一种断路器智能控制器的供电装置的制造方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种断路器智能控制器的供电装置，属于断路器技术领域。该供电装置包括作为主供电单元的第一供电单元，以及用于在第一供电单元无法供电情况下可临时进行供电的第二供电单元；所述第二供电单元包括压电取能装置、电压转换电路，所述压电取能装置可通过压电效应将外部机械能转换为电能，并经所述电压转换电路转换为与智能控制器相适配的电压后供智能控制器使用。本实用新型还公开了一种断路器智能控制器及一种断路器。相比现有技术，本实用新型能够在自供能电路、辅助电源等主供电单元异常时，为断路器智能控制器提供稳定可靠的临时供电，且操作方便，无需定期维护、更换，环保无污染。
【专利说明】
一种断路器智能控制器的供电装置
技术领域
[0001]本实用新型涉及一种断路器智能控制器的供电装置，属于断路器技术领域。
【背景技术】
[0002]目前，电网智能化正在快速发展，其对配电系统智能化的要求也进一步提高。低压断路器作为配电系统中的重要元件，在配电和线路保护中起着重要的作用。智能控制器是低压断路器的中枢控制部件，它承载着断路器的各种测量、保护、报警、故障诊断等功能，其功能越丰富，自身的功耗越大，对供电系统的要求也越高。现有断路器智能控制器通常采用自供能方式进行供电，即利用能量线圈从断路器所保护主回路中提取电能供智能控制器使用。然而，当主回路电压波动较大或者断路器跳闸情况下，智能控制器的正常供电会受到影响。为了保证智能控制器能正常工作，可以在自供电基础上增加辅助电源来为其供电。
[0003]当断路器跳闸并且无辅助电源(或者辅助电源故障)情况下，智能控制器不能工作，无法查看其存储的故障信息、保护整定参数等相关内容，会严重影响配电保护的安全性和可靠性。为了解决上述问题，部分厂商在智能控制器上增加电池或储能电容，当智能控制器断电时为其提供临时供电，但这种临时供电方式存在以下缺点:一、电池受使用环境影响局限性较大，且需定期维护和更换，另一方面也不环保;二、储能电容存储的电能比较有限，只能提供短时间的供电，此外电容所储存电能也会随时间而自然损耗，容易造成实际需要使用时的供电不足。
【实用新型内容】
[0004]本实用新型所要解决的技术问题在于克服现有技术不足，提供一种断路器智能控制器的供电装置，能够在自供能电路、辅助电源等主供电单元异常时，为断路器智能控制器提供稳定可靠的临时供电，且操作方便，无需定期维护、更换，环保无污染。
[0005]本实用新型具体采用以下技术方案解决上述技术问题:
[0006]—种断路器智能控制器的供电装置，包括作为主供电单元的第一供电单元，以及用于在第一供电单元无法供电情况下可临时进行供电的第二供电单元;所述第二供电单元包括压电取能装置、电压转换电路，所述压电取能装置可通过压电效应将外部机械能转换为电能，并经所述电压转换电路转换为与智能控制器相适配的电压后供智能控制器使用。
[0007]优选地，所述压电取能装置包括压电换能部件以及与压电换能部件机械耦合的机械操作部件，所述压电换能部件用于将机械操作部件动作所产生的机械转换为电能。
[0008]优选地，所述机械操作部件为机械按钮或机械拨片。
[0009]优选地，所述压电换能部件为压电陶瓷换能部件。
[0010]优选地，所述机械操作部件设置于智能控制器的控制面板上。
[0011]优选地，所述电压转换电路包括整流电路和稳压电路。
[0012]进一步地，所述第一供电单元包括用于从主回路获取电能的自供能电路。
[0013]更进一步地，所述第一供电单元还包括辅助电源。
[0014]根据相同的发明思路还可以得到以下技术方案:
[0015]—种断路器智能控制器，包括如上任一技术方案所述供电装置。
[0016]一种断路器，包括上述智能控制器。
[0017]相比现有技术，本实用新型具有以下有益效果:
[0018]本实用新型采用压电换能方式将机械能转换为电能来为智能控制器临时供电，其供电稳定，供电时无需其它辅助工具，操作简单方便；
[0019]本实用新型所采用的压电取能装置由机械操作部件、压电换能部件构成，其使用寿命长，在整个使用过程中无需维护、更换，全寿命使用成本更低；
[0020]本实用新型通过将机械能转换为电能供智能控制器临时使用，整个供电过程环保无污染，且相比电池和储能电容，本实用新型所使用的机械操作部件、压电换能部件等也更具有环境亲和性。
【附图说明】
[0021]图1为本实用新型断路器的一个具体实施例；
[0022]图2为第二供电单元的结构示意图；
[0023]图3为具体实施例中智能控制器的控制面板示意图。
【具体实施方式】
[0024]下面结合附图对本实用新型的技术方案进行详细说明:
[0025]针对现有技术利用电池或储能电容来为断路器智能控制器临时供电所存在的不足，本实用新型的思路是采用压电取能装置将外部机械能通过压电效应转换为电能，来为断路器智能控制器临时供电。
