CN109585234A - 一种框架式断路器电动机操作机构的控制电路 - Google Patents
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Abstract
本发明属于框架式断路器的电动机操作机构技术领域，涉及一种框架式断路器电动机操作机构的控制电路，包括桥式整流电路1、微动开关触点COM、NC、NO、制动电路2及直流电动机，所述桥式整流电路1的输入端接交流电，输出端通过接通微动开关触点COM、NC与直流电动机连接，所述制动电路2通过接通微动开关触点COM、NO与直流电动机连接；通过本发明的控制电路来控制直流电动机，对整个电动机操作机构的启动、停止做出精准的控制，达到了控制精准的要求，同时减少了噪音。
Description
技术领域
本发明涉及一种控制装置，具体是一种框架式断路器电动机操作机构的控制电路，属于框架式断路器的电动机操作机构技术领域。
背景技术
在现有的框架式断路器（又称万能式断路器）中，大致有三种操作方式：1、手柄；2、杠杆电磁铁；3、电动机。目前大部分框架式断路器采用手柄和电动机双重操作方式，来达到手动、自动以及现场、远程的控制要求。电动机操作机构本质是电动机与齿轮箱的组合，电动机带动齿轮箱，齿轮箱带动断路器主轴转动，实现框架式断路器的分闸。当分闸完成后，主轴必须立即停止，也就是说电动操作机构必须不再有传动输出。因此框架式断路器对于电动操作机构的稳定性以及精确性要求甚高。现在很多电动机操作机构的厂家通过在其齿轮箱内加装一系列的离合器，来实现断路器分闸后立即切断电动机操作机构对主轴的控制，加装离合器的弊端有以下三点：1、电动操作机构的体积大大增加；2、部分离合器结构复杂存在一定的不稳定性；3、分闸完成后电动机操作机构与断路器主轴离合，且电动机存在惯性会继续转动，产生噪音。
现考虑取消传统的离合器结构，使用线路板电路来控制直流电动机，对整个电动机操作机构的启动、停止做出精准的控制。
发明内容
本发明的目的是提供一种框架式断路器电动机操作机构的控制电路，通过本发明的控制电路来控制直流电动机，对整个电动机操作机构的启动、停止做出精准的控制。
为实现以上技术目的，本发明的技术方案是：一种框架式断路器电动机操作机构的控制电路，其特征在于，包括桥式整流电路1、微动开关触点COM、NC、NO、制动电路2及直流电动机，所述桥式整流电路1的输入端接交流电，输出端通过接通微动开关触点COM、NC与直流电动机连接，所述制动电路2通过接通微动开关触点COM、NO与直流电动机连接。
进一步地，所述桥式整流电路1包括压敏电阻TNR1、二极管D1、D2、D3、D4，所述桥式整流电路1的输入端口AC1、AC2为整个控制电路的输入端口，并接交流电源，所述压敏电阻TNR1的两端分别与输入端口AC1、AC2连接，所述二极管D1、D2、D3、D4依次串联，且输入端口AC1分别接二极管D1的负极、二极管D2的正极，输入端口AC2分别接二极管D3的负极、二极管D4的正极，所述二极管D1的正极和二极管D2的负极分别为桥式整流电路1的输出端口。
进一步地，用于采集断路器主轴位置信息的微动开关触点COM可分别与微动开关触点NC、微动开关触点NO接通。
进一步地，所述制动电路2包括制动电阻R1、R2及压敏电阻TNR2，所述制动电阻R1与制动电阻R2并联，并联后的一端接压敏电阻TNR2的一端，另一端接微动开关触点NO，所述压敏电阻TNR2的另一端接微动开关触点COM，同时所述压敏电阻TNR2的两端接直流电动机，且为整个控制电路的输出端。
进一步地，所述制动电路中制动电阻的数量可以为一个或多个，且多个电阻间相互并联。
与传统采用机械离合器来切断电动机操作机构的方式相比，本发明具有以下优点：
1）本发明的控制电路的线路板体积小巧，结构简单，便于用户安装拆卸；
