CN207852505U - 一种分合闸用不同操作源的单线圈永磁开关驱动器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种分合闸用不同操作源的单线圈永磁开关驱动器，包括控制单元C、永磁操作机构L、用于给控制单元C供电的辅助电源E3以及分别给永磁操作机构L提供不同电压的合闸操作电源E1和分闸操作电源E2，所述控制单元C通过驱动组件控制永磁操作机构，所述合闸操作电源E1通过驱动组件给永磁操作机构放电，开关合闸，所述分闸操作电源E2通过驱动组件给永磁操作机构L放电，开关分闸，本实用新型不仅满足了机械开关无法实现的分闸速度和合闸速度不同的要求，同时还实现了电力系统快速分断的开关功能。

Description

一种分合闸用不同操作源的单线圈永磁开关驱动器

技术领域

本实用新型涉及电力电子技术领域，具体为一种分合闸用不同操作源的单线圈永磁开关驱动器。

背景技术

断路器是指能够关合、承载和开断正常回路条件下的电流并能关合、在规定的时间内承载和开断异常回路条件下的电流的开关装置。断路器按其使用范围分为高压断路器与低压断路器，高低压界线划分比较模糊，一般将3kV以上的称为高压电器。断路器可用来分配电能，不频繁地启动异步电动机，对电力电源线路及电动机等实行保护，当它们发生严重的过载或者短路及欠压等故障时能自动切断电路，其功能相当于熔断器式开关与过欠热继电器等的组合。而且在分断故障电流后一般不需要变更零部件。目前，已获得了广泛的应用。

电力系统的真空断路器或重合器等分弹簧操作断路器和永磁操作断路器，本专利描述的是永磁操作断路器。其原理为通过永磁操作机构的线圈，当线圈获得电流后产生电磁力，带动衔铁运动，衔铁带动真空触点实现电源的闭合或断开。永磁机构主要是靠永磁铁吸住衔铁让其保持在一个状态，单线圈的分合闸操作主要是靠改变永磁机构线圈的电流方向来实现，永磁开关的合分闸需要短时间的大电流来带动衔铁运动，合分闸的衔铁运动速度对真空触点的影响比较大，所以如何让永磁机构获得可控的大电流并能改变方向，同时控制合分闸衔铁的速度就是本专利所要解决的问题。

分合闸线圈是电气方面工程学的专业术语。分合闸线圈是永磁断路器中的电动合闸部分的核心部件，使用铜线绕成的有空心的圆柱形线圈。在高压断路器中，合闸是利用给合闸线圈通电后的电磁作用，把电能转化为机械能，使合闸线圈的衔铁来撞击断路器的合闸真空触点，达到使断路器合闸的目的，分闸是利用给分闸线圈放电后的电磁作用，使得分闸线圈与断路器分闸操作机构分离，达到使断路器分闸的目的。

但是，现有的分合闸用驱动器存在以下缺陷：

(1)现有技术中分合闸用驱动器采用单个操作电源，无法满足不同的分闸和合闸衔铁速度要求，同时分闸速度缓慢，不利于快速切断故障，容易造成电力事故的扩大；

(2)现有技术中采用双线圈机构进行分合闸操作的驱动，不仅增加了生产的成本，同时也降低了工作的可靠性。

发明内容

为了克服现有技术方案的不足，本实用新型提供一种分合闸用不同操作源的单线圈永磁开关驱动器，本实用新型不仅满足了机械开关无法实现的分闸速度和合闸速度不同的要求，同时还实现了电力系统快速分断的开关功能，能有效的解决背景技术提出的问题。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种分合闸用不同操作源的单线圈永磁开关驱动器，包括控制单元C、永磁操作机构L、用于给控制单元C供电的辅助电源E3以及分别给永磁操作机构L提供不同电压的合闸操作电源E1和分闸操作电源E2，所述控制单元C通过驱动组件控制永磁操作机构，所述合闸操作电源E1通过驱动组件给永磁操作机构L放电实现合闸，所述分闸操作电源E2通过驱动组件给永磁操作机构L放电，实现分闸，分合闸的不同点在于一个操作机构的电流是反向的。

