帶輔助分閘線圈的五線圈高壓永磁操動機構(gòu)用控制電路及方法技術(shù)

本發(fā)明專利技術(shù)公開了一種帶輔助分閘線圈的五線圈高壓永磁操動機構(gòu)用控制電路及方法，其中，所述控制電路包括電源電路、控制信號模塊和驅(qū)動電路，所述驅(qū)動電路包括兩個并聯(lián)的第一儲能電容C1和第二儲能電容C2，以及分閘回路S1和合閘回路S2；其中，分閘回路S1和合閘回路S2之間通過第一續(xù)流二極管D1和第二續(xù)流二極管D2相互連接，第一儲能電容C1和第二儲能電容C2分別通過第五開關(guān)管Q5和第六開關(guān)管Q6給合閘回路和分閘回路放電。本發(fā)明專利技術(shù)簡化電路結(jié)構(gòu)，節(jié)省控制器開支，同時可以合理利用線圈中的殘余能量，提高電能的利用效率，減小儲能電容放電壓降，縮短儲能電容充電時間。

【技術(shù)實現(xiàn)步驟摘要】
帶輔助分閘線圈的五線圈高壓永磁操動機構(gòu)用控制電路及方法
本專利技術(shù)屬于高壓真空斷路器領(lǐng)域，尤其是一種控制帶輔助分閘線圈的五線圈高壓永磁操動機構(gòu)的電路和方法。
技術(shù)介紹
永磁真空斷路器由于機構(gòu)動作時間分散性小、結(jié)構(gòu)簡單、故障率低等特點，近年來在中壓斷路器領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用，并進一步向高壓領(lǐng)域發(fā)展。高壓真空斷路器對開距的要求較大，一般126kV高壓真空斷路器的開距通常在60mm左右，加上超程距離，動鐵心的行程通常達到80mm，這就要求操動機構(gòu)有更高的分合閘速度?，F(xiàn)有用于低壓永磁真空斷路器的控制電路和控制方法，分合閘速度往往會達不到高壓真空斷路器的要求，甚至造成難以完成分合閘操作的現(xiàn)象。同時，由于線圈驅(qū)動回路中續(xù)流回路的存在，使得線圈上的殘余能量會直接消耗掉，導(dǎo)致電能的浪費，使得儲能電容放電電壓降較大，電容充電時間延長。
技術(shù)實現(xiàn)思路
專利技術(shù)目的：一個目的是提供一種用于五線圈高壓永磁操動機構(gòu)的控制電路以及控制方法，以解決現(xiàn)有技術(shù)存在的至少一個問題，提高分合閘的速度，并進一步提供電能利用率。技術(shù)方案：一種五線圈高壓永磁操動機構(gòu)，包括輔助起動機構(gòu)，與輔助起動機構(gòu)同軸設(shè)置的主體操動機構(gòu)，位于輔助起動機構(gòu)和主動操動機構(gòu)之間非磁性墊片，以及貫穿上述三者的導(dǎo)桿；所述輔助起動機構(gòu)包括一級靜鐵芯、位于一級靜鐵芯內(nèi)部的輔助動鐵芯和推盤，以及繞制于輔助動鐵芯外側(cè)的啟動合閘線圈和起動分閘線圈；所述主體操動機構(gòu)包括二級靜鐵芯，位于二級靜鐵芯內(nèi)部并隨導(dǎo)桿轉(zhuǎn)動的主動鐵芯，繞制于主動鐵芯外周的輔助分閘線圈、主動合閘線圈和主動分閘線圈，以及位于主動合閘線圈和主動分閘線圈之間的內(nèi)導(dǎo)磁環(huán)和永磁體。一種帶輔助分閘線圈的五線圈高壓永磁操動機構(gòu)用控制電路，包括電源電路、控制信號模塊和驅(qū)動電路，所述電源電路用于給儲能電容充電以及為整個控制電路提供工作電壓；所述控制信號模塊用于接收分合閘動作指令并為驅(qū)動電路的開關(guān)管提供驅(qū)動信號；所述驅(qū)動電路包括兩個并聯(lián)的第一儲能電容C1和第二儲能電容C2，以及分閘回路S1和合閘回路S2；其中，分閘回路S1和合閘回路S2之間通過第一續(xù)流二極管D1和第二續(xù)流二極管D2相互連接，第一儲能電容C1和第二儲能電容C2分別通過第五開關(guān)管Q5和第六開關(guān)管Q6給合閘回路和分閘回路放電。所述分閘回路S1包括起動分閘線圈L1、與起動分閘線圈L1并聯(lián)的輔助分閘線圈L2、與上述啟動分閘線圈L1和輔助分閘線圈L2串聯(lián)的第一驅(qū)動開關(guān)管Q1，以及主分閘線圈L4和第三驅(qū)動開關(guān)管Q3；所述合閘回路S2包括起動合閘線圈L5、第四驅(qū)動開關(guān)管Q4，以及主合閘線圈L3和第二驅(qū)動開關(guān)管Q2。