)与DSP数字处理模块(33)的输入端相连，所述DSP数字处理模块(33)的输出端通过光电耦合器(35)与驱动电路(34)相连。
3.根据权利要求2所述的用于电磁推力致动机构的大电流输出智能控制装置，其特征在于:还包括分别用于给合闸线圈(51)、分闸线圈(52)供电的两个充电模块(6)，所述充电模块(6)包括壳体(61)、恒流恒压充电电路(62)和并联布置的至少两个储能电容(63)，所述壳体(61)上设有输入端子(611)和输出端子(612)，所述恒流恒压充电电路(62)通过输入端子(611)与输入电源相连，所述恒流恒压充电电路(62)的输出端通过输出端子(612)与储能电容(63)相连，所述储能电容(63)与双向晶闸管(4)相连，且所述储能电容(63)还同时与合闸线圈(51)或分闸线圈(52)相连。
4.根据权利要求3所述的用于电磁推力致动机构的大电流输出智能控制装置，其特征在于:还包括手动控制单元(7)，所述手动控制单元(7)包括远地分闸开关(71)、远地合闸开关(72)、手动分闸开关(73)、手动合闸开关(74)，所述远地分闸开关(71)、远地合闸开关(72)、手动分闸开关(73)、手动合闸开关(74)分别与控制装置本体(2)内的控制电路板(3)相连。
5.根据权利要求4所述的用于电磁推力致动机构的大电流输出智能控制装置，其特征在于:所述控制装置本体(2)上设有大端子排(21)和小端子排(22)，所述双向晶闸管(4)通过大端子排(21)与充电模块(6)以及合闸线圈(51)或分闸线圈(52)相连，所述控制电路板(3)通过大端子排(21)与电源相连，所述远地分闸开关(71)、远地合闸开关(72)、手动分闸开关(73)、手动合闸开关(74)分别通过小端子排(22)与控制装置本体(2)内的控制电路板(3)相连。
6.根据权利要求5所述的用于电磁推力致动机构的大电流输出智能控制装置，其特征在于:所述小端子排(22)上设有通讯接口、合位输出接口、充电指示接口和告警输出接口，所述通讯接口、合位输出接口、充电指示接口和告警输出接口分别与控制装置本体(2 )内的控制电路板(3)相连。
【文档编号】H01H33/66GK103441024SQ201310359638
【公开日】2013年12月11日 申请日期:2013年8月18日 优先权日:2013年8月18日
【发明者】陈爱军, 丁鑫, 龚存友 申请人:安徽硕日光电科技有限公司