进一步地，所述驱动组件由MOS管Q1、MOS管Q2、MOS管Q3以及MOS管Q4组成，所述MOS管Q1和MOS管Q2串联在永磁操作机构L两端构成合闸放电回路，所述MOS管Q3和MOS管Q4串联在永磁操作机构L两端构成分闸放电回路。

进一步地，所述MOS管Q1漏极与合闸操作电源E1正极电连接，所述MOS管Q1源极与MOS管Q4漏极电连接，并与永磁操作机构L的一端电连接，所述MOS管Q2源极与合闸操作电源E1负极电连接，所述MOS管Q3漏极与分闸操作电源E2正极电连接，所述MOS管Q3源极与MOS管Q2漏极电连接，并与永磁操作机构L的另一端电连接，所述MOS管Q4源极与分闸操作电源E2负极电连接。

进一步地，所述合闸操作电源E1和分闸操作电源E2共地连接。

进一步地，所述控制单元C设有合闸驱动D1、合闸驱动D2、分闸驱动D3、分闸驱动D4、合闸命令输入端I1以及分闸命令输入端I2，所述合闸驱动D1和合闸驱动D2分别与MOS管Q1和MOS管Q2的栅极电连接，所述分闸驱动D3和分闸驱动D4分别与MOS管Q3和MOS管Q4的栅极电连接。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：

(1)本实用新型利用单线圈永磁机构达到了与双线圈永磁机构一样的效果，结构简单，具有可靠性高、易于实现等特点；

(2)本实用新型采用不同电压大小合闸操作电源以及分闸操作电源，使得单线圈机构就可满足机械无法实现的分闸速度和合闸速度不同的要求，同时也实现了电力系统快速分断的开关要求，避免了电力事故的扩大。

附图说明

图1为本实用新型的整体结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

如图1所示，本实用新型提供了一种分合闸用不同操作源的单线圈永磁开关驱动器，包括控制单元C、永磁操作机构L、用于给控制单元C供电的辅助电源E3以及分别给永磁操作机构L提供不同电压的合闸操作电源E1和分闸操作电源E2，所述控制单元C通过驱动组件控制永磁操作机构，所述合闸操作电源E1通过驱动组件给永磁操作机构L合闸放电，所述分闸操作电源E2通过驱动组件给永磁操作机构L分闸放电，所述合闸操作电源E1和分闸操作电源E2共地连接。

本实施方式中，控制单元C控制驱动组件的通断来对永磁操作机构L进行合闸放电和分闸放电，通过采用不同电压的合闸操作电源E1和分闸操作电源E2对永磁操作机构进行放电，由于充放电电压不同，分闸和合闸的速度也就不同，满足了机械无法实现的分闸速度和合闸速度不同的要求。

永磁操作机构L利用电磁效应进行工作，当永磁操作机构L通过合闸电流时，永磁操作机构L中的通电线圈由于电流的磁效应，吸附衔铁实现开关的闭合，当永磁操作机构L中线圈得到分闸电流时，由于合闸和分闸电流是反向的，由于电流的磁效应，吸附衔铁反向运动，实现开关的断开，通过不同的电压对永磁操作机构L放电电流的不同，即可实现不同的合闸速度和分闸速度。

所述驱动组件由MOS管Q1、MOS管Q2、MOS管Q3以及MOS管Q4组成，所述MOS管Q1和MOS管Q2串联在永磁操作机构L两端构成合闸放电回路，所述MOS管Q3和MOS管Q4串联在永磁操作机构L两端构成分闸放电回路，所述MOS管Q1漏极与合闸操作电源E1正极电连接，所述MOS管Q1源极与MOS管Q4漏极电连接，并与永磁操作机构L的一端电连接，所述MOS管Q2源极与合闸操作电源E1负极电连接，所述MOS管Q3漏极与分闸操作电源E2正极电连接，所述MOS管Q3源极与MOS管Q2漏极电连接，并与永磁操作机构L的另一端电连接，所述MOS管Q4源极与分闸操作电源E2负极电连接。

本实施方式中，当MOS管Q1和MOS管Q2同时导通时，合闸操作电源E1对永磁操作机构L进行合闸放电，此时永磁操作机构L内的通电线圈吸引衔铁运动，实现合闸操作，当MOS管Q3和MOS管Q4同时导通时，分闸操作电源E2对永磁操作机构L进行分闸放电，此时永磁操作机构L内线圈电流反向，带动衔铁反向运动，此时实现分闸操作。

