CN216771916U - 一种电磁斥力机构的测试装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种电磁斥力机构的测试装置。装置包括七条支路：第一支路和第二支路并联，第一支路上串接有放电控制线圈以及放电开关；第二支路上串接有充电控制线圈以及充电开关；第三支路上串接有分闸开关，第四支路上串接有合闸开关，第三支路输出连接分闸控制器，第四支路输出连接合闸控制器；第五支路输入连接分闸控制器，输出连接分闸开关管；第六支路输入连接合闸控制器，输出连接合闸开关管；两个控制器通过放电常开触点连接电源；第七支路的输入端通过充电常开触点连接电源，输出连接脉冲电容；脉冲电容、分闸开关管、合闸开关管、分闸线圈、以及合闸线圈分别形成分闸放电回路、合闸放电回路。该测试装置成本低、结构简单。

Description

一种电磁斥力机构的测试装置

技术领域

本实用新型涉及一种电磁斥力机构的测试装置，属于高压直流断路器技术领域。

背景技术

中高压直流断路器主要分为机械式直流断路器和混合式直流断路器两种类型，为实现快速分断电流的目的，都要求断路器内部设置的机械开关具备1～3ms内完成分闸操作的能力，这对机械开关的操作机构提出了极高的要求。在诸多操动机构中，基于涡流斥力原理的电磁斥力机构因其优异的动作性能而得到广泛地研究和应用。

电磁斥力机构通过预充电的脉冲电容对斥力线圈进行脉冲放电，在斥力盘中产生电磁斥力进而完成分、合闸操作，具有结构简单、机械延时时间短、初始运动速度快的特点，能够很好的匹配中高压直流断路器对操作机构的速度要求。在直流断路器研究和生产过程中，电磁斥力机构性能的好坏直接影响了高压直流断路器的性能，因此需要对电磁斥力结构的分合闸操作进行测试。

为此，需要提出一种测试电磁斥力机构的技术方案。

实用新型内容

本申请的目的在于提供一种电磁斥力机构的测试装置，为电磁斥力机构的测试提出一种行之有效的技术方案。

为实现上述目的，本申请提出了一种电磁斥力机构的测试装置的技术方案，测试装置包括：

充放电控制单元，包括并联的第一支路和第二支路，第一支路和第二支路并联后与电源连接，第一支路上串接有放电控制继电器的控制线圈以及放电开关；第二支路上串接有充电控制继电器的控制线圈以及充电开关；

分合闸控制单元，包括第三支路和第四支路，第三支路和第四支路的输入端连接电源，第三支路上串接有分闸开关，第四支路上串接有合闸开关，第三支路的输出端连接分闸控制器的信号输入端，第四支路的输出端连接合闸控制器的信号输入端；

开关管触发单元，包括第五支路和第六支路，第五支路的输入端连接分闸控制器的信号输出端，第五支路的输出端连接分闸开关管的控制端；第六支路的输入端连接合闸控制器的信号输出端，第六支路的输出端连接合闸开关管的控制端；分闸控制器和合闸控制器的电源端通过放电控制继电器的常开触点连接电源；

脉冲电容充放电单元，包括第七支路，第七支路包括充电正极支路和充电负极支路，第七支路的输入端通过充电控制继电器的常开触点连接电源，第七支路的输出端连接脉冲电容的两端；

同时，脉冲电容、分闸开关管以及分闸线圈形成分闸放电回路；脉冲电容、合闸开关管以及合闸线圈形成合闸放电回路。

本实用新型的电磁斥力机构的测试装置的技术方案的有益效果是：本实用新型的测试装置通过充放电控制单元控制脉冲电容的充放电，通过分合闸控制单元控制合闸开关管、分闸开关管的导通，进而实现电磁斥力机构的放电合闸、放电合闸过程。该测试装置具有成本低、结构简单、可靠性高等优点，便于实现和广泛推广应用。

进一步地，所述开关管为晶闸管。

进一步地，脉冲电容的两端并接有续流二极管。

进一步地，脉冲电容的两端并接有耗散电阻。

进一步地，第七支路的输入端通过调压变压器连接电源。

进一步地，第七支路上设置有整流二极管。

进一步地，第七支路上设置有限流电阻。

进一步地，第七支路的输入端与电源之间还设置有断路器。

进一步地，脉冲电容两端并接有电压表。

进一步地，充电开关和放电开关集成在一个切换开关内。

附图说明

图1是本实用新型电磁斥力机构的测试装置中充放电控制单元和分合闸控制单元的电路原理图；

图2是本实用新型电磁斥力机构的测试装置中晶闸管触发单元、以及脉冲电容充放电单元的电路原理图。

具体实施方式

电磁斥力机构的测试装置实施例：

电磁斥力机构的测试装置如图1、图2所示，包括充放电控制单元、分合闸控制单元、脉冲电容充放电单元以及晶闸管触发单元。图2中的分合闸动作单元即为电磁斥力机构，电磁斥力机构包括分闸线圈Y1、合闸线圈Y2以及斥力盘AL，斥力盘AL放置在分闸线圈Y1与合闸线圈Y2之间，且为同轴关系。

