一种由嵌入式微型步进电机操控的二次硬压板
技术领域
本实用新型涉及一种电力保护装置,尤其是一种由嵌入式微型步进电机操控的二次硬压板。
背景技术
在电力系统中,继电保护装置起到对电力系统一次高压电气设备进行自动控制、测量保护的作用。实体二次硬压板(简称压板)是继电保护装置或自动装置联系一次高压设备的桥梁和纽带,关系到保护的功能和动作出口能否正常发挥作用,从而是非常重要的二次设备。
目前,二次硬压板包括连体基座、在连体基座上左、右对称布置的左接线柱、右接线柱及导电刀片,通常在使用时,将导电刀片的一端套装在其中一根接线柱上,通过操作手柄手动控制导电刀片的另一端与另一根接线柱的接触或分离,从而实现对二次硬压板投退状态的控制。然而,由于二次硬压板在布局上的排布密集性、在功能上的集成复合性等特点,这种手动控制二次硬压板投退的方式存在费时费力、工作量大,并不够安全可靠等问题,并且人工难以对二次硬压板的投退状态进行准确地判断。
发明内容
本实用新型的目的就是要解决当前采用手动控制二次硬压板投退的方式所存在的上述问题,为此提供一种由嵌入式微型步进电机操控的二次硬压板。
本实用新型的具体方案是:一种由嵌入式微型步进电机操控的二次硬压板,包括连体基座、左接线柱、右接线柱和导电刀片,在左、右接线柱上各设有一段与导电刀片相对应的导电段;其特征是:在连体基座的中心对称部位装有步进电机,在步进电机的输出轴端安装所述导电刀片;所述导电刀片由铁质材料制成,在导电刀片的中部设有绝缘包覆层,并在导电刀片的左、右两端对应设有左导电卡口、左感应片和右导电卡口、右感应片,左、右导电卡口和左、右感应片均沿着步进电机的中心轴呈中心对称布置;在左、右接线柱上设有分别与左、右感应片对应布置的左磁敏开关和右磁敏开关;所述二次硬压板还配置有控制单元,控制单元包括单片机、电机驱动模块和警示单元;所述左磁敏开关和右磁敏开关相互并联,并连接单片机的输入端口,单片机的输出端连接警示单元,单片机根据左、右磁敏开关输入的开关量触发信号,控制警示单元发出相应的报警指示;在单片机的输入端口还设有用于控制步进电机正转、反转和停止的触发按钮,单片机根据触发按钮给定的触发信号,通过电机驱动模块实现对步进电机进行正转、反转和停止运行状态的实时控制。
本实用新型中所述左接线柱和右接线柱上对应设有以步进电机的中心轴呈中心对称布置的耳座,并在左、右接线柱的耳座上对应安装所述左磁敏开关和右磁敏开关,并且左磁敏开关和右磁敏开关对应在左接线柱和右接线柱上沿切线方向布置;在左导电卡口和右导电卡口的内侧卡口边处均设有沿边。
本实用新型中所述警示单元采用由三极管Q1和三极管Q2构成的串级放大电路,其中三极管Q1的基极通过限流电阻连接单片机的输出端口,三极管Q1和三极管Q2的集电极均与喇叭的其中一个引脚相连接,喇叭的另一个引脚连接+12V电平,三极管Q1的发射极连接三极管Q2的基极,三极管Q2的发射极接地。
本实用新型中所述单片机选用的型号为STC89C52,电机驱动模块选用型号为L298N;所述单片机上的两个使能端及四个输出端口与电机驱动模块上对应的输入端口相连接,电机驱动模块的输出端口与步进电机的绕组线圈相连接,在单片机的四个输出端口到电机驱动模块上对应的四路输入端口之间各装有光电隔离模块。
本实用新型通过采用步进电机来控制二次硬压板的投退状态,并通过磁敏开关实现了对二次硬压板的投入状态进行了准确地在线监测,不仅操作简单方便,大大降低了操作人员的工作量,而且安全可靠。
附图说明
图1是本实用新型的结构示意图;
图2是本实用新型的俯视结构示意图;
图3是本实用新型中控制单元的电气原理图。
图中:1—连体基座,2—左接线柱,3—右接线柱,4—导电刀片,5—导电段,6—步进电机,7—绝缘包覆层,8—左导电卡口,9—右导电卡口,10—左感应片,11—右感应片,12—左磁敏开关,13—右磁敏开关,14—单片机,15—电机驱动模块,16—警示单元,17—耳座,18—沿边,19—光电隔离模块。
