專利名稱：智能模塊化永磁機構控制器的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及智能化永磁高壓真空斷路器領域，尤其是一種智能模塊化永磁機構控制器。
背景技術：
永磁機構控制器做為永磁高壓真空斷路器的一個核心部件，被眾多高壓真空斷路器制造廠廣泛采用。傳統的永磁機構控制器，主要是以滿足永磁機構分、合閘瞬間大電流的控制要求，和實現欠壓閉鎖、故障告警、以及通訊功能為主，不具備高壓真空斷路器的機械特性、觸頭溫度在線監測和語音引導操作及電動推進機構控制、斷路器防跳等功能，但隨著電網智能化建設需求，各單位為達到這些功能，在永磁控制器以外的部分(如:成套開關設備中)增加各種測溫單元、開關操控單元、電量測量單元及大量的傳感器等電力裝置，來拼湊出高壓真空斷路器的智能化，進而彌補傳統永磁控制器功能的單一。這樣的方案直接導致的后果有:電力設備布局凌亂、故障率增加，成本較高，且對制造廠來講，造成工藝步驟復雜、生產周期長，產品質量風險隨之增加。
實用新型內容本實用新型的目的是提供一種智能模塊化永磁機構控制器，能夠在實現傳統永磁控制器的功能之外，還具有高壓真空斷路器機械特性、觸頭溫度在線監測、實現語音引導操作及電動推進機構控制的功能。一種智能模塊化永磁機構控制器，包括微控制器，其特別之處在于:所述微控制器分別與觸頭溫度采樣電路、開關電流電壓采集電路、開關位置狀態電路、電容電壓采樣電路和遠程本地控制電路連接，從而獲取輸入信息，而所述微控制器還分別與IGBT驅動模塊、直流電機驅動電路、繼電器狀態指示燈電路、LCM液晶顯示模塊和語音集成模塊連接，從而輸出信息和指令。其中微控制器由通過通信電路連接的一臺DSP和一臺單片機組成，從而由DSP處理輸入信息而由單片機處理輸出信息和指令。其中微控制器與人機界面連接。本實用新型的有益效果是:提供了一種智能型模塊化永磁機構控制器，在實現了傳統永磁控制器功能之外，還具有高壓真空斷路器機械特性、觸頭溫度在線監測、實現語音引導操作及電動推進機構控制的功能，能有效的提前預防真空斷路器運行事故隱患和避免誤操作事故，最大限度的保護了設備和操作人員的安全。
附圖1為本實用新型的組成原理框圖；附圖2為本實用新型的分閘程序流程圖；附圖3為本實用新型的合閘程序流程圖。
具體實施方式
如圖1所示，本實用新型是一種智能模塊化永磁機構控制器，包括微控制器，所述微控制器分別與觸頭溫度采樣電路、開關電流電壓采集電路、開關位置狀態電路、電容電壓采樣電路和遠程本地控制電路連接，從而獲取輸入信息，而所述微控制器還分別與IGBT驅動模塊、直流電機驅動電路、繼電器狀態指示燈電路、LCM液晶顯示模塊和語音集成模塊連接，從而輸出信息和指令。其中微控制器由通過通信電路連接的一臺DSP和一臺單片機組成，從而由DSP處理輸入信息而由單片機處理輸出信息和指令，并且微控制器與人機界面連接。其中開關位置狀態電路是采用光電開關直接測量永磁機構輸出軸的起點、終點位置和采用高速光電編碼器采集真空斷路器操動機構主軸旋轉角度后，與施密特觸發器(數字集成芯片組成)電連接進行脈沖整形和判斷，從而輸出給微控制器。其中觸頭溫度采集電路是由基于Zigbee無線網絡的CC2430收發模塊和DS18B20數字式溫度傳感器組成，上述的CC2430發送模塊與DS18B20數字溫度傳感器電連接，且均由羅氏線圈及外圍電路通過采集流經真空斷路器觸臂上的電流量進行變換而提供電源，無需電池供電。其中語音集成模塊包括語音放大電路，該語音放大電路分別與微控制器和外置揚聲器電連接，對真空斷路器當前位置狀態、觸頭溫度、機械特性是否滿足和下一步正確操作進行語音提示，還可以對真空斷路器的特殊使用情況進行警戒。其中直流電機驅動電路是由一只霍爾傳感器檢測四只橋接的IGBT有規律導通時的電流量，輸出脈沖給微控制器，從而為真空斷路器電動推進機構的堵轉提供電流信號。如圖1所示，本實用新型是一種多功能型模塊化永磁機構控制器，包括微控制器，該微控制器分別與電容電壓采樣電路、遠程本地控制電路、開關位置狀態電路、開關電流電壓采集電路、觸頭溫度采樣電路電連接，該微控制器還與IGBT驅動模塊、直流電機驅動電路、語音集成模塊、繼電器狀態指示燈電路、LCM液晶顯示器模塊電連接。其中的微控制器采用了一臺TMS320F28335的DSP和一臺ATMEGA16的AVR系列單片機，DSP與單片機之間設計有通信電路。