基于角位移控制的高壓斷路器電機(jī)操動機(jī)構(gòu)控制裝置制造方法及圖紙

本實(shí)用新型專利技術(shù)公開了一種基于角位移控制的高壓斷路器電機(jī)操動機(jī)構(gòu)控制裝置，包括角位移傳感器模塊，角位移傳感器模塊連接信號調(diào)理模塊，信號調(diào)理模塊連接AD轉(zhuǎn)換模塊，AD轉(zhuǎn)換模塊連接電平轉(zhuǎn)換模塊，電平轉(zhuǎn)換模塊連接數(shù)據(jù)處理模塊，數(shù)據(jù)處理模塊分別連接通訊模塊、隔離驅(qū)動模塊、液晶顯示模塊以及面板控制模塊，隔離驅(qū)動模塊連接升壓模塊，升壓模塊連接IGBT模塊，電源模塊為上述各模塊供電。本實(shí)用新型專利技術(shù)有效實(shí)現(xiàn)了對高壓斷路器分合閘速度的控制。（*該技術(shù)在2023年保護(hù)過期，可自由使用*）

【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
【專利摘要】本技術(shù)公開了一種基于角位移控制的高壓斷路器電機(jī)操動機(jī)構(gòu)控制裝置，包括角位移傳感器模塊，角位移傳感器模塊連接信號調(diào)理模塊，信號調(diào)理模塊連接AD轉(zhuǎn)換模塊，AD轉(zhuǎn)換模塊連接電平轉(zhuǎn)換模塊，電平轉(zhuǎn)換模塊連接數(shù)據(jù)處理模塊，數(shù)據(jù)處理模塊分別連接通訊模塊、隔離驅(qū)動模塊、液晶顯示模塊以及面板控制模塊，隔離驅(qū)動模塊連接升壓模塊，升壓模塊連接IGBT模塊，電源模塊為上述各模塊供電。本技術(shù)有效實(shí)現(xiàn)了對高壓斷路器分合閘速度的控制。【專利說明】基于角位移控制的高壓斷路器電機(jī)操動機(jī)構(gòu)控制裝置
本技術(shù)屬于高壓斷路器電機(jī)操動機(jī)構(gòu)控制
，更具體地說是一種基于角位移控制的高壓斷路器電機(jī)操動機(jī)構(gòu)控制裝置。
技術(shù)介紹
斷路器在電力系統(tǒng)起到對電力系統(tǒng)開斷的作用，它能否正常穩(wěn)定的工作對電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行起到?jīng)Q定性的作用。隨著電壓等級的提高，人們對高壓斷路器分合閘速度以及分合閘速度的控制都提出了要求，電機(jī)操動機(jī)構(gòu)克服了傳動操動機(jī)構(gòu)的非線性和難以控制的缺點(diǎn)，具有易于實(shí)現(xiàn)大轉(zhuǎn)動慣量、分合閘速度的全程控制的性能。高壓斷路器電機(jī)操動機(jī)構(gòu)是斷路器操動機(jī)構(gòu)發(fā)展的一個重要方向。本技術(shù)就是應(yīng)用于控制高壓斷路器電機(jī)操動機(jī)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)對分合閘速度的全程控制，同時控制面板的引入可以清楚直觀實(shí)現(xiàn)對相關(guān)參數(shù)的修改。目前數(shù)字信號處理技術(shù)已經(jīng)收到廣泛重視，利用數(shù)字信號處理技術(shù)實(shí)現(xiàn)對高壓斷路器分合閘的控制。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
專利技術(shù)目的本技術(shù)的目的在于為高壓斷路器電機(jī)操動機(jī)構(gòu)提供一種控制裝置，利用檢測安裝在電機(jī)上的角位移傳感器輸出的信號改變PWM的頻率和占空比以及控制器發(fā)出的PWM順序，進(jìn)而改變加在電機(jī)上面的電壓和電機(jī)電流的導(dǎo)通順序以及加在IGBT上的有效電壓，實(shí)現(xiàn)對高壓斷路器分合閘速度的控制。