CN102929179A

CN102929179A - 智能模块化永磁机构控制器

Info

Publication number: CN102929179A
Application number: CN2012104509327A
Authority: CN
Inventors: 徐志; 牛广军; 唐成久
Original assignee: NINGXIA LICHENG ELECTRIC GROUP CO Ltd
Current assignee: NINGXIA LICHENG ELECTRIC GROUP CO Ltd
Priority date: 2012-11-13
Filing date: 2012-11-13
Publication date: 2013-02-13

Abstract

本发明涉及智能化永磁高压真空断路器领域，尤其是一种智能模块化永磁机构控制器。包括微控制器，其特点是：所述微控制器分别与触头温度采样电路、开关电流电压采集电路、开关位置状态电路、电容电压采样电路和远程本地控制电路连接，从而获取输入信息，而所述微控制器还分别与IGBT驱动模块、直流电机驱动电路、继电器状态指示灯电路、LCM液晶显示模块和语音集成模块连接，从而输出信息和指令。本发明提供了一种智能型模块化永磁机构控制器，在实现了传统永磁控制器功能之外，还具有高压真空断路器机械特性、触头温度在线监测、实现语音引导操作及电动推进机构控制功能，能有效的预防真空断路器运行事故隐患和避免误操作事故。

Description

智能模块化永磁机构控制器

技术领域

本发明涉及智能化永磁高压真空断路器领域，尤其是一种智能模块化永磁机构控制器。

背景技术

永磁机构控制器做为永磁高压真空断路器的一个核心部件，被众多高压真空断路器制造厂广泛采用。传统的永磁机构控制器，主要是以满足永磁机构分、合闸瞬间大电流的控制要求，和实现欠压闭锁、故障告警、以及通讯功能为主，不具备高压真空断路器的机械特性、触头温度在线监测和语音引导操作及电动推进机构控制、断路器防跳等功能，但随着电网智能化建设需求，各单位为达到这些功能，在永磁控制器以外的部分(如：成套开关设备中)增加各种测温单元、开关操控单元、电量测量单元及大量的传感器等电力装置，来拼凑出高压真空断路器的智能化，进而弥补传统永磁控制器功能的单一。这样的方案直接导致的后果有：电力设备布局凌乱、故障率增加，成本较高，且对制造厂来讲，造成工艺步骤复杂、生产周期长，产品质量风险随之增加。

发明内容

本发明的目的是提供一种智能模块化永磁机构控制器，能够在实现传统永磁控制器的功能之外，还具有高压真空断路器机械特性、触头温度在线监测、实现语音引导操作及电动推进机构控制的功能。

一种智能模块化永磁机构控制器，包括微控制器，其特别之处在于：所述微控制器分别与触头温度采样电路、开关电流电压采集电路、开关位置状态电路、电容电压采样电路和远程本地控制电路连接，从而获取输入信息，而所述微控制器还分别与IGBT驱动模块、直流电机驱动电路、继电器状态指示灯电路、LCM液晶显示模块和语音集成模块连接，从而输出信息和指令。

其中微控制器由通过通信电路连接的一台DSP和一台单片机组成，从而由DSP处理输入信息而由单片机处理输出信息和指令。

其中微控制器与人机界面连接。

本发明的有益效果是：提供了一种智能型模块化永磁机构控制器，在实现了传统永磁控制器功能之外，还具有高压真空断路器机械特性、触头温度在线监测、实现语音引导操作及电动推进机构控制的功能，能有效的提前预防真空断路器运行事故隐患和避免误操作事故，最大限度的保护了设备和操作人员的安全。

附图说明

附图1为本发明的组成原理框图；

附图2为本发明的分闸程序流程图；

附图3为本发明的合闸程序流程图。

具体实施方式

如图1所示，本发明是一种智能模块化永磁机构控制器，包括微控制器，所述微控制器分别与触头温度采样电路、开关电流电压采集电路、开关位置状态电路、电容电压采样电路和远程本地控制电路连接，从而获取输入信息，而所述微控制器还分别与IGBT驱动模块、直流电机驱动电路、继电器状态指示灯电路、LCM液晶显示模块和语音集成模块连接，从而输出信息和指令。

其中微控制器由通过通信电路连接的一台DSP和一台单片机组成，从而由DSP处理输入信息而由单片机处理输出信息和指令，并且微控制器与人机界面连接。

其中开关位置状态电路是采用光电开关直接测量永磁机构输出轴的起点、终点位置和采用高速光电编码器采集真空断路器操动机构主轴旋转角度后，与施密特触发器(数字集成芯片组成)电连接进行脉冲整形和判断，从而输出给微控制器。

其中触头温度采集电路是由基于Zigbee无线网络的CC2430收发模块和DS18B20数字式温度传感器组成，上述的CC2430发送模块与DS18B20数字温度传感器电连接，且均由罗氏线圈及外围电路通过采集流经真空断路器触臂上的电流量进行变换而提供电源，无需电池供电。

