CN104298253A - 三工位隔离开关工位检测控制器及其工作原理 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种三工位隔离开关工位检测控制器及其工作原理，是针对解决现有同类产品中三工位控制效果欠佳的技术问题而设计。该工位检测控制器的控制板通过线路与电机连接；其要点是所述控制板设有精密电位器、指示灯、电压比较器、信号放大器、缓冲放大器、功率输出驱动器，角度传感器与传动齿轮组的其中一转动轴连接，传动齿轮组设有输出轴，电压比较器预设三个工位的电压信号；角度传感器的感知到的电压信号送入电压比较器，与电压比较器内通过精密电位器预设的三个工位电压信号相比较，比较出的差动信号一路通过信号放大器放大后经缓冲放大器输出，该输出信号触发功率输出驱动器工作，驱动电机转动或停止，另一路直接控制指示灯亮灭。
Description
技术领域
本发明涉及输配电设备，具体是一种三工位隔离开关工位检测控制器及其工作原理。
背景技术
三工位开关，或称为三工位隔离开关，其常用于输配电设备中的全封闭组合电器（GIS）或复合电器（PASS），通常采用行程开关来限位达到控制电机的目的，其根据结构不同分为：直动式三工位隔离开关和转动式三工位隔离开关。所谓三工位是指三个工作位置：1、隔离开关主断口接通的合闸位置，2、主断口分开的隔离位置，3、接地侧的接地位置；即隔离合、隔离分及接地三个工位。当电动机构对三工位隔离开关进行操作时，通过电机正反转，由行程开关来控制这三个工位的位置，由于行程开关所固有的机械特性；再加上电机本身的惯性作用，往往在电机到达工位极限位时，过早或延迟控制了电机的停转，导致隔离开关不到位或过位，对生产企业而言限位调整比较麻烦且困难，行程开关与电机惯性的切合总是顾此失彼。因此，当三工位隔离开关在网运行中，行程开关与电机惯性之间的工作协调性很难保证，极易致使机构设备损坏，甚至酿成重大事故。因此，急需一种精确的电子工位检测控制器来控制三个工位的制动，保证其在三工位操动时的安全性和精确度。
发明内容
为克服上述不足，本发明的目的是向本领域提供一种三工位隔离开关工位检测控制器及其工作原理，使其解决现有同类产品中三工位控制效果欠佳的技术问题。其目的是通过如下技术方案实现的。
一种三工位隔离开关工位检测控制器，该工位检测控制器包括角度传感器、控制板、精密电位器、指示灯，控制板通过线路与电机连接；其结构设计要点是所述控制板设有精密电位器、指示灯、电压比较器、信号放大器、缓冲放大器、功率输出驱动器，角度传感器与传动齿轮组的其中一转动轴连接，传动齿轮组设有输出轴，电压比较器通过精密电位器预设三个工位的电压信号；角度传感器的感知到的电压信号送入电压比较器，与电压比较器内预设的三个工位电压信号相比较，比较出的差动信号一路通过信号放大器放大后经缓冲放大器输出，该输出信号触发功率输出驱动器工作，驱动电机转动或停止，另一路直接控制指示灯亮灭，指示灯分别对应三个工位的工作状态。精密电位器是一种能以较高精度调节自身电阻的可变电阻器，并设有调整圈数，除具有线绕电位器的相同特点外，还具有线性优良，能进行精细调整等优点，广泛应用于对电阻实行精密调整的场合，主要参数为阻值、容差、额定功率。角度传感器是将感知到的角度转化为其他物理量的电子元器件，其信号输出主要分两大类：1、模拟量输出，将角度转化为电压值、电流值、频率值、电容值等模拟量后输出；2、数字量输出，将角度直接转化为一连串的数字量后输出。该工位检测控制器利用上述精密电位器、角度传感器、电压比较器、信号放大器、缓冲放大器、功率输出驱动器等电子元器件，三个工位的位置通过调整控制板上的精密电位器来实现，当达到控制参数时，控制板输出控制信号，控制电机做正反转动或停止，形成控制链闭环。即未到达预设位置时，电机继续转动；一旦到达工位时，控制板立即控制电机，让电机停转，同时点亮相应位置的指示灯。