2）本发明的桥式整流电路是利用二极管的单向导通性进行整流的电路，用来将交流电转变为直流电，转化公式为：输出电压V2=0.9*输入电压V1，用户可以根据该公式选择合适的输入电压以及直流电动机等级；该部分电路主要是为了提高控制系统的稳定性，将不稳定的交流电，转变为稳定的直流电，从而提升电动机操作机构整体的稳定性，线路板电路稳定可靠，适用于各种电压等级的电动机操作机构；
3）本发明控制电路的线路板兼容性强，可以随意更换元器件的型号；
4）本发明的采用制动电路，能够消除直流电动机在断电后产生的感应电动势，实现电动机操作机构的瞬间停止，达到控制精准的要求，同时减少了噪音。
附图说明
图1为本发明实施例1的电路原理图。
图2为本发明实施例1中当框架式断路器处于合闸状态时的电路原理图。
图3为本发明实施例1中当框架式断路器处于分闸状态时的电路原理图。
图4 为本发明实施例1中直流电动机断电前的示意图。
图5 为本发明实施例1中直流电动机断电后的示意图。
附图标记说明：1-桥式整流电路、2-制动电路。
具体实施方式
下面结合具体附图和实施例对本发明作进一步说明。
如附图1所示，本实施例1中一种框架式断路器电动机操作机构的控制电路，其特征在于，包括桥式整流电路1、微动开关触点COM、NC、NO及制动电路2，所述桥式整流电路1的输入端接交流电，输出端通过接通微动开关触点COM、NC与直流电动机连接，所述制动电路2通过接通微动开关触点COM、NO与直流电动机连接。
所述桥式整流电路1包括压敏电阻TNR1、二极管D1、D2、D3、D4，所述桥式整流电路1的输入端口AC1、AC2为整个控制电路的输入端口，并接交流电源，所述压敏电阻TNR1的两端分别与输入端口AC1、AC2连接，所述二极管D1、D2、D3、D4依次串联，且输入端口AC1分别接二极管D1的负极、二极管D2的正极，输入端口AC2分别接二极管D3的负极、二极管D4的正极，所述二极管D1的正极和二极管D2的负极分别为桥式整流电路1的输出端口；
本实施例中AC1、AC2端口为控制电路的电源供给端口，用来给整个控制系统供电；二极管D1、D2、D3、D4组成桥式整流电路1，用于将常规交流电转变为给直流电动机供电的直流电；桥式整流电路1也叫做整流桥堆，是利用二极管的单向导通性进行整流的电路，输出电压=0.9*输入电压，用户可以根据该公式选择合适的输入电压以及直流电动机等级；该部分电路主要是为了提高控制系统的稳定性，将不稳定的交流电，转变为稳定的直流电，从而提升电动机操作机构整体的稳定性；同时，随着输入电压和电动机等级的变化，二极管D1、D2、D3、D4以及压敏电阻TNR1、TNR2的选型也要随着变化；
微动开关触点COM为公共端，可分别与微动开关触点NC、微动开关触点NO接通；微动开关触点均安装在框架式断路器主轴旁边，用于采集断路器主轴位置信息（断路器不同状态下，断路器主轴的位置不同），根据断路器主轴的不同位置可实现微动开关触点COM在微动开关触点NC、NO间的切换；
当框架式断路器处于合闸状态时，断路器主轴与微动开关不接触，微动开关处于弹起状态，此时，微动开关触点COM与微动开关触点NC接通；当框架式断路器处于分闸状态时，断路器主轴与微动开关接触，并按下微动开关，此时，微动开关触点COM与微动开关触点NC断开，与微动开关触点NO接通；
所述制动电路2包括制动电阻R1、R2及压敏电阻TNR2，所述制动电阻R1与制动电阻R2并联，并联后的一端接压敏电阻TNR2的一端，另一端接微动开关触点NO，所述压敏电阻TNR2的另一端接微动开关触点COM，同时所述压敏电阻TNR2的两端接直流电动机，且为整个控制电路的输出端；
当框架式断路器从合闸状态转换为分闸状态时，微动开关切换信号，使得直流电动机在转动过程中突然断电，由于电动机的惯性，电动机在磁场里继续转动会产生感应电动势，此时，并联的制动电阻R1、R2瞬间与直流电动机的正负极串联，通过制动电阻瞬间消除该感应电动势；
本实施例1中制动电路2的制动电阻为两个，制动电阻R1、R2用来消除分闸完毕后直流电动机由于惯性而产生的感应电动势；M+、M-端口为整个控制电路的电源输出端口，用来给直流电动机提供电源；TNR1、TNR2是两个压敏电阻，用来保护控制电路以及整个控制系统。
