一種高壓斷路器永磁電機操動機構驅動控制器的制造方法
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及輸變電設備驅動控制器技術領域，尤其涉及一種高壓斷路器永磁電機操動機構驅動控制器。
【背景技術】
[0002]高壓斷路器是電力系統中最重要的控制和保護設備。操動機構是控制斷路器進行分閘和合閘操作的機構。目前比較常用的操動機構主要有電磁操動機構、彈簧操動機構、氣動操動機構和液壓操動機構等。永磁電機控制器是永磁電機操動機構的核心部分，它的性能直接影響故障的排除效果和斷路器的可靠工作，由于驅動控制器需要瞬間的大功率放電，會對內部元器件造成沖擊和干擾，同時驅動器在外部收到雷電、高壓線路、溫度、濕度等諸多因素的影響。
[0003]申請號為200610134094.7的發明專利公開一種高壓斷路器直線電機操動機構，屬于輸變電設備技術領域。其結構包括有直線電機及伺服控制器，直線電機的次級和高壓斷路器的動觸頭通過絕緣拉桿連接，直線電機通過其上的電樞繞組以及位置和速度傳感器與伺服控制器連接。本發明的優點:機構質量小，運動慣量小，動能大大減小，能量損耗減小，使得大部分能量都用到了斷路器動觸頭動能上，提高了能量的使用效率。并具有如下特點:體積小，重量輕；結構簡單，高可靠；高效率，低能耗；快速響應和高精度；運動過程可控。
[0004]申請號為201080065843.X的發明專利公開了一種電磁操作機構的驅動電路。在使開關(14)閉合，利用充電后的電容器(11)對閉合用線圈(5)進行勵磁，來驅動可動鐵心(2)，以閉合未圖示真空閥時，若斷開開關(24)及開關(28)，則即使因來自線圈(5)的電磁感應而在線圈(6)中產生電壓，也不會有電流流過，不會產生功耗。另外，若在直到開關
(14)斷開之前使開關(18)閉合，則在開關(14)斷開時流過線圈(5)的電流會轉變方向而流至包含電阻(17)的串聯電路(19)，因此，能抑制線圈(5)中所發生的電壓。在使開關(24)閉合，利用電容器(21)對斷開用線圈(6)進行勵磁，來反向驅動可動鐵心(2)，以斷開真空閥時，通過使開關(14)及開關(18)斷開，從而即使因來自線圈(6)的電磁感應而在線圈(5)中產生電壓，也不會有電流流過，不會產生功耗。
[0005]以上方案，并未對操動機構的驅動控制器作為明確創新與保護，針對驅動控制器這一比較重要但脆弱的環節，需要提出一種合理方案，使其具有具有驅動能力強、速度快、電平容性好、使用靈活方便、成本低廉和可靠度高等優點。
【實用新型內容】
[0006]本實用新型的目的在于解決上述技術問題，提供一種高壓斷路器永磁電機操動機構驅動控制器，具備通訊功能，可以配合斷路器組成區域網絡，通過監控中心的上位機界面控制斷路器的分合閘，同時監測網絡中斷路器的運行狀況。
[0007]為實現上述目的，本實用新型所采用的技術方案是:一種高壓斷路器永磁電機操動機構驅動控制器，包括相互連接的檢測模塊和控制模塊，所述檢測模塊與所述控制模塊均與電源模塊連接，所述控制模塊連接傳輸模塊；所述控制模塊包括單片機與驅動控制電路，所述傳輸模塊包括開關量傳輸單元與串行通信單元，所述檢測模塊包括電容器電壓檢測電路。
[0008]所述驅動控制電路包括分合閘控制模塊，所述分合閘控制模塊包括電壓檢測模塊、儲能電容和功率開關器件。
[0009]所述功率開關器件為絕緣柵雙極型晶體管。
[0010]所述開關量傳輸單兀包括開關量輸入電平轉換電路和繼電器輸出電路。
[0011 ] 所述電源模塊包括多路開關電源與穩壓電路。