所述控制板上电压比较器内预设的三个工位信号由首次工作时设定数值，即首次工作时，电机带动输出轴做正反转动，与输出轴通过传动齿轮组上设置于转动轴的角度传感器同时转动，角度传感器将输出轴所在三个工位的具体转动圈数，及角度感知出相对应的三个电压信号，所述三个电压信号通过控制板上的精密电位器进行预设至电压比较器。上述通过该三工位隔离开关自身在三工位状态下分别的转动圈数和电压信号，来设定电压比较器内预设的三个工位的电压信号，使上述电压比较器的数值更加精确和可靠。
所述角度传感器设置于控制板，控制板设置于一侧夹板，角度传感器与传动齿轮组的其中一转动轴连接。上述结构为该工位检测控制器在直动式三工位隔离开关中的设置，即角度传感器与控制板一体设置。
所述角度传感器设置于一侧夹板，并与传动齿轮组其中一转动轴的输出轴一端连接，输出轴的另一端伸出另一侧夹板，角度传感器通过线路与控制板连接，控制板设置于夹板之间的一外侧面。上述结构为该工位检测控制器在转动式三工位隔离开关中的设置，即角度传感器与控制板分体设置。
所述角度传感器通过传动齿轮组与输出主轴相连，将输出轴的转动圈数和角度转化为相对应的电压信号，即角度传感器将三个工位三个角度感知出三个电压值，同一种三工位隔离开关，其三个电压值基本相同，分别为：隔离合位置电压值Ua、隔离分位置电压值Ub及接地位置电压值Uc，并将这三个电压值通过精密电位器预设在控制板的电压比较器中；当电机带动机构使输出主轴作正反转动时，角度传感器联动，转动的圈数和角度分别到达三个工位时，角度传感器输出相应位置的电压信号，此电压信号与预设在控制板中的Ua、Ub及Uc相比较，达到控制参数时，控制电路立即起控，让电机停转。
所述隔离合位置电压值Ua、隔离分位置电压值Ub、接地位置电压值Uc的控制参数通过精密电位器微调Ua、Ub及Uc的值，当电机在预到达极限位置时更精准的提前控制电机，切断电机电源，电机在惯性作用下准确到位，同时点亮相对应位置的指示灯。
本发明使三工位隔离开关限位调整简单，且能更精准地检测工位及电机控制；其结构设计合理，安装、生产、使用方便，精确度高，安全性、稳定性好；适用于同类三工位隔离开关的工位控制，及其同类产品的结构改进。
附图说明
图1是本发明的装置安装结构示意图一，图中该工位检测控制器安装在直动式三工位隔离开关。
图2是本发明的装置安装结构示意图二，图中该工位检测控制器安装在转动式三工位隔离开关。
图3是本发明的检测控制电路方框图。
附图序号及名称：1、电机，2、角度传感器，3、控制板，4、输出轴，5、传动齿轮组，6、精密电位器，7、指示灯。
具体实施方式
现结合附图，对本发明结构和使用作进一步描述。如图1所示，该工位检测控制器安装在直动式三工位隔离开关，即角度传感器2设置于控制板3，控制板设置于一侧夹板，角度传感器与传动齿轮组5的其中一转动轴连接。如图2所示，该工位检测控制器安装在转动式三工位隔离开关，即角度传感器设置于一侧夹板，并与传动齿轮组其中一转动轴的输出轴4一端连接，输出轴的另一端伸出另一侧夹板，角度传感器通过线路与控制板连接，控制板设置于夹板之间的一外侧面。上述两种该工位检测控制器的实施例中控制板还设有精密电位器6、指示灯7、电压比较器、信号放大器、缓冲放大器、功率输出驱动器，控制板通过线路与电机1连接，夹板之间的该三工位隔离开关内设有传动齿轮组。
同时，如图3所示，上述实施例结合图3可知，电路板的电压比较器通过精密电位器预设三个工位的电压信号，角度传感器的感知到的电压信号送入电压比较器，与电压比较器内预设的三个工位电压信号相比较，比较出的差动信号一路通过信号放大器放大后经缓冲放大器输出，该输出信号触发功率输出驱动器工作，驱动电机转动或停止，另一路直接控制指示灯亮灭，指示灯分别对应三个工位的工作状态。为了上述三个工位的电压信号预设的准确性，该三工位隔离开关首次工作时，电机带动输出轴做正反转动，与输出轴通过传动齿轮组上设置于转动轴的角度传感器同时转动，角度传感器将输出轴所在三个工位的具体转动角度，及角度感知出相对应的三个电压信号，所述三个电压信号通过控制板上的精密电位器进行预设至电压比较器。