技術(shù)方案本技術(shù)是通過以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)的:一種基于角位移控制的高壓斷路器電機(jī)操動機(jī)構(gòu)控制裝置，其特征在于:包括電源模塊、角位移傳感器模塊、信號調(diào)理模塊、AD轉(zhuǎn)換模塊、電平轉(zhuǎn)換模塊、數(shù)據(jù)處理模塊、隔離驅(qū)動模塊、升壓模塊、IGBT模塊、液晶顯示模塊以及面板控制模塊、通訊模塊；角位移傳感器模塊連接信號調(diào)理模塊，信號調(diào)理模塊連接AD轉(zhuǎn)換模塊，AD轉(zhuǎn)換模塊連接電平轉(zhuǎn)換模塊，電平轉(zhuǎn)換模塊連接數(shù)據(jù)處理模塊，數(shù)據(jù)處理模塊分別連接通訊模塊、隔離驅(qū)動模塊、液晶顯示模塊以及面板控制模塊，隔離驅(qū)動模塊連接升壓模塊，升壓模塊連接IGBT模塊，電源模塊為上述各模塊供電。電源模塊包括:5V、12V、15V，他們均是由外接交流220V直接轉(zhuǎn)換而成；數(shù)據(jù)處理單元工作的3.3V電源則是有5V轉(zhuǎn)換而得。角位移傳感器選用的是WDD35D — 4精密導(dǎo)電塑料電位器。信號調(diào)理模塊是由以LM358為核心加上外圍硬件電路組成。AD轉(zhuǎn)換模塊是由16位的ADS8364及其外圍硬件電路組成；電平轉(zhuǎn)換模塊是由2塊LL254A 組成。數(shù)據(jù)處理模塊是以TMS320F28335數(shù)據(jù)處理單元為核心搭建其工作需要的外圍硬件電路組成。隔離驅(qū)動電路模塊是由74HC245和光耦器件HCPL-63N組成。升壓模塊是由2SC0108T2A0 —17及其外圍硬件電路組成；IGBT模塊該裝置選用的是SKM600GB066D。液晶顯示模塊選用的液晶型號是LM270Y-128064 ;面板控制模塊包括以低功耗單片機(jī)STC12LE5A60S2為核心組成液晶工作的硬件電路和4個獨(dú)立按鍵；面板控制模塊是通過232通訊與數(shù)據(jù)處理模塊實(shí)現(xiàn)通訊。通訊板塊包括232通訊和485通訊。優(yōu)點(diǎn)及效果本技術(shù)具有如下優(yōu)點(diǎn)及有益效果:(I)該技術(shù)裝置使用了液晶顯示和面板控制模塊。以菜單形式編寫的面板控制程序能清楚直觀的實(shí)現(xiàn)對PWM初始參數(shù)的修改和分閘、合閘、自動重合閘指令的操作。 (2 )該技術(shù)裝置的AD轉(zhuǎn)換模塊選用的是具有16位采樣精度的ADS8364芯片，相對于TMS320F28335內(nèi)部的12位采樣精度有了較大提高，使角位移信號的采集精度大大提聞。對控制程序的編與提供了支持。(3)經(jīng)過測試和實(shí)驗(yàn)該技術(shù)裝置具有安裝簡單，工作穩(wěn)定的特點(diǎn)，能穩(wěn)定有效的實(shí)現(xiàn)高壓斷路器分合閘以及自動重合閘的操作。【專利附圖】【附圖說明】圖1為本技術(shù)控制裝置系統(tǒng)及和電機(jī)連接的基本組成框圖；圖2為本技術(shù)裝置的電源模塊(5V轉(zhuǎn)3.3V);圖3為本技術(shù)裝置的角位移傳感器模塊；圖4為本技術(shù)裝置的以LM358為核心的信號調(diào)理模塊；圖5為本技術(shù)裝置的以ADS8364為核心的AD轉(zhuǎn)換模塊電路原理圖；圖6為本技術(shù)裝置的5V轉(zhuǎn)3.3V的電平轉(zhuǎn)換電路；圖7為本技術(shù)裝置的核心處理單元芯片TMS320F28335的管腳接線說明圖；圖8為本技術(shù)裝置的隔離驅(qū)動模塊的接線原理圖；圖9為本技術(shù)裝置的升壓模塊原理圖；圖10為本技術(shù)裝置的IGBT接線圖；圖11為本技術(shù)裝置的液晶模塊接線圖；圖12為本技術(shù)裝置的面板控制模塊電路原理圖，圖12 Ca)為按鍵及指示燈顯示電路圖，圖12 (b)為面板主控芯片及通訊模塊電路圖；圖13為本技術(shù)裝置的RS232通訊模塊的電路原理圖；圖14為本技術(shù)裝置的RS485通訊模塊的電路原理圖；圖15為本技術(shù)裝置的箱體正面實(shí)物圖；圖16為本技術(shù)裝置的箱體背面實(shí)物圖。