具体实施方式
参见图1-3,一种由嵌入式微型步进电机操控的二次硬压板,包括连体基座1、左接线柱2、右接线柱3和导电刀片4,在左、右接线柱2、3上各设有一段与导电刀片4相对应的导电段5;在连体基座1的中心对称部位装有步进电机6,在步进电机6的输出轴端安装所述导电刀片4;所述导电刀片4由铁质材料制成,在导电刀片4的中部设有绝缘包覆层7,并在导电刀片4的左、右两端对应设有左导电卡口8、左感应片10和右导电卡口9、右感应片11,左、右导电卡口8、9和左、右感应片10、11均沿着步进电机6的中心轴呈中心对称布置;在左、右接线柱2、3上设有分别与左、右感应片10、11对应布置的左磁敏开关12和右磁敏开关13;所述二次硬压板还配置有控制单元,控制单元包括单片机14、电机驱动模块15和警示单元16;所述左磁敏开关12和右磁敏开关13相互并联,并连接单片机14的输入端口,单片机14的输出端连接警示单元16,单片机14根据左、右磁敏开关12、13输入的开关量触发信号,控制警示单元16发出相应的报警指示;在单片机14的输入端口还设有用于控制步进电机6正转、反转和停止的触发按钮,这些触发按钮分别为正转控制按钮SB1、反转控制按钮SB2和停止控制按钮SB3,单片机14根据触发按钮给定的触发信号,通过电机驱动模块15实现对步进电机6进行正转、反转和停止运行状态的实时控制。
本实施例中所述步进电机6选用深圳诚信电机有限公司生产的型号为86BYGH的步进电机,其额定功率为1W,额定电压为2.66V,额定电流为2A,额定转速为26rpm,额定转矩为0.02N·M。
本实施例中所述左接线柱2和右接线柱3上对应设有以步进电机6的中心轴呈中心对称布置的耳座17,并在左、右接线柱2、3的耳座上对应安装所述左磁敏开关12和右磁敏开关13,并且左磁敏开关12和右磁敏开关13对应在左接线柱2和右接线柱3上沿切线方向布置;在左导电卡口8和右导电卡口9的内侧卡口边处均设有沿边18,用以确保二次硬压板在处于投入状态时,导电刀片4上的左导电卡口8和右导电卡口9对应与左、右接线柱2、3上的导电段5均保持良好的电接触状态。
本实施例中所述警示单元16采用由三极管Q1和三极管Q2构成的串级放大电路,其中三极管Q1的基极通过限流电阻R11连接单片机14的输出端口P1.0,三极管Q1和三极管Q2的集电极均与喇叭Speaker的其中一个引脚相连接,喇叭Speaker的另一个引脚连接+12V电平,三极管Q1的发射极连接三极管Q2的基极,三极管Q2的发射极接地。
本实施例中所述单片机14选用的型号为STC89C52,电机驱动模块15选用型号为L298N;所述单片机14上的两个使能端及四个输出端口与电机驱动模块14上对应的输入端口相连接,电机驱动模块15的输出端口与步进电机6的绕组线圈相连接,在单片机14的四个输出端口到电机驱动模块15上对应的四路输入端口之间各装有光电隔离模块19。
本实用新型在使用时,通过操控正转控制按钮SB1、反转控制按钮SB2和停止控制按钮SB3这三个触发按钮来实现对步进电机6正反转的实时控制,并以此达到对二次硬压板的投退状态的电动控制。与此同时,当二次硬压板处于投入状态时,导电刀片4实现了左接线柱2、右接线柱3之间的电连接,而二次硬压板是否完好地处于投入状态,是由左磁敏开关12和右磁敏开关13进行实时监测的。当二次硬压板处于投入状态时,导电刀片4通电,并使得左、右感应片10、11均因通电电流而产生磁场,这样左磁敏开关12和右磁敏开关13相应地受到左、右感应片10、11的触发而动作,并向单片机14发送开关量信号,单片机14以此控制警示单元16发出相应的报警指示,以提示操作人员二次硬压板已经进入投入状态。