CN104658778A - 一种电磁斥力操作机构储能和触发设备及控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种电磁斥力操作机构储能和触发设备及控制方法，包括调压器、隔离变压器、分闸充电电阻、分闸充电二极管、分闸储能电容、分闸晶闸管、分闸续流二极管和合闸充电电阻、合闸充电二极管、合闸储能电容、合闸晶闸管、合闸续流二极管。采用上述方案后，二极管半波整流充电和晶闸管触发放电的方法，既可以保证储能电容充电又能实现晶闸管电流过零自然关断，触发开关就不需用价格昂贵，电流峰值耐受能力小的全控型功率半导体器件。

Description

一种电磁斥力操作机构储能和触发设备及控制方法

技术领域

本发明属于开断电器领域，具体涉及一种电磁斥力操作机构储能和触发设备及控制方法。

背景技术

电磁斥力操作机构动作的原理是预先充电的储能电容向合闸或合闸励磁线圈放电，在斥力盘上感应出涡流，涡流产生的磁场与线圈中放电电流产生磁场方向相反，产生电磁斥力，推动斥力盘带动连杆运动，实现分合闸。因此电磁斥力操作机构的储能以及触发设备是其储能和控制的关键。

目前，电磁斥力操作机构的一般采用全桥整流方式给储能电容充电，触发依靠全控型半导体器件(如IGBT)，这种方式存在脉冲电流峰值不高，价格昂贵等缺陷。

发明内容

本发明的目的，在于提供一种电磁斥力操作机构储能和触发设备及控制方法，采用二极管半波整流充电和晶闸管触发放电的方法，既可以保证储能电容充电又能实现晶闸管电流过零自然关断。通过变压器不同绕组的设置可以满足对分合闸储能电容充电电压不同的需求。结构简单，实现方便。

为了达成上述目的，本发明的解决方案是：一种电磁斥力操作机构储能和触发设备，其特征在于：所述电磁斥力操作机构储能和触发设备包括调压器、隔离变压器、分闸充电电阻、第一分闸充电二极管、第一分闸储能电容、第一分闸晶闸管、第一分闸续流二极管和合闸充电电阻、第一合闸充电二极管、第一合闸储能电容、第一合闸晶闸管、第一合闸续流二极管；所述调压器输出端与隔离变压器输入端连接，隔离变压器输出端分闸绕组的一个抽头与第一分闸充电电阻、第一分闸充电二极管串联后与第一分闸储能电容正极连接，另一个抽头与第一分闸储能电容负极极连接；第一分闸储能电容与第一分闸晶闸管串联后再与第一分闸续流二极管并联连接，第一分闸续流二极管两端分别与电磁斥力操作机构的分闸励磁线圈两端连接；隔离变压器输出端合闸绕组一个抽头与第一合闸充电电阻、第一合闸充电二极管串联后与第一合闸储能电容正极连接，另一个抽头与第一合闸储能电容负极极连接；第一合闸储能电容与第一合闸晶闸管串联后再与第一合闸续流二极管并联连接，第一合闸续流二极管两端分别与电磁斥力操作机构的合闸励磁线圈两端连接。

上述方案中：所述电磁斥力操作机构储能和触发设备还包含第二分闸充电二极管、第二分闸储能电容、第二分闸晶闸管和第二合闸充电二极管、第二合闸储能电容、第二合闸晶闸管；第二分闸、合闸充电二极管阳极分别连接分闸、合闸充电电阻，阴极分别连接第二分闸、合闸储能电容正极；第二分闸、合闸储能电容负极分别连接第一分闸、合闸储能电容的负极后再分别于隔离变压器的分闸、合闸绕组。

上述方案中：所述隔离变压器的分闸、合闸绕组变比根据分闸、合闸储能电容充电电压要求设置。

另外本发明还公开一种电磁斥力操作机构储能和触发设备的控制方法，方法包括如下步骤：

步骤1：调压器输入端施加交流电压，并将输出端电压调压至所需电压值；

步骤2：隔离变压器通过充电电阻和充电二极管向储能电容充电，直到储能电容电压达到隔离变压器副变绕组输出电压的峰值；

步骤3：电磁斥力操作机构需要进行操作时，触发晶闸管导通，使得储能电容对操作机构的励磁线圈放电；当储能电容电压放到0后，放电电流在续流二极管和励磁线圈上续流，直至消耗到0；