【具體實(shí)施方式】下面結(jié)合附圖對本技術(shù)做進(jìn)一步的說明:本技術(shù)是一種基于角位移控制的高壓斷路器電機(jī)操動機(jī)構(gòu)控制裝置，如圖1中所示，包括電源模塊、角位移傳感器模塊、信號調(diào)理模塊、AD轉(zhuǎn)換模塊、電平轉(zhuǎn)換模塊、數(shù)據(jù)處理模塊、隔離驅(qū)動模塊、升壓模塊、IGBT模塊、液晶顯示模塊以及面板控制模塊、通訊模塊；角位移傳感器模塊連接信號調(diào)理模塊，信號調(diào)理模塊連接AD轉(zhuǎn)換模塊，AD轉(zhuǎn)換模塊連接電平轉(zhuǎn)換模塊，電平轉(zhuǎn)換模塊連接數(shù)據(jù)處理模塊，數(shù)據(jù)處理模塊分別連接通訊模塊、隔離驅(qū)動模塊、液晶顯示模塊以及面板控制模塊，隔離驅(qū)動模塊連接升壓模塊，升壓模塊連接IGBT模塊，電源模塊為上述各模塊供電。該裝置設(shè)置在電機(jī)與上位機(jī)之間，電機(jī)連接該裝置的角位移傳感器模塊和IGBT模塊，該裝置通過通訊模塊連接上位機(jī)。電源模塊包括:5V、12V、15V，他們均是由外接交流220V直接轉(zhuǎn)換而成。數(shù)據(jù)處理單元工作的3.3V電源則是有5V轉(zhuǎn)換而得。角位移傳感器選用的是WDD35D — 4精密導(dǎo)電塑料電位器。該傳感器總阻值為IOK Ω，獨(dú)立線性度是±0.1%。信號調(diào)理模塊是由以LM358為核心，加上外圍硬件電路組成的。該模塊組要是把輸入的檢測信號限制在5V以內(nèi)，避免AD芯片的燒毀。AD轉(zhuǎn)換模塊是由16位的ADS8364及其外圍硬件電路組成。電平轉(zhuǎn)換模塊是實(shí)現(xiàn)ADS8364出來的高電平由5V轉(zhuǎn)變成TMS320F28335允許的高電平3.3V。該模塊是由2塊LL254A組成。數(shù)據(jù)處理模塊是以TMS320F28335數(shù)據(jù)處理單元為核心搭建其工作需要的外圍硬件電路組成。隔離驅(qū)動電路模塊組要是實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)處理模塊和外圍其他硬件電路的隔離，同時使PWM的幅值由3.3V提高到5V，以實(shí)現(xiàn)后面升壓模塊的正常工作。該模塊主要是由74HC245和光耦器件HCPL-63N組成。升壓模塊主要是實(shí)現(xiàn)PWM在保證頻率不變的情況下，實(shí)現(xiàn)其幅值由5V到15V的轉(zhuǎn)換，以驅(qū)動IGBT的開斷。該模塊主要是由2SC0108T2A本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
一種基于角位移控制的高壓斷路器電機(jī)操動機(jī)構(gòu)控制裝置，其特征在于：包括電源模塊、角位移傳感器模塊、信號調(diào)理模塊、AD轉(zhuǎn)換模塊、電平轉(zhuǎn)換模塊、數(shù)據(jù)處理模塊、隔離驅(qū)動模塊、升壓模塊、IGBT模塊、液晶顯示模塊以及面板控制模塊、通訊模塊；角位移傳感器模塊連接信號調(diào)理模塊，信號調(diào)理模塊連接AD轉(zhuǎn)換模塊，AD轉(zhuǎn)換模塊連接電平轉(zhuǎn)換模塊，電平轉(zhuǎn)換模塊連接數(shù)據(jù)處理模塊，數(shù)據(jù)處理模塊分別連接通訊模塊、隔離驅(qū)動模塊、液晶顯示模塊以及面板控制模塊，隔離驅(qū)動模塊連接升壓模塊，升壓模塊連接IGBT模塊，電源模塊為上述各模塊供電。

【技術(shù)特征摘要】

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：劉愛民，楊艷輝，吳志恒，王亮，楊壯壯，呂志榮，
申請(專利權(quán))人：沈陽工業(yè)大學(xué)，
類型：實(shí)用新型
國別省市：