其中语音集成模块包括语音放大电路，该语音放大电路分别与微控制器和外置扬声器电连接，对真空断路器当前位置状态、触头温度、机械特性是否满足和下一步正确操作进行语音提示，还可以对真空断路器的特殊使用情况进行警戒。

其中直流电机驱动电路是由一只霍尔传感器检测四只桥接的IGBT有规律导通时的电流量，输出脉冲给微控制器，从而为真空断路器电动推进机构的堵转提供电流信号。

如图1所示，本发明是一种多功能型模块化永磁机构控制器，包括微控制器，该微控制器分别与电容电压采样电路、远程本地控制电路、开关位置状态电路、开关电流电压采集电路、触头温度采样电路电连接，该微控制器还与IGBT驱动模块、直流电机驱动电路、语音集成模块、继电器状态指示灯电路、LCM液晶显示器模块电连接。

其中的微控制器采用了一台TMS320F28335的DSP和一台ATMEGA16的AVR系列单片机，DSP与单片机之间设计有通信电路。电容电压采样电路由TL431精密稳压器和P817光耦、分压电阻网络等部分组成。远程控制命令电路利用分压和整流、隔离处理，可以接受外部AC/DC220V电压或AC/DC110V电压，本地控制命令电路接受外部无源信号开入。

其中开关位置状态检测电路包括检测开关分/合闸位置检测电路、工作/试验位置检测电路、开关行程检测电路。开关分/合闸位置检测电路是采用光电开关直接测量永磁机构输出轴的起点、终点位置；开关行程检测电路是采用光电编码器测量真空断路器操动机构主轴旋转角度输出脉冲经施密特触发器整形，送入微控制器处理。IGBT驱动模块，共有四只IGBT驱动模块分别与四只IGBT电连接，IGBT驱动模块输出-5伏电压时IGBT关断，IGBT驱动模块输出15伏电压时IGBT导通。直流电机驱动电路主要由四只IGBT和一个霍尔传感器和压敏电阻等组成；继电器状态指示灯电路主要由一路继电器和五只LED组成，其中五只LED分别显示合闸、分闸、告警、故障、防跳动作信息。

其中LCM液晶显示模块显示电压、电流、开距、分闸/合闸速度、分闸/合闸时间、超程、开关一次状态图等信息，触头温度采样电路包括罗氏线圈及电源电路、DS18B20数字式温度传感器、无线发送模块、晶振电路；其中的语音集成模块与微处理器、语音放大电路电连接。其中的语音放大电路与外置扬声器连接。

本发明的控制器，其远程本地控制电路和远程、本地输入信号连接，对远程和本地合分闸命令控制的扫描，将扫描数据送给DSP进行逻辑处理再输出到IGBT驱动模块驱动IGBT进行分合闸控制。电容电压采样电路和外置电容器连接，完成电压的采样并送入DSP处理输出到继电器状态指示灯电路和LCM液晶显示模块显示。

开关位置状态电路和断路器机构相连，检测电路是采用光电开关直接测量永磁机构分闸、刚合、合闸的位置；开关行程检测电路是采用光电编码器测量主轴旋转角度输出脉冲经施密特触发器整形，输入到微控制器并输出到继电器状态指示灯电路和LCM液晶显示模块显示。

开关电流电压采集电路输入端与电子式电压电流互感器的输出端相连接，完成开关电压电流的采集并送入到微控制器进行处理输出到LCM液晶显示模块显示。触头温度采样电路利用罗氏线圈提供传感器电源，将DS18B20数字温度传感器的信号经无线发射模块送出，由接收模块接受信号处理送入微控制器计算再处理，输出到继电器状态指示灯电路和LCM液晶显示模块显示。

本发明通过实时显示记录真空断路器运行状态下的各种数据，帮助用户单位及时准确的引导、检测、判断、使用真空断路器，并能提前预警，干预电力事故的发生，对用户单位用电起到积极的作用。

Claims

1.一种智能模块化永磁机构控制器，包括微控制器，其特征在于：所述微控制器分别与触头温度采样电路、开关电流电压采集电路、开关位置状态电路、电容电压采样电路和远程本地控制电路连接，从而获取输入信息，而所述微控制器还分别与IGBT驱动模块、直流电机驱动电路、继电器状态指示灯电路、LCM液晶显示模块和语音集成模块连接，从而输出信息和指令。

2.如权利要求1所述的一种智能模块化永磁机构控制器，包括微控制器，其特征在于：其中微控制器由通过通信电路连接的一台DSP和一台单片机组成，从而由DSP处理输入信息而由单片机处理输出信息和指令。

3.如权利要求1或2所述的一种智能模块化永磁机构控制器，包括微控制器，其特征在于：其中微控制器与人机界面连接。