[0026]压电体受到外机械力作用而发生电极化，并导致压电体两端表面内出现符号相反的束缚电荷，其电荷密度与外机械力成正比，这种现象称为正压电效应.压电体受到外电场作用而发生形变，其形变量与外电场强度成正比，这种现象称为逆压电效应.具有正压电效应的固体，也必定具有逆压电效应，反之亦然.正压电效应和逆压电效应总称为压电效应。压电材料可以因机械变形产生电场，也可以因电场作用产生机械变形，这种固有的机-电耦合效应使得压电材料在工程中得到了广泛的应用，例如能量转换、传感、驱动、频率控制等。由压电材料制成的用于能量转换的部件称为压电换能部件或压电换能器。
[0027]图1显示了本实用新型断路器的一个具体实施例。如图1所示，该断路器包括:用于执行脱扣动作的执行机构、智能控制器、第一供电单元、第二供电单元。其中智能控制器包括安装于主回路上的电流互感器、信号处理电路、微处理器及外围电路、显示电路、脱扣驱动电路。本实施例中的电流互感器内置用于电流检测的空心线圈a和用于提取电能的能量线圈b，空心线圈a采集主回路电流，并将采集到的信号送入信号处理电路进行处理，处理后的信号再送入微处理器，微处理器对接收的电流信号进行分析计算，并驱动显示电路显示断路器的各种信息；当保护线路发生故障时，微处理器通过脱扣驱动电路控制脱扣执行机构动作，从而使断路器分闸。
[0028]第一供电单元作为智能控制器的主供电单元，如图1所示，能量线圈b从主回路所提取的电能和/或辅助电源的输入电压经第一电压转换电路转化成智能控制器的系统工作电压，保证智能控制器的正常工作。
[0029]第二供电单元用于在第一供电单元无法供电情况下对智能控制器进行临时供电；如图1所示，第二供电单元包括压电取能装置和第二电压转换电路，所述压电取能装置可通过压电效应将外部机械能转换为电能，并经第二电压转换电路转换为与智能控制器相适配的电压后供智能控制器使用。
[0030]图2显示了第二供电单元的一种基本结构，如图2所示，其中压电取能装置包括压电换能部件以及与压电换能部件机械耦合的机械操作部件，所述压电换能部件用于将机械操作部件动作所产生的机械转换为电能;第二电压转换电路包括与压电换能部件的电输出端依次连接的整流电路、稳压电路。机械操作部件在外部机械力作用下驱动压电换能部件产生应变，由于压电效应，压电换能部件的电输出端会输出电压，经整流电路整流并经过稳压电路后可提供给智能控制器中的一个或多个用电部件(具体可根据实际需要设置)使用。其中的机械操作部件可采用各种不同结构形式，只要能将能在外部机械力作用下驱动压电换能部件产生应变即可，例如可采用最简单的机械按钮形式或者机械拨片形式。压电换能部件可采用目前市场上现有的各种换能器，优选采用目前应用最广泛、能量转换效率较高且价格低廉的压电陶瓷换能部件。
[0031]当第一供电单元无法正常供电时，可通过外部机械力作用于机械操作部件，机械操作部件将力传递到压电换能部件上，压电换能部件受力后引起变形，由于压电效应的存在，压电换能部件将机械能转化成电能，再通过整流电路、稳压电路后产生智能控制器的系统电压，为智能控制器供电。图3显示了机械操作部件的一种具体实现形式，其采用机械按钮的形式，并设置于智能控制器的控制面板上，即图3中的按钮“PUSH”。通过反复按按钮“PUSH”，使得与按钮“PUSH”机械耦合的压电换能部件发生应变从而产生电能，经过整流、稳压后即可供给智能控制器使用。同样地，当采用机械拨片的形式时，通过反复拨动拨片使得与与拨片机械耦合的压电换能部件发生应变从而产生电能。
【主权项】
1.一种断路器智能控制器的供电装置，包括作为主供电单元的第一供电单元，以及用于在第一供电单元无法供电情况下可临时进行供电的第二供电单元;其特征在于，所述第二供电单元包括压电取能装置、电压转换电路，所述压电取能装置可通过压电效应将外部机械能转换为电能，并经所述电压转换电路转换为与智能控制器相适配的电压后供智能控制器使用。2.如权利要求1所述供电装置，其特征在于，所述压电取能装置包括压电换能部件以及与压电换能部件机械耦合的机械操作部件，所述压电换能部件用于将机械操作部件动作所产生的机械转换为电能。3.如权利要求2所述供电装置，其特征在于，所述机械操作部件为机械按钮或机械拨片。4.如权利要求2所述供电装置，其特征在于，所述压电换能部件为压电陶瓷换能部件。5.如权利要求2所述供电装置，其特征在于，所述机械操作部件设置于智能控制器的控制面板上。6.如权利要求1所述供电装置，其特征在于，所述电压转换电路包括整流电路和稳压电路。7.如权利要求1?6任一项所述供电装置，其特征在于，所述第一供电单元包括用于从主回路获取电能的自供能电路。8.如权利要求7所述供电装置，其特征在于，所述第一供电单元还包括辅助电源。9.一种断路器智能控制器，包括如权利要求1?8任一项所述供电装置。10.—种断路器，包括如权利要求9所述智能控制器。
【文档编号】H02J9/08GK205565885SQ201620298946
【公开日】2016年9月7日
【申请日】2016年4月12日
【发明人】殷建强, 叶文杰, 周龙明
【申请人】常熟开关制造有限公司(原常熟开关厂）