专利名称：一种同步永磁操动电气(器)开关的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种电气(器)开关，尤其是同步永磁操动电气(器)开关。
背景技术：
目前，人们为了对电气(器)设备进行投切，常使用机械开关。如各种交直流继电器或交流接触器或交流断路器或负荷开关或真空断路器等。但是，这些机械开关都有着合或分的单次行程时间闻达20 50晕秒、分散度2、晕秒的缺陷,如此长的合分闸时间已至少覆盖了一个正玄波，其所通过的最大工作电流可达被合分设备的短路电流。为此，其主触头都在额定工作电流的基础上留有极大地裕量，即短路电量，以备其在合或分闸时能承受的巨大过流能量，尤为在投切容性和感性负载时，故开关的制造成本相当昂贵。且这种装置的机械开关却由于合分闸信号器的输出仍为传统的人工直接操作信号(如按钮)或远距离的电信号，而不能避免操动的随机性，不能充分的发挥快速功效，进而也无法大幅度降低开关的 成本。
发明内容本实用新型要解决的技术问题为克服现有技术中的不足之处，提供一种能在电压或电流的过零点进行主触头合分操作的同步永磁操动电气(器)开关。所采用的技术方案含有线圈和与其电联接的合分闸信号器，该开关还包括一个传感器和一个合分闸控制部件，所述传感器的输入端联接电网线路，以输出线路的电压或电流或电磁场变化信号；所述合分闸控制部件接收来自所述合分闸信号器与传感器的输出信号，而其输出端与所述的线圈的输入端联接，用于在接到合分闸信号后使所述开关于电压或电流过零点时合分。作为技术方案的进一步改进，所述的传感器为电压传感器或电流传感器或霍尔元件或光纤电压传感器或光纤电流传感器；所述的电压传感器为电压互感器或电阻分压器或电容分压器；所述的电流传感器为电流互感器或电流分流器；所述的合分闸控制部件，采用主控制器和驱动器构成形式；所述的主控制器为电压或电流过零点检测器。驱动器为延时触发器，用于检测电压或电流的过零点，以使所述开关在过零点时合分；所述的主控器为数字信号处理器(DSP)，驱动器为驱动放大电路，用于将电压或电流或电磁场信号转换成时间函数，预测出下一个过零点时刻，，以使所述开关在过零点时合分；所述的合分闸信号器为接通电信号的手动按钮或受控于上位微机的触发器。相对于现有技术的有益效果是，其一，由于开关的合分与否除了要有合分闸信号的输入外，还受控于合分闸控制部件，而该控制部件在接到合分闸信号器送来的信号后，仅在电压或电流过零点之前(约3毫秒，此为开关的动作时间)才向线圈提供工作电流，故开关的主触头的合分是在电压或电流过零点时才进行的，这就使主触头的关合消除了合闸闸涌流，避免了对电网的过流冲击，极大地提高了电流系统的稳定性，同时也减少了合闸过电压，主触头的开断也变的简单易行，不会产生拉弧现象而影响开关寿命，大大提高了开关的开断能力，极大的降低了机械开关的制造和使用的成本，以及维护保养的费用；其二，不论关合还是开断，均不会对电网产生任何不利影响，尤为合分的是电容器组或电压器负载；其三，将其用于三相电力电网非直接地系统弧光接地过电压保护装置中作为高压交流接触器，可在最短时间内消除弧光接地产生的不稳定状态，而避免由弧光接地产生过电压对电网内各种电气(器)设备的冲击损害；其四，由数字信号处理器(DSP)和驱动放大电路构成的主控器和驱动器，使合分闸控制部件的控制精度得到提高和便于调整合分时刻，它可在先转换出传感器传来的电压或电流或电磁场信号的时间函数基础上，精确地推算出过零点时刻，在根据配用开关永磁操动装置的机械开关的合或分的时间为3毫秒，加上分散度0. I毫秒才2. 9或3. I毫秒的情况，决 定主触头的合分时刻，或进一步考虑到容性或感性负载的特殊情况，增加或减小相应的延时时间，以达到最佳的合分效果；其五，仅增设一个传感器和一个合分闸控制部件就使得开关的成本得以大幅度降低，使其性能价格比远远高于同类开关，也高于晶闸开关，尤为将其用于三相交流系统时更为明显。
以下结合附图
对本实用新型的优选方式作进一步详细描述。图I是本实用新型用于单相时的一种实施例电路结构原理图；图2是图I中合分闸控制部件的主控器为电压或电流过零点检测器，驱动器为延时触发器时的一种电路原理图；图3是图I中合分闸控制部件的主控器为数字信号处理器(DSP)，驱动为驱动放大电路时的一种电路原理图。
具体实施方式
