[发明专利]一种双稳态永磁真空断路器快速分合闸的控制装置及方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种双稳态永磁真空断路器快速分合闸的控制装置及方法，属于领域。

背景技术

永磁真空断路器以其体积小、结构简单、故障率低、适用于频繁操作等优点，迅速占领了中压断路器市场，在电力系统中获得广泛应用。永磁真空断路器分为单稳态和双稳态两种，其中双稳态永磁真空断路器的操动机构包含合闸线圈和分闸线圈两个线圈，由于线圈互感作用，动作时的感应电流影响较大。传统控制器采用加大电容容量或增大放电电压来克服感应电流的影响，这样的缺点是增大了器件上的电压和通过的电流，降低了控制器寿命，提高了成本。同时，由于断路器在自动重合闸方面有固定要求，电容压降太大对电容充电电路具有较高要求。现有的控制器采用继电器来控制感应电流，其缺点是由于放电电流较大，继电器的使用大大降低了整个装置的可靠性。

发明内容

发明目的：本发明提出一种双稳态永磁真空断路器快速分合闸的控制装置及方法，解决现有双稳态操动机构动作时电容压降过大，感应电流影响动作的问题。

技术方案：本发明采用的技术方案为一种双稳态永磁真空断路器快速分合闸的控制装置，包括微处理器模块、电源模块、信号采集和处理模块、人机交互模块、驱动模块、PWM控制模块、远程分合闸控制模块、通信模块、外部存储模块，所述人机交互模块通过通信模块与微处理器模块连接，所述驱动模块通过PWM控制模块与微处理器模块连接，所述远程分合闸控制模块直接与微处理器模块连接，电源模块为各个模块供电，所述驱动模块设有两个与分闸线圈串联的开关管，还设有两个与合闸线圈串联的开关管，同时分闸线圈和合闸线圈还分别与两个二极管组成泄放回路。

优选地，所述开关管为IGBT管。

优选地，所述通信模块包括：485通信模块、232通信模块。

优选地，所述远程分合闸控制模块工作电压为220V交直流，通过整流桥及稳压管，再经过光耦将信号接到微处理器。

优选地，所述信号采集模块包括：电容电压传感器、线圈放电电流传感器、断路器分合闸状态传感器、母线三相电压电流传感器、操动机构动铁心位移传感器。

优选地，所述远程分合闸控制模块工作电压为220V交直流，通过整流桥及稳压管，再经过光耦将信号接到微处理器。

一种双稳态永磁真空断路器快速分合闸的控制方法，当分闸线圈或合闸线圈两侧的开关管均关断时，利用续流二极管使动作线圈放电续流对相应放电电容充电，同时非放电电容电压作为反压抵消互感所形成的感应电压。

优选地，所述PWM控制模块在线圈放电过程中，通过控制不同时间PWM斩波占空比，实现对放电电流及感应电流大小的实时控制来调节操动机构动铁心速度。

优选地，合闸时，改变开关管B导通占空比控制放电电流，改变开关管C导通占空比控制感应电流大小，分闸时，改变开关管D导通占空比控制放电电流，改变开关管A导通占空比控制感应电流大小。

有益效果：1、本发明专利针对双稳态永磁真空断路器操动机构完成一次动作后，电容压降过大影响重合闸的情况，通过改进驱动电路，增加反向续流回路，使放电续流为放电电容充电，减小电容压降。

2、本发明专利针对双稳态永磁真空断路器操动机构动作时，线圈感应电流阻碍动作的特点，通过改进驱动电路，利用电容本身的电压作为加在线圈两端的反压，阻止了感应电流的产生，去除感应电流影响，降低操作电压，减小放电电流峰值，提高动作速度。

3、本发明专利采用PWM驱动控制电路，实时调节放电电流斩波占空比，

使动铁心动作特性更符合断路器灭弧特性。在动作过半之后适当导通感应电流，对动铁心起到缓冲作用，减轻弹跳。

附图说明

图1为本发明专利控制器原理框图；

图2为驱动模块电路原理图；

图3为本发明中磁场示意图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例，进一步阐明本发明，应理解这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围，在阅读了本发明之后，本领域技术人员对本发明的各种等同形式的修改均落于本申请所附权利要求所限定的范围。

如图1所示，本发明装置包括微处理器模块、电源模块、信号采集和处理模块、人机交互模块、驱动模块、PWM控制模块、远程分合闸控制模块、通信模块、外部存储模块，所述人机交互模块通过通信模块与微处理器模块连接，所述驱动模块通过PWM控制模块与微处理器模块连接，所述远程分合闸控制模块直接与微处理器模块连接，电源模块为各个模块供电。