所述控制单元C设有合闸驱动D1、合闸驱动D2、分闸驱动D3、分闸驱动D4、合闸命令输入端I1以及分闸命令输入端I2，所述合闸驱动D1和合闸驱动D2分别与MOS管Q1和MOS管Q2的栅极电连接，所述分闸驱动D3和分闸驱动D4分别与MOS管Q3和MOS管Q4的栅极电连接。

本实施方式中，控制单元C用于接收外部的控制命令以及根据外部的控制命令实现合闸操作和分闸操作。具体的控制流程为：

当合闸命令输入端I1接收到有效的合闸指令时，控制单元C通过合闸驱动D1和合闸驱动D2发送驱动信号给MOS管Q1和MOS管Q2，MOS管Q1和MOS管Q2栅极接收到驱动信号后，MOS管Q1和MOS管Q2导通，此时合闸操作电源E1对永磁操作机构L进行合闸放电，实现合闸操作；

当分闸命令输入端I2接收到有效的分闸指令时，控制单元C通过分闸驱动D3和分闸驱动D4发送驱动信号给MOS管Q3和MOS管Q4，MOS管Q3和MOS管Q4栅极接收到驱动信号后，MOS管Q3和MOS管Q4导通，此时分闸操作电源E2对永磁操作机构L进行分闸放电，实现分闸操作。

对于本领域技术人员而言，显然本实用新型不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本实用新型的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本实用新型。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本实用新型的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本实用新型内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

Claims (6)

1.一种分合闸用不同操作源的单线圈永磁开关驱动器，其特征在于：包括控制单元C、永磁操作机构L、用于给控制单元C供电的辅助电源E3以及分别给永磁操作机构L提供不同电压的合闸操作电源E1和分闸操作电源E2，所述控制单元C通过驱动组件控制永磁操作机构，所述合闸操作电源E1通过驱动组件给永磁操作机构L放电，实现合闸，所述分闸操作电源E2通过驱动组件给永磁操作机构L反向放电，实现分闸。

2.根据权利要求1所述的一种分合闸用不同操作源的单线圈永磁开关驱动器，其特征在于：所述驱动组件由MOS管Q1、MOS管Q2、MOS管Q3以及MOS管Q4组成，所述MOS管Q1和MOS管Q2串联在永磁操作机构L两端构成合闸放电回路，所述MOS管Q3和MOS管Q4串联在永磁操作机构L两端构成分闸放电回路。

3.根据权利要求2所述的一种分合闸用不同操作源的单线圈永磁开关驱动器，其特征在于：所述MOS管Q1漏极与合闸操作电源E1正极电连接，所述MOS管Q1源极与MOS管Q4漏极电连接，并与永磁操作机构L的一端电连接，所述MOS管Q2源极与合闸操作电源E1负极电连接，所述MOS管Q3漏极与分闸操作电源E2正极电连接，所述MOS管Q3源极与MOS管Q2漏极电连接，并与永磁操作机构L的另一端电连接，所述MOS管Q4源极与分闸操作电源E2负极电连接。

4.根据权利要求1所述的一种分合闸用不同操作源的单线圈永磁开关驱动器，其特征在于：所述合闸操作电源E1和分闸操作电源E2共地连接。

5.根据权利要求1所述的一种分合闸用不同操作源的单线圈永磁开关驱动器，其特征在于：所述控制单元C设有合闸驱动D1、合闸驱动D2、分闸驱动D3、分闸驱动D4、合闸命令输入端I1以及分闸命令输入端I2，所述合闸驱动D1和合闸驱动D2分别与MOS管Q1和MOS管Q2的栅极电连接，所述分闸驱动D3和分闸驱动D4分别与MOS管Q3和MOS管Q4的栅极电连接。

6.根据权利要求1所述的一种分合闸用不同操作源的单线圈永磁开关驱动器，其特征在于，所述驱动组件由若干个MOS管、IGBT、继电器、固态继电器，接触器，三极管，晶闸管和可控开关元件中任意一项组成。