实施例I :参见图I、图2，传感器4选用电压互感器，其初级经熔断器3跨接于线路两端、次级与串接在线圈I回路中的合分闸控制部件2联接；合分闸控制部件2由主控器和驱动器构成，其中，主控器为电压或电流过零点检测器21，它由双向光电藕合器0PT0IS0、电阻R1、R2组成，双向光电耦合器0PT0IS0的输入端与限流电阻Rl串接于传感器4的输出回路中、输出端与合分闸信号器5 —起接与门20，该与门20的输出端联接作为驱动器的延时触发器22的输入端，延时触发器22由电阻R3、电容Cl和三极管BGl组成，延时时间为7毫秒，其输出端与线圈I联接；合分闸信号器5为连接电信号的手动按钮。使用时，按下作为合分闸信号器5的手动按钮,合分闸信号与双向光电稱合器0PT0IS0送来的过零点信号一起使与门20输出一信号，此信号使延时触发器22工作，延时触发器22延时7毫秒后接通线圈I的工作电源，使本实用新型在正玄波的下一个过零点时合分。实施例2 :参见图I、图3，传感器4选用电阻分压器，其输入端经熔断器3跨接于线路两端、输出端与串接在线圈I回路中的合分闸控制部件2联接；合分闸控制部件2由主控器和驱动器构成，其中，主控器为数字信号处理器(DSP)，现选用型号为TMS320F28335，它的内存中预存有时间函数或换算公式，其模拟量输入口与电阻分压器的输出端联接，数字量输入口接分闸信号器5，输出端脚与驱动放大电路24联接；驱动放大电路24为三极管BG2,其输出端与线圈I联接,合分闸信号器5为受控于上位微机的触发器。[0015]使用时，数字信号处理器(DSP)接到上位微机发出的合分闸信号后，分次由传感器4处将电压信号输入，以与内存中的时间函数进行分析比较，或依i=Imsin(wt+ f )关系式，用解三元一次方程的换算公式将分三次输入的电流信号的时间函数求出，并由求得的时间函数计算出过零点时刻，再减去开关的动作时间和分散度后得到延迟时间，当延迟时间到时就启动驱动放大电路24去接通线圈I的工作电源，使本实用新型在过零点时合分闸。当系统电流大于设定的短路动作电流后。由传感器4采集的电流信号转化为电压信号，由AD (模拟量到数字量的转换芯片)采集此电压信号。变为可计算的数字信号。由高速的数字信号处理器(DSP)进行进行计算。在短路发生后的5ms内，可以计算出系统中电流的周期分量和非周期分量。参考的短路电流方程I = Iml*sint(wt)+Im2*exp(-t/T),并且预测第一过零和第二过零时刻。提高了过零预测的准确性，同时为开关的可靠分断提供了保障。本实用新型也可用于三相交流系统，它仅是在分别启动三只驱动器工作的时序上略有不同，单这对于本领域普通技术人员来说是显而易见的变换均落在本实用新型的保护 范围之内。
权利要求1.一种同步永磁操动电气(器)开关，含有线圈(I)和与其电联接的合分闸信号器(5)，其特征在于该开关还包括一个传感器(4)和一个合分闸控制部件(2)，所述传感器(4)的输入端联接电网线路，以输出线路的电压或电流或电磁场变化信号；所述合分闸控制部件(2)接收来自所述合分闸信号器(5)与传感器(4)的输出信号，而其输出端与所述线圈(I)的输入端联接，用于在接到合分闸信号后使开关关于电压或电流过零点时合分。
2.根据权利要求I所述的同步永磁操动电气(器)开关，其特征在于所述传感器(4)为电压传感器或电流传感器或霍尔元件或光纤电压传感器或光纤电流传感器。
3.根据权利要求2所述的同步永磁操动电气(器)开关，其特征在于所述电压传感器为电压互感器或电阻分压器或电容分压器。
4.根据权利要求2所述的同步永磁操动电气(器)开关，其特征在于所述电流传感器为电流互感器或电流分流器。
5.根据权利要求I所述的同步永磁操动电气(器)开关，其特征在于所述的合分闸控制部件(2 )，采用主控制器和驱动器构成的形式。
6.根据权利要求5所述的同步永磁操动电气(器)开关，其特征在于所述主控制器为电压或电流过零点检测器(21)，驱动器为延时触发器(22)，用于检测电压或电流的过零点，以使开关在过零点时合分。
7.根据权利要求5所述的同步永磁操动电气(器)开关，其特征在于所述主控制器为数字信号处理器(DSP)，选用型号为TMS320F28335 ;所述驱动器为驱动放大电路(24)，采用三极管BG2，其输出端与线圈(I)联接。
8.根据权利要求I所述的同步永磁操动电气(器)开关，其特征在于所述合分闸信号器(5)为接通电信号的手动按钮或受控于上位微机的触发器。
专利摘要本实用新型公开了一种同步永磁操动电气(器)开关，含有线圈和与其电联接的合分闸信号器，该开关还包括传感器和合分闸控制部件，传感器的输入端联接所述开关所接的线路，以输出线路的电压或电流或电磁场变化信号，合分闸控制部件接收来自合分闸信号器与传感器的输出信号，而其输出端与线圈的输入端联接，用于在接到合分闸信号后使所述开关于电压或电流过零点时合分；所述的合分闸控制部件由主控制器和驱动器构成，所述的主控制器为电压或电流过零点检测器或数字信号处理器(DSP)，驱动器为延时触发器或驱动放大电路。本实用新型可广泛地用于控制各种电气(器)设备的合分。
文档编号H02H3/08GK202488088SQ20122007592
公开日2012年10月10日 申请日期2012年3月2日 优先权日2012年3月2日
发明者王川 申请人:合肥麦斯韦舜捷电力科技有限公司