[0012]所述電容器電壓檢測電路包括線性光耦。
[0013]所述串行通信單元包括RS485串行通信接口電路。
[0014]高壓斷路器永磁電機操作機構有以下的優點:運動部件只有一個，簡單可靠；采用電容器作為操作電源，操作能耗比較小，效率高；具有較高的快速響應能力和較高的精度，符合真空斷路器的特性要求；采用現代的控制理論和基于微處理器的數字控制系統，可以準確控制斷路器的開斷和關合時間，還可以按照預定的曲線運動，能夠很方便實現通信、實時監測和故障診斷功能。由于驅動器需要瞬間的大功率放電，會對內部元器件造成沖擊和干擾，同時驅動器在外部收到雷電、高壓線路、溫度、濕度等諸多因素的影響，所以相對于其他部件，驅動器是比較重要但很脆弱的一個環節。
[0015]本實用新型永磁電機操動機構驅動器的工作方式分為正常運行方式與故障運行方式，其中，正常運行方式的控制器實時檢測儲能電容器的性能與電壓，當電壓低于預設值時，通過電源模塊為電容器充電，反之則停止充電，同時監測電網參數和斷路器狀態，將相應的參數顯示輸出；故障運行方式則是根據實時監測到的故障情況進行分析、判斷與預設數據進行比較后發出相應的操作指令，電機一次只接受分閘或合閘指令，能夠避免多個信號同時輸入引起機構的誤動作，提高機構可靠性，同時將相應的故障代碼發給上位機。
[0016]本實用新型所研制出的一種具備通訊功能的永磁電機機構驅動器可以配合斷路器組成區域網絡，在該網絡中通過監控中心的上位機界面控制斷路器的分、合閘，同時監測網絡中斷路器的運行狀況，驅動器采用工業上常用的RS485通信，具有很強的共模干擾抑制力，且對傳輸介質物理層要求簡單，采用普通的雙絞線就可以組成網絡。
【附圖說明】
[0017]圖1是本實用新型裝置的結構示意圖。
[0018]圖2是本實用新型電源模塊的穩壓電路圖。
[0019]圖3是本實用新型開關量傳輸單元的開關量輸入電平轉換電路圖。
[0020]圖4是本實用新型開關量傳輸單元的繼電器輸出電路圖。
[0021 ] 圖5是本實用新型串行通信接口電路圖。
【具體實施方式】
[0022]如圖1至圖5所示，一種高壓斷路器永磁電機操動機構驅動控制器，包括相互連接的檢測模塊I和控制模塊2，檢測模塊I與控制模塊2均與電源模塊3連接，控制模塊2連接傳輸模塊4 ;控制模塊2包括單片機5與驅動控制電路，傳輸模塊包括開關量傳輸單元與串行通信單元10，檢測模塊包括電容器電壓檢測電路；驅動控制電路包括分合閘控制模塊6，分合閘控制模塊包括電壓檢測模塊7、儲能電容8和功率開關器件9 ;功率開關器件為絕緣柵雙極型晶體管，即IGBT管；開關量傳輸單元包括開關量輸入電平轉換電路11和繼電器輸出電路12 ;電源模塊包括多路開關電源13與穩壓電路14 ;電容器電壓檢測電路包括線性光耦；串行通信單元包括RS485串行通信接口電路。
[0023]控制器正常工路電壓，且各路間相隔離。因此本驅動器采用了多路開關電源進行供電。為了進一步增強CPU電路的電源穩定性外接KA7805穩壓電路，如圖2所示。其中U為電源電壓，Uo為控制器供電電壓。R1、R2為輸出電壓調節電阻。此穩壓電路可在5 — 12V穩壓范圍內實現輸出電壓連續可調節。精度可達到0.04以上，可以滿足實際需求，其它電源直接取自電源模塊。
[0024]控制模塊包括單片機與驅動控制電路，由于控制系統用于高壓斷路器的操動機構中，其特殊的工作機理要求實時性比較強，特別是在分、合閘過程中。需實現精確的換向控制，作為整個控制系統的核心。微處理器需要具有較高的性能，以實