步骤4：若需适当提高或降低电磁斥力操作机构出力，则相应调整调压器的输出电压。

采用上述方案后，本发明具有以下优点：

1.二极管半波整流充电和晶闸管触发放电的方法，既可以保证储能电容充电又能实现晶闸管电流过零自然关断，触发开关就不需用如IGBT这样的价格昂贵，电流峰值耐受能力小的全控型功率半导体器件；

2.隔离变压器副边采用双绕组结构，可实现分、合闸储能电容不同的需求；

3.一次储能可实现重合闸功能。

4.结构简单，易于实现。

附图说明

图1是本发明的整体结构图；

图2是本发明另一实施例的整体结构图；

其中，1-调压器，2-隔离变压器，3-充电电阻，4a、4b-分闸充电二极管，5a、5b-分闸储能电容，6a、6b-分闸晶闸管，7-分闸续流二极管，8-合闸续流二极管，9a、9b-合闸晶闸管，10a、10b-合闸储能电容，11a、11b-合闸充电二极管，12-合闸励磁线圈，13-分闸励磁线圈，14-斥力盘，15-电磁斥力操作机构本体

具体实施方式

以下将结合附图，对本发明的技术方案进行详细说明。

如图1所示，本发明提供一种电磁斥力操作机构储能和触发设备及控制方法，包括调压器1，隔离变压器2，充电电阻3，分、合闸充电二极管4、11，分、合闸储能电容5、10，分、合闸晶闸管6、9以及分、合闸续流二极管7、8。

调压器1输出电压0～220V可调，输出端与隔离变压器2的原边连接，隔离变压器2的副变有分闸和合闸两组绕组，分闸绕组变比为220V：600V，合闸绕组变比为220V：450V。其中分闸绕组的一个抽头与充电电阻3、分闸充电二极管4串联后与分闸储能电容5a的正极连接，另一个抽头与分闸储能电容5a的负极连接。分闸储能电容5a的正极与分闸晶闸管6的阳极连接，分闸晶闸管6的阴极再与分闸续流二极管7并联连接，分闸续流二极管7的两端分别与电磁斥力操作机构的分闸励磁线圈13两端连接。

隔离变压器2的合闸绕组一个抽头与充电电阻3、合闸充电二极管11串联后与合闸储能电容10a的正极连接，另一个抽头与合闸储能电容10a的负极连接。合闸储能电容10a的正极与合闸晶闸管9的阳极连接，合闸晶闸管9的阴极再与合闸续流二极管8并联连接，合闸续流二极管8的两端分别与电磁斥力操作机构的合闸励磁线圈两端连接。

因储能电容一次充电的时间较长，如果操作机构需要具备重合闸功能，需要机构一次储能就完成分-合-分-合的动作，鉴于此另一实施例如图2所示，可具备重合闸功能。

如图2所示的实施例中比图1实施例增加了第二分闸储能电容，第二分闸充电二极管、第二分闸晶闸管和第二合闸储能电容，第二充电二极管、第二晶闸管。如图2所示，所增加的分、合闸充电二极管4b、11b阳极分别连接充电电阻，阴极分别连接所增加的分、合闸储能电容5b、10b的正极，分、合闸储能电容5b、10b的负极分别连接储能电容5a、5b的负极，并且分别连接隔离变压器2两组绕组的另一抽头。

控制方法包括如下步骤：

步骤1：在调压器1的输入端施加交流电压，并将输出端电压调压至所需电压值。如分闸储能电压充电电压为600V，合闸储能电压充电电压为450V，根据隔离变压器变比关系，则只需将调压器1的输出端电压调整约至156V即可。

