一种基于多脉波整流器的高压断路器电机操动机构的制作方法

本发明涉及高压断路器领域，尤其涉及一种基于多脉波整流器的高压断路器电机操动机构。

背景技术：

随着我国电网规模的不断扩大和用户对供电可靠性的要求不断提高，电力系统对高压开关设备的可靠性以及智能化操作提出了更高的要求。高压开关是电力系统中重要的开关设备，具有控制和保护双重功能，对电力系统的安全运行具有重要意义。操动机构作为高压开关的主要运动部件，直接驱动断路器动触头进行运动，是影响断路器工作可靠性和稳定性的重要因素之一。

随着电力电子技术的发展，学者们提出了基于各种不同类型电机的高压开关操动机构，这些电动机操动机构，结构简单，运动部件大大减少，操作过程机械应力小，噪音小，可靠性较高，维护简单。

现有技术中高压断路器电动机操动机构需要逆变器驱动电机旋转完成分合闸操作，逆变器的供电电源通常来自不可控整流器，不可控整流器在运行过程中会导致电网电压波形产生畸变，并产生电流谐波，导致了电网上其它电气设备的不能正常运行，使得设备效率降低、电网局部振荡、继电保护和自动装置的误动作等的技术问题。

技术实现要素：

本发明提供了一种基于多脉波整流器的高压断路器电机操动机构，用于解决现有技术中由不控整流器供电的驱动电机旋转完成高压断路器分合闸操作的高压断路器电机操动机构的逆变器在运行过程中会导致电网电压波形产生畸变，并产生电流谐波，导致了电网上其它电气设备的不能正常运行，使得设备效率降低、电网局部振荡、继电保护和自动装置的误动作等的技术问题。

本发明提供的一种基于多脉波整流器的高压断路器电机操动机构，包括：

12脉波整流器、逆变器、控制器、电机、传感器和高压断路器主轴；

所述电机的转轴与所述高压断路器主轴固定连接，用于带动所述高压断路器主轴旋转；

所述12脉波整流器包括：三绕组变压器、第一三相整流电路和第二三相整流电路；

所述三绕组变压器的原边包含第一变压器绕组，所述三绕组变压器的副边包含第二变压器绕组和第三变压器绕组，所述第二变压器绕组与所述第一三相整流电路的交流侧连接，所述第三变压器绕组与所述第二三相整流电路的交流侧连接，所述第一三相整流电路和所述第二三相整流电路在直流侧并联连接；

所述逆变器的直流侧与所述12脉波整流器直流输出端连接，所述逆变器的交流侧与所述电机的定子绕组连接；

所述控制器的第一输出端与所述逆变器的输入端连接，用于控制所述逆变器，使得所述逆变器驱动电机旋转。

优选地，所述高压断路器电机操动机构还包括，储能电容；

所述储能电容并联在所述12脉波整流器直流输出端的的正极母线和负极母线之间。

优选地，所述高压断路器电机操动机构还包括，放电电阻和空气开关；

所述放电电阻和所述空气开关串联形成放电支路，所述放电支路连接在所述12脉波整流器直流输出端的的正极母线和负极母线之间。

优选地，所述高压断路器电机操动机构还包括：充电电阻和晶闸管；

所述充电电阻和所述晶闸管并联后形成充电支路，所述充电支路串联在所述12脉波整流器直流输出端的的正极母线或负极母线上。

优选地，所述高压断路器电机操动机构还包括：传感器；

所述传感器的输入端与所述电机连接，用于测量所述电机的转轴位置及所述转轴的旋转速度；

所述传感器的输出端与所述控制器的输入端连接。

优选地，所述第二变压器绕组和所述第三变压器绕组输出线电压的幅值相同且相位相差30度。

优选地，所述第一三相整流电路和所述第二三相整流电路均为三相不可控整流电路。

优选地，所述第一变压器绕组为三角形接法。

优选地，所述第二变压器绕组为三角形接法。

优选地，所述第三变压器绕组为星型接法。

从以上技术方案可以看出，本发明具有以下优点：

本发明提供的一种基于多脉波整流器的高压断路器电机操动机构，包括：12脉波整流器、逆变器、控制器、电机、传感器和高压断路器主轴；所述电机的转轴与所述高压断路器主轴固定连接，用于带动所述高压断路器主轴旋转；所述12脉波整流器包括：三绕组变压器、第一三相整流电路和第二三相整流电路；所述三绕组变压器的原边包含第一变压器绕组，所述三绕组变压器的副边包含第二变压器绕组和第三变压器绕组，所述第二变压器绕组与所述第一三相整流电路的交流侧连接，所述第三变压器绕组与所述第二三相整流电路的交流侧连接，所述第一三相整流电路和所述第二三相整流电路在直流侧并联连接；所述逆变器的直流侧与所述12脉波整流器直流输出端连接，所述逆变器的交流侧与所述电机的定子绕组连接；所述控制器的第一输出端与所述逆变器的输入端连接，用于控制所述逆变器，使得所述逆变器驱动电机旋转。

本发明中，提出了一种基于12脉波整流器的高压断路器电机操动机构驱动系统，可以减少注入电网的谐波电流，减轻高压断路器电动机操动机构对电网的干扰，同时12脉波整流器具有输出直流电压纹波小的优点，有利于高压断路器电动机操动机构的行程控制，提高了操动机构的控制性能，解决了现有技术中由不控整流器供电的驱动电机旋转完成高压断路器分合闸操作的高压断路器电机操动机构的逆变器在运行过程中会导致电网电压波形产生畸变，并产生电流谐波，导致了电网上其它电气设备的不能正常运行，使得设备效率降低、电网局部振荡、继电保护和自动装置的误动作等的技术问题。