本发明制动电路2中制动电阻的数量根据整个电路中所需制动电阻阻值（制动电阻并联后的阻值）及功率总和决定的，理论上若一个制动电阻能满足阻值和功率要求亦可。
本发明的工作原理为，如图2所示，当框架式断路器处于合闸状态，微动开关处于弹起状态，微动开关触点COM和NC接通；当用户需要框架式断路器分闸时，给AC1、AC2端口输入交流电，通过桥式整流电路1将交流电转换为直流电，并提供给直流电动机，带动直流电动机操作机构的齿轮箱转动，齿轮箱再带动框架式断路器主轴转动，开始分闸动作；如图3所示，分闸完成后，在断路器主轴的分闸动作下，微动开关被按下，微动开关触点COM和NC断开的同时COM和NO接通，此时电动机不再有直流电源输入，变为和两个并联的制动电阻R1、R2串联，由于惯性电动机继续转动产生感应电动势，通过两个制动电阻消耗电动机产生的感应电动势，实现电动机的急停，完成整个分闸动作；
如图4和图5所示，制动电路2的制动过程具体为，当电动机断电后，利用微动开关切换信号，将制动电阻R1和R2瞬间与直流电动机的正负极串联；此时由于惯性电动机继续转动产生感应电动势，直流电动机负极变正极，正极变负极，动能E反向的同时转向n也反向，由于电流Ia方向不变，转矩T方向也不变；因此，转矩T与转向n方向相反，T成为制动转矩；反接制动的过程效果与制动电阻的大小有关，制动电阻R1和R2并联的总电阻越小，则制动瞬间Ia越大，且转矩T越大，制动过程越短；本发明通过选择合适的制动电阻（可以并联多个制动电阻），就能让电动机在断电后实现急停，从而实现框架式断路器分闸后不再动作，达到控制精准的要求，同时减少了噪音。
以上对本发明及其实施方式进行了描述，该描述没有限制性，附图中所示的也只是本发明的实施方式之一，实际结构并不局限于此。总而言之如果本领域的普通技术人员受其启示，在不脱离本发明创造宗旨的情况下，不经创造性的设计出与该技术方案相似的结构方式及实施例，均应属于本发明的保护范围。
Claims (5)
1.一种框架式断路器电动机操作机构的控制电路，其特征在于，包括桥式整流电路（1）、微动开关触点COM、NC、NO及制动电路（2），所述桥式整流电路（1）的输入端接交流电，输出端通过接通微动开关触点COM、NC与直流电动机连接，所述制动电路（2）通过接通微动开关触点COM、NO与直流电动机连接。
2.根据权利要求1所述的一种框架式断路器电动机操作机构的控制电路，其特征在于：所述桥式整流电路（1）包括压敏电阻TNR1、二极管D1、D2、D3、D4，所述桥式整流电路（1）的输入端口AC1、AC2为整个控制电路的输入端口，并接交流电源，所述压敏电阻TNR1的两端分别与输入端口AC1、AC2连接，所述二极管D1、D2、D3、D4依次串联，且输入端口AC1分别接二极管D1的负极、二极管D2的正极，输入端口AC2分别接二极管D3的负极、二极管D4的正极，所述二极管D1的正极和二极管D2的负极分别为桥式整流电路（1）的输出端口。
3.根据权利要求1所述的一种框架式断路器电动机操作机构的控制电路，其特征在于：用于采集断路器主轴位置信息的微动开关触点COM可分别与微动开关触点NC、微动开关触点NO接通。
4.根据权利要求1所述的一种框架式断路器电动机操作机构的控制电路，其特征在于：所述制动电路（2）包括制动电阻R1、R2及压敏电阻TNR2，所述制动电阻R1与制动电阻R2并联，并联后的一端接压敏电阻TNR2的一端，另一端接微动开关触点NO，所述压敏电阻TNR2的另一端接微动开关触点COM，同时所述压敏电阻TNR2的两端接直流电动机，且为整个控制电路的输出端。
5.根据权利要求4所述的一种框架式断路器电动机操作机构的控制电路，其特征在于：所述制动电路（2）中制动电阻的数量可以为一个或多个，且多个电阻间相互并联。
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