步骤2：隔离变压器2通过充电电阻3和分、合闸充电二极管4、11向分、合闸储能电容5a、10a半波整流充电，直到分、合闸储能电容5a、10a电压达到隔离变压器2副变绕组输出电压的峰值时，充电二极管导通截止，从而自动停止充电；

步骤3：当电磁斥力操作机构需要进行分闸动作时，触发分闸晶闸管6导通，使得分闸储能电容对操作机构的分闸励磁线圈放电。当分闸储能电容电压放到0后，放电电流在分闸续流二极管7和分闸励磁线圈上续流，直至消耗到0；当电磁斥力操作机构需要进行合闸动作时，触发合闸晶闸管9导通，使得合闸储能电容对操作机构的合闸励磁线圈放电。当合闸储能电容电压放到0后，放电电流在合闸续流二极管8和合闸励磁线圈上续流，直至消耗到0；如需要进行重合闸功能，则如图2所示实施例，分别触发第2组分、合闸晶闸管6b、9b导通，由第2组分、合闸储能5b、10b电容对励磁线圈放电。

步骤4：如需适当提高或降低电磁斥力操作机构出力，只要相应调整调压器的输出电压值即可。

以上实施例仅为说明本发明的技术思想，不能以此限定本发明的保护范围，凡是按照本发明提出的技术思想，在技术方案基础上所做的任何改动，均落入本发明保护范围之内。

Claims (4)

1.一种电磁斥力操作机构储能和触发设备，其特征在于：所述电磁斥力操作机构储能和触发设备包括调压器、隔离变压器、分闸充电电阻、第一分闸充电二极管、第一分闸储能电容、第一分闸晶闸管、第一分闸续流二极管和合闸充电电阻、第一合闸充电二极管、第一合闸储能电容、第一合闸晶闸管、第一合闸续流二极管；所述调压器输出端与隔离变压器输入端连接，隔离变压器输出端分闸绕组的一个抽头与第一分闸充电电阻、第一分闸充电二极管串联后与第一分闸储能电容正极连接，另一个抽头与第一分闸储能电容负极极连接；第一分闸储能电容与第一分闸晶闸管串联后再与第一分闸续流二极管并联连接，第一分闸续流二极管两端分别与电磁斥力操作机构的分闸励磁线圈两端连接；隔离变压器输出端合闸绕组一个抽头与第一合闸充电电阻、第一合闸充电二极管串联后与第一合闸储能电容正极连接，另一个抽头与第一合闸储能电容负极极连接；第一合闸储能电容与第一合闸晶闸管串联后再与第一合闸续流二极管并联连接，第一合闸续流二极管两端分别与电磁斥力操作机构的合闸励磁线圈两端连接。

2.如权利要求1所述的一种电磁斥力操作机构储能和触发设备，其特征在于：所述电磁斥力操作机构储能和触发设备还包含第二分闸充电二极管、第二分闸储能电容、第二分闸晶闸管和第二合闸充电二极管、第二合闸储能电容、第二合闸晶闸管；第二分闸、合闸充电二极管阳极分别连接分闸、合闸充电电阻，阴极分别连接第二分闸、合闸储能电容正极；第二分闸、合闸储能电容负极分别连接第一分闸、合闸储能电容的负极后再分别于隔离变压器的分闸、合闸绕组。

3.如权利要求1所述的一种电磁斥力操作机构储能和触发设备，其特征在于：所述隔离变压器的分闸、合闸绕组变比根据分闸、合闸储能电容充电电压要求设置。

4.一种电磁斥力操作机构储能和触发设备的控制方法，其特征在于：所述方法包括如下步骤：

步骤1：调压器输入端施加交流电压，并将输出端电压调压至所需电压值；

步骤2：隔离变压器通过充电电阻和充电二极管向储能电容充电，直到储能电容电压达到隔离变压器副变绕组输出电压的峰值；

步骤3：电磁斥力操作机构需要进行操作时，触发晶闸管导通，使得储能电容对操作机构的励磁线圈放电；当储能电容电压放到0后，放电电流在续流二极管和励磁线圈上续流，直至消耗到0；

步骤4：若需适当提高或降低电磁斥力操作机构出力，则相应调整调压器的输出电压。