電容電壓采樣電路由TL431精密穩壓器和P817光耦、分壓電阻網絡等部分組成。遠程控制命令電路利用分壓和整流、隔離處理，可以接受外部AC/DC220V電壓或AC/DC110V電壓，本地控制命令電路接受外部無源信號開入。其中開關位置狀態檢測電路包括檢測開關分/合閘位置檢測電路、工作/試驗位置檢測電路、開關行程檢測電路。開關分/合閘位置檢測電路是采用光電開關直接測量永磁機構輸出軸的起點、終點位置；開關行程檢測電路是采用光電編碼器測量真空斷路器操動機構主軸旋轉角度輸出脈沖經施密特觸發器整形，送入微控制器處理。IGBT驅動模塊，共有四只IGBT驅動模塊分別與四只IGBT電連接，IGBT驅動模塊輸出_5伏電壓時IGBT關斷，IGBT驅動模塊輸出15伏電壓時IGBT導通。直流電機驅動電路主要由四只IGBT和一個霍爾傳感器和壓敏電阻等組成；繼電器狀態指示燈電路主要由一路繼電器和五只LED組成，其中五只LED分別顯示合閘、分閘、告警、故障、防跳動作信息。其中LCM液晶顯示模塊顯示電壓、電流、開距、分閘/合閘速度、分閘/合閘時間、超程、開關一次狀態圖等信息，觸頭溫度采樣電路包括羅氏線圈及電源電路、DS18B20數字式溫度傳感器、無線發送模塊、晶振電路；其中的語音集成模塊與微處理器、語音放大電路電連接。其中的語音放大電路與外置揚聲器連接。本實用新型的控制器，其遠程本地控制電路和遠程、本地輸入信號連接，對遠程和本地合分閘命令控制的掃描，將掃描數據送給DSP進行邏輯處理再輸出到IGBT驅動模塊驅動IGBT進行分合閘控制。電容電壓采樣電路和外置電容器連接，完成電壓的采樣并送入DSP處理輸出到繼電器狀態指示燈電路和LCM液晶顯示模塊顯示。開關位置狀態電路和斷路器機構相連，檢測電路是采用光電開關直接測量永磁機構分閘、剛合、合閘的位置；開關行程檢測電路是采用光電編碼器測量主軸旋轉角度輸出脈沖經施密特觸發器整形，輸入到微控制器并輸出到繼電器狀態指示燈電路和LCM液晶顯示模塊顯示。開關電流電壓采集電路輸入端與電子式電壓電流互感器的輸出端相連接，完成開關電壓電流的采集并送入到微控制器進行處理輸出到LCM液晶顯示模塊顯示。觸頭溫度采樣電路利用羅氏線圈提供傳感器電源，將DS18B20數字溫度傳感器的信號經無線發射模塊送出，由接收模塊接受信號處理送入微控制器計算再處理，輸出到繼電器狀態指示燈電路和LCM液晶顯示模塊顯示。本實用新型通過實時顯示記錄真空斷路器運行狀態下的各種數據，幫助用戶單位及時準確的引導、檢測、判斷、使用真空斷路器，并能提前預警，干預電力事故的發生，對用戶單位用電起到積極的作用。
權利要求1.一種智能模塊化永磁機構控制器,包括微控制器,其特征在于:所述微控制器分別與觸頭溫度采樣電路、開關電流電壓采集電路、開關位置狀態電路、電容電壓采樣電路和遠程本地控制電路連接，從而獲取輸入信息，而所述微控制器還分別與IGBT驅動模塊、直流電機驅動電路、繼電器狀態指示燈電路、LCM液晶顯示模塊和語音集成模塊連接，從而輸出信息和指令。
2.如權利要求1所述的一種智能模塊化永磁機構控制器，包括微控制器，其特征在于:其中微控制器由通過通信電路連接的一臺DSP和一臺單片機組成，從而由DSP處理輸入信息而由單片機處理輸出信息和指令。
3.如權利要求1或2所述的一種智能模塊化永磁機構控制器，包括微控制器，其特征在于:其中微控制器與人機界面連接。
專利摘要本實用新型涉及智能化永磁高壓真空斷路器領域，尤其是一種智能模塊化永磁機構控制器。包括微控制器，其特點是所述微控制器分別與觸頭溫度采樣電路、開關電流電壓采集電路、開關位置狀態電路、電容電壓采樣電路和遠程本地控制電路連接，從而獲取輸入信息，而所述微控制器還分別與IGBT驅動模塊、直流電機驅動電路、繼電器狀態指示燈電路、LCM液晶顯示模塊和語音集成模塊連接，從而輸出信息和指令。本實用新型提供了一種智能型模塊化永磁機構控制器，在實現了傳統永磁控制器功能之外，還具有高壓真空斷路器機械特性、觸頭溫度在線監測、實現語音引導操作及電動推進機構控制功能，能有效的預防真空斷路器運行事故隱患和避免誤操作事故。
文檔編號H01H33/666GK202940180SQ20122059316
公開日2013年5月15日 申請日期2012年11月13日 優先權日2012年11月13日
發明者徐志, 牛廣軍, 唐成久 申請人:寧夏力成電氣集團有限公司