即上述将输出轴的转动圈数和角度转化为相对应的电压信号，角度传感器将三个工位三个角度感知出三个电压值，同一种三工位隔离开关，其三个电压值基本相同，分别为：隔离合位置电压值Ua、隔离分位置电压值Ub及接地位置电压值Uc，并将这三个电压值通过精密电位器预设在控制板的电压比较器中；当电机带动机构使输出主轴作正反转动时，角度传感器联动，转动的圈数和角度分别到达三个工位时，角度传感器输出相应位置的电压信号，此电压信号与通过精密电位器预设在控制板中的Ua、Ub及Uc相比较，达到控制参数时，控制电路立即起控，让电机停转。为了电机在预到达极限位置时更精准的提前控制电机，切断电机电源，电机在惯性作用下准确到位，隔离合位置电压值Ua、隔离分位置电压值Ub、接地位置电压值Uc的控制参数通过精密电位器微调Ua、Ub及Uc的值，使三个值稍靠前一些，即小于未达到上述数值前即开始对对应的工位进行控制。
Claims (6)
1. 一种三工位隔离开关工位检测控制器，该工位检测控制器包括角度传感器（2）、控制板（3）、精密电位器（6）、指示灯（7），控制板通过线路与电机（1）连接；其特征在于所述控制板（3）设有精密电位器（6）、指示灯（7）、电压比较器、信号放大器、缓冲放大器、功率输出驱动器，角度传感器（2）与传动齿轮组（5）的其中一转动轴连接，传动齿轮组设有输出轴（4），电压比较器通过精密电位器预设三个工位的电压信号；角度传感器的感知到的电压信号送入电压比较器，与电压比较器内预设的三个工位电压信号相比较，比较出的差动信号一路通过信号放大器放大后经缓冲放大器输出，该输出信号触发功率输出驱动器工作，驱动电机（1）转动或停止，另一路直接控制指示灯（7）亮灭，指示灯分别对应三个工位的工作状态。
2. 根据权利要求1所述的三工位隔离开关工位检测控制器，其特征在于所述控制板（3）上电压比较器内预设的三个工位信号由首次工作时设定数值，即首次工作时，电机（1）带动输出轴（4）做正反转动，与输出轴通过传动齿轮组（5）上设置于转动轴的角度传感器（2）同时转动，角度传感器将输出轴（4）所在三个工位的具体转动圈数，及角度感知出相对应的三个电压信号，所述三个电压信号通过控制板上的精密电位器（6）进行预设至电压比较器。
3. 根据权利要求1所述的三工位隔离开关工位检测控制器，其特征在于所述角度传感器（2）设置于控制板（3），控制板设置于一侧夹板，角度传感器与传动齿轮组（5）的其中一转动轴连接。
4. 根据权利要求1所述的三工位隔离开关工位检测控制器，其特征在于所述角度传感器（2）设置于一侧夹板，并与传动齿轮组（5）其中一转动轴的输出轴（4）一端连接，输出轴的另一端伸出另一侧夹板，角度传感器通过线路与控制板（3）连接，控制板设置于夹板之间的一外侧面。
5. 根据权利要求1所述的三工位隔离开关工位检测控制器的工作原理，其特征在于所述角度传感器（2）通过传动齿轮组（5）与输出主轴（4）相连，将输出轴的转动圈数和角度转化为相对应的电压信号，即角度传感器将三个工位三个角度感知出三个电压值，同一种三工位隔离开关，其三个电压值基本相同，分别为：隔离合位置电压值Ua、隔离分位置电压值Ub及接地位置电压值Uc，并将这三个电压值通过精密电位器（6）预设在控制板（3）的电压比较器中；当电机（1）带动机构使输出主轴作正反转动时，角度传感器联动，转动的圈数和角度分别到达三个工位时，角度传感器输出相应位置的电压信号，此电压信号与预设在控制板中的Ua、Ub及Uc相比较，达到控制参数时，控制电路立即起控，让电机停转。
6. 根据权利要求5所述的三工位隔离开关工位检测控制器的工作原理，其特征在于所述隔离合位置电压值Ua、隔离分位置电压值Ub、接地位置电压值Uc的控制参数通过精密电位器（6）微调Ua、Ub及Uc的值，当电机（1）在预到达极限位置时更精准的提前控制电机，切断电机电源，电机在惯性作用下准确到位，同时点亮相对应位置的指示灯（7）。
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