上述機構(gòu)及電路的控制方法為：分閘操作時，分閘回路S1中開關(guān)管導(dǎo)通與關(guān)斷順序為：首先導(dǎo)通第五開關(guān)管Q5和第一開關(guān)管Q1，第一儲能電容C1通過第一開關(guān)管Q1向起動分閘線圈L1和輔助分閘線圈L2通電，然后關(guān)斷第五開關(guān)管Q5，同時導(dǎo)通第六開關(guān)管Q6和第三開關(guān)管Q3，使得起動分閘線圈L1、輔助分閘線圈L2中殘余能量和儲能第二儲能電容C2通過第三開關(guān)管Q3向主分閘線圈L4通電，最后依次關(guān)斷第六開關(guān)管Q6、第一開關(guān)管Q1和第三開關(guān)管Q3，完成分閘動作。合閘操作時，合閘回路S2中開關(guān)管導(dǎo)通與關(guān)斷順序為：首先導(dǎo)通第六開關(guān)管Q6和第四開關(guān)管Q4，第二儲能電容C2通過第四開關(guān)管Q4向起動合閘線圈L5通電，然后關(guān)斷第六開關(guān)管Q6，同時導(dǎo)通第五開關(guān)管Q5和第二開關(guān)管Q2，使得起動合閘線圈L5中的殘余能量和第一儲能電容C1通過第二開關(guān)管Q2向主合閘線圈L3通電，最后依次關(guān)斷第五開關(guān)管Q5、第二開關(guān)管Q2和第四開關(guān)管Q4，完成合閘動作。有益效果：本專利技術(shù)實現(xiàn)了操動機構(gòu)動作的兩級加速，提高剛分速度和機構(gòu)分合閘平均速度。通過控制電路的設(shè)計避免了單獨設(shè)置線圈續(xù)流回路，本專利技術(shù)簡化電路結(jié)構(gòu)，節(jié)省控制器開支，同時可以合理利用線圈中的殘余能量，提高電能的利用效率，減小儲能電容放電壓降，縮短儲能電容充電時間。附圖說明圖1是本專利技術(shù)的原理圖。圖2是本專利技術(shù)帶輔助分閘線圈的五線圈高壓永磁操作機構(gòu)示意圖；圖中，1導(dǎo)桿、2輔助起動機構(gòu)、3主體操動機構(gòu)、4一級靜鐵心、5起動合閘線圈、6起動分閘線圈、7輔助動鐵心、8推盤、9二級靜鐵心、10輔助分閘線圈、11主合閘線圈、12主分閘線圈、13內(nèi)導(dǎo)磁環(huán)、14永磁體、15主動鐵心、16非磁性材料墊片。具體實施方式如圖1和圖2所示，本專利技術(shù)五線圈高壓永磁操動機構(gòu)，其特征在于，包括輔助起動機構(gòu)2，與輔助起動機構(gòu)同軸設(shè)置的主體操動機構(gòu)3，位于輔助起動機構(gòu)和主動操動機構(gòu)之間非磁性墊片16，以及貫穿上述三者的導(dǎo)桿1；所述輔助起動機構(gòu)包括一級靜鐵芯4、位于一級靜鐵芯內(nèi)部的輔助動鐵芯7和推盤8，以及繞制于輔助動鐵芯外側(cè)的啟動合閘線圈5和起動分閘線圈6；所述主體操動機構(gòu)包括二級靜鐵芯9，位于二級靜鐵芯內(nèi)部并隨導(dǎo)桿轉(zhuǎn)動的主動鐵芯15，繞制于主動鐵芯外周的輔助分閘線圈10、主動合閘線圈11和主動分閘線圈12，以及位于主動合閘線圈和主動分閘線圈之間的內(nèi)導(dǎo)磁環(huán)13和永磁體14。對于上述操動機構(gòu)，構(gòu)建一種帶輔助分閘線圈的五線圈高壓永磁操動機構(gòu)用控制電路，包括電源電路、控制信號模塊和驅(qū)動電路，電源電路為儲能電容提供充電以及為整個控制電路提供工作電壓；控制信號模塊用以接收分合閘動作指令并為驅(qū)動電路的開關(guān)管提供驅(qū)動信號；驅(qū)動電路包括兩個儲能電容C1和C2、分閘回路S1和合閘回路S2，其中分閘回路S1和合閘回路S2之間通過續(xù)流二極管D1和D2相互連接，儲能電容C1和C2分別通過開關(guān)管Q5和Q6給合閘回路和分閘回路放電。如圖1所示，分閘回路S1由兩條支路組成：第一開關(guān)管Q1、起動分閘線圈L1、輔助分閘線圈L2構(gòu)成了第一條支路，第三開關(guān)管Q3和主分閘線圈L4構(gòu)成了第二條支路。兩條支路之間通過第一續(xù)流二極管D1和第二續(xù)流二極管D2相互連接，使得起動分閘線圈L1和輔助分閘線圈L2中的續(xù)流可以流入主分閘線圈L4中，減少第二儲能電容C2所需要提供給主分閘線圈L4的能量，降低電容放電壓降，同時，主分閘線圈L4也可以通過第一續(xù)流二極管D1和第二續(xù)流二極管D2完成續(xù)流。合閘回路S2由兩條支路組成：所述合閘回路S2由兩條支路組成：第四開關(guān)管Q4和起動合閘線圈L5構(gòu)成了第一條支路；第二開關(guān)管Q2和主合閘線圈L3構(gòu)成了第二條支路。