附图说明

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性的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。

图1为本发明提供的一种基于多脉波整流器的高压断路器电机操动机构的一个实施例的结构示意图；

图2为本发明提供的一种12脉波整流器的结构示意图；

其中，附图标记如下：

101、12脉波整流器；1011、三绕组变压器；1012、第一三相整流电路；1013、第二三相整流电路；102、逆变器；103、控制器；104、电机；105、传感器；106、高压断路器主轴；107、传感器；c、；r1、；k1、；r、；k、；vd1、vd1、第一二极管；vd2、第二二极管；vd3、第三二极管；vd4、第四二极管；vd5、第五二极管；vd6、第六二极管；vd7、第七二极管；vd8、第八二极管；vd9、第九二极管；vd10、第十二极管；vd11、第十一二极管；vd12、第十二二极管。

具体实施方式

本发明实施例提供了一种基于多脉波整流器的高压断路器电机操动机构，解决了现有技术中由不控整流器供电的驱动电机旋转完成高压断路器分合闸操作的高压断路器电机操动机构的逆变器在运行过程中会导致电网电压波形产生畸变，并产生电流谐波，导致了电网上其它电气设备的不能正常运行，使得设备效率降低、电网局部振荡、继电保护和自动装置的误动作等的技术问题。

为使得本发明的发明目的、特征、优点能够更加的明显和易懂，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，下面所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而非全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1，本发明实施例提供的一种基于多脉波整流器的高压断路器电机操动机构，包括：

12脉波整流器101、逆变器102、控制器103、电机104、传感器105和高压断路器主轴106；

所述电机104的转轴与所述高压断路器主轴106固定连接，用于带动所述高压断路器主轴106旋转；

所述12脉波整流器101包括：三绕组变压器1011、第一三相整流电路1012和第二三相整流电路1013；

所述三绕组变压器的原边包含第一变压器绕组，所述三绕组变压器的副边包含第二变压器绕组和第三变压器绕组，所述第二变压器绕组与所述第一三相整流电路的交流侧连接，所述第三变压器绕组与所述第二三相整流电路的交流侧连接，所述第一三相整流电路和所述第二三相整流电路在直流侧并联连接；

所述逆变器102的直流侧与所述12脉波整流器101直流输出端连接，所述逆变器102的交流侧与所述电机104的定子绕组连接；

所述控制器103的第一输出端与所述逆变器102的输入端连接，用于控制所述逆变器102，使得所述逆变器102驱动电机104旋转。

进一步的，还包括：传感器105；

所述传感器107的输入端与所述电机104连接，用于测量所述电机104的转轴位置及所述转轴的旋转速度；

所述传感器107的输出端与所述控制器103的输入端连接。

以上是对一种基于多脉波整流器的高压断路器电机操动机构进行的描述，下面将对12脉波整流器进行详细的描述。

参照图2，本发明提供的一种基于多脉波整流器的高压断路器电机操动机构的另一个实施例，包括：

所述12脉波整流器101包括：三绕组变压器1011、第一三相整流电路1012和第二三相整流电路1013；

所述三绕组变压器的原边包含第一变压器绕组，所述三绕组变压器的副边包含第二变压器绕组和第三变压器绕组，所述第二变压器绕组与所述第一三相整流电路的交流侧连接，所述第三变压器绕组与所述第二三相整流电路的交流侧连接，所述第一三相整流电路和所述第二三相整流电路在直流侧并联连接；

进一步的，还包括，储能电容c；

所述储能电容c并联在所述12脉波整流器101直流输出端的的正极母线和负极母线之间。

进一步的，还包括，放电电阻r1和空气开关k1；

所述放电电阻r1和所述空气开关k1串联形成放电支路，所述放电支路连接在所述12脉波整流器101直流输出端的的正极母线和负极母线之间。

进一步的，还包括：充电电阻r和晶闸管k；

所述充电电阻r和所述晶闸管k并联后形成充电支路，所述充电支路串联在所述12脉波整流器101直流输出端的的正极母线或负极母线上。

启动时，晶闸管k断开，电源经过充电电阻r对储能电容c充电，储能电容c电压稳定后，晶闸管k导通，从而避免了充电过程中过大的电流冲击。系统停机并且输入电源断开后，合上空气开关k1给储能电容c放电，可以防止工作人员误触电容而触电。

进一步的，所述第二变压器绕组和所述第三变压器绕组输出线电压的幅值相同且相位相差30度。

进一步的，所述第一三相整流电路1012和所述第二三相整流电路1013均为三相不可控整流电路。

需要说明的是，第一二极管vd1、第二二极管vd2、第三二极管vd3、第四二极管vd4、第五二极管vd5、第六二极管vd6、第七二极管vd7、第八二极管vd8、第九二极管vd9、第十二极管vd10、第十一二极管vd11、第十二二极管vd12、，由它们组成两个三相不可控整流桥。

进一步的，所述第一变压器绕组为三角形接法

进一步的，所述第二变压器绕组为三角形接法

进一步的，所述第三变压器绕组为星型接法。

所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，上述描述的系统，系统和单元的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。

以上所述，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。