與分閘回路S1類似，合閘回路S2的兩條支路也通過第一續(xù)流二極管D1和第二續(xù)流二極管D2進行能量交互，使得起動合閘線圈L5中的殘余能量可以轉(zhuǎn)移到主合閘線圈L3中，減小第一儲能電容C1放電壓降。分閘回路的電路連接關(guān)系如下：起動分閘線圈L1和輔助分閘線圈L2并聯(lián)后與第一開關(guān)管Q1的發(fā)射極串聯(lián)構(gòu)成第一條支路，主分閘線圈L4與第三開關(guān)管Q3的發(fā)射極串聯(lián)構(gòu)成第二條支路，第一條支路和第二條支路之間通過第一續(xù)流二極管D1和第二續(xù)流二極管D2串聯(lián)。合閘回路的電路連接關(guān)系如下：起動合閘線圈L5和第四開關(guān)管Q4的發(fā)射極串聯(lián)構(gòu)成第一條支路，主合閘線圈L3和第二開關(guān)管Q2串聯(lián)構(gòu)成第二條支路，第一條支路和第二條支路之間通過第一續(xù)流二極管D1和第二續(xù)流二極管D2串聯(lián)。如圖1所示，分閘操作時，分閘回路S1中開關(guān)管導(dǎo)通與關(guān)斷順序為：首先導(dǎo)通第五開關(guān)管Q5和第一開關(guān)管Q1，第一儲能電容C1通過第一開關(guān)管Q1向起動分閘線圈L1和輔助分閘線圈L2通電，然后關(guān)斷第本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護點】
一種用于帶輔助分閘線圈的五線圈高壓永磁操動機構(gòu)的控制電路，其特征在于：包括電源電路、控制信號模塊和驅(qū)動電路，所述電源電路用于給儲能電容充電以及為整個控制電路提供工作電壓；所述控制信號模塊用于接收分合閘動作指令并為驅(qū)動電路的開關(guān)管提供驅(qū)動信號；所述驅(qū)動電路包括兩個并聯(lián)的第一儲能電容C1和第二儲能電容C2，以及分閘回路S1和合閘回路S2；其中，分閘回路S1和合閘回路S2之間通過第一續(xù)流二極管D1和第二續(xù)流二極管D2相互連接，第一儲能電容C1和第二儲能電容C2分別通過第五開關(guān)管Q5和第六開關(guān)管Q6給合閘回路和分閘回路放電。

【技術(shù)特征摘要】
1.一種用于帶輔助分閘線圈的五線圈高壓永磁操動機構(gòu)的控制電路，其特征在于：包括電源電路、控制信號模塊和驅(qū)動電路，所述電源電路用于給儲能電容充電以及為整個控制電路提供工作電壓；所述控制信號模塊用于接收分合閘動作指令并為驅(qū)動電路的開關(guān)管提供驅(qū)動信號；所述驅(qū)動電路包括兩個并聯(lián)的第一儲能電容C1和第二儲能電容C2，以及分閘回路S1和合閘回路S2；其中，分閘回路S1和合閘回路S2之間通過第一續(xù)流二極管D1和第二續(xù)流二極管D2相互連接，第一儲能電容C1和第二儲能電容C2分別通過第五開關(guān)管Q5和第六開關(guān)管Q6給合閘回路和分閘回路放電；所述分閘回路S1包括起動分閘線圈L1、與起動分閘線圈L1并聯(lián)的輔助分閘線圈L2、與上述起動分閘線圈L1和輔助分閘線圈L2串聯(lián)的第一驅(qū)動開關(guān)管Q1，以及主分閘線圈L4和第三驅(qū)動開關(guān)管Q3；所述合閘回路S2包括起動合閘線圈L5、第四驅(qū)動開關(guān)管Q4，以及主合閘線圈L3和第二驅(qū)動開關(guān)管Q2；所述第一驅(qū)動開關(guān)管Q1的發(fā)射極與起動分閘線圈L1和輔助分閘線圈L2的一端連接，其集電極與第五開關(guān)管Q5的發(fā)射極連接，所述第五開關(guān)管Q5的集電極與第一儲能電容C1的一端連接；所述第二驅(qū)動開關(guān)管Q2的發(fā)射極與主合閘線圈L3的一端連接，其集電極與第五開關(guān)管Q5的發(fā)射極連接；所述第五開關(guān)管Q5的發(fā)射極與第一續(xù)流二極管D1的陰極連接；所述起動分閘線圈L1、輔助分閘線圈L2、主合閘線圈L3和第一儲能電容C1的另一端與第二續(xù)流二極管D2的陽極連接；所述第三驅(qū)動開關(guān)管Q3的發(fā)射極與主分閘線圈L4的一端連接，其集電極與第二續(xù)流二極管...

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：林鶴云，陳亞彬，柳慶東，徐喆明，
申請(專利權(quán))人：東南大學(xué)，
類型：發(fā)明
國別省市：江蘇;32