具体地，充放电控制单元包括并联的第一支路和第二支路。第一支路和第二支路的一个并联点连接电源L端，另一个并联点连接电源N端。

第一支路上串接有放电控制继电器的控制线圈KM1以及转换开关ZK的引脚1和引脚2，转换开关ZK的引脚1和引脚2导通，第一支路导通；

第二支路上串接有充电控制继电器的控制线圈KM2以及转换开关ZK的引脚3和引脚4，转换开关ZK的引脚3和引脚4导通，第二支路导通。

分合闸控制单元包括第三支路和第四支路，第三支路包括正极子支路和负极子支路，第四支路包括正极子支路和负极子支路，第三支路和第四支路的输入端连接，并且该连接点通过一个开关电源RW1连接电源的L端和N端。

第三支路的输出端连接分闸晶闸管触发控制器SCR1的控制信号输入端(引脚4和引脚5)，第三支路的正极子支路上串接有分闸控制按钮SB1，分闸控制按钮SB1按下，向分闸晶闸管触发控制器SCR1发送分闸信号；

第四支路的输出端连接合闸晶闸管触发控制器SCR2的控制信号输入端(引脚4和引脚5)，第四支路的正极子支路上串接有合闸控制按钮SB2，合闸控制按钮SB2按下，向合闸晶闸管触发控制器SCR2发送合闸信号。

晶闸管触发单元包括第五支路和第六支路，第五支路包括正极子支路和负极子支路，第六支路包括正极子支路和负极子支路。

第五支路的输入端连接分闸晶闸管触发控制器SCR1的控制信号输出端(引脚10和引脚9)，第五支路的输出端连接分闸晶闸管KPC1的门极G和阴极K(分闸晶闸管触发控制器SCR1的引脚10和引脚9的输出电压施加在分闸晶闸管KPC1的门极G和阴极K之间形成门极G的触发电流，触发分闸晶闸管KPC1导通)；分闸晶闸管触发控制器SCR1接收到分闸信号后，控制分闸晶闸管KPC1导通；

第六支路的输入端连接合闸晶闸管触发控制器SCR2的控制信号输出端(引脚10和引脚9)，第六支路的输出端连接合闸晶闸管KPC2的门极G和阴极K(合闸晶闸管触发控制器SCR2的引脚10和引脚9的输出电压施加在合闸晶闸管KPC2的门极G和阴极K之间形成门极G的触发电流，触发合闸晶闸管KPC2导通)，合闸晶闸管触发控制器SCR2接收到合闸信号后，控制合闸晶闸管KPC2导通；

分闸晶闸管触发控制器SCR1以及合闸晶闸管触发控制器SCR2的电源端(引脚7和引脚8)均通过放电控制继电器的常开触点KM1-1、常开触点KM1-2连接电源的L端和N端。第一支路导通，放电控制继电器的控制线圈KM1带电，放电控制继电器的常开触点KM1-1、常开触点KM1-2闭合，分闸晶闸管触发控制器SCR1和合闸晶闸管触发控制器SCR2通电。

脉冲电容充放电单元包括第七支路，第七支路包括充电正极支路和充电负极支路，第七支路的输入端通过一个调压变压器T1连接电源的L端和N端。

具体为，第七支路的输入端调压变压器T1的副边线圈，调压变压器T1的原边线圈与电源L端的连接线路上设置微型断路器QF1以及充电控制继电器的常开触点KM2-1，调压变压器T1的原边线圈与电源N端的连接线路上设置微型断路器QF2以及充电控制继电器的常开触点KM2-2；第七支路的输出端连接脉冲电容C的两端，且第七支路的充电正极支路上串设有限流电阻R1和整流二极管D1，脉冲电容C的两端并接有耗散电阻R2和续流二极管D2。第二支路导通，充电控制继电器的控制线圈KM2带电，充电控制继电器的常开触点KM2-1和充电控制继电器的常开触点KM2-2闭合，为脉冲电容C充电。

同时，脉冲电容C的正极连接分闸晶闸管KPC1的阳极A，分闸晶闸管KPC1的阴极K连接分闸线圈Y1的一端，分闸线圈Y1的另一端连接脉冲电容C的负极；脉冲电容C、分闸晶闸管KPC1以及分闸线圈Y1形成分闸放电回路；分闸晶闸管KPC1导通后，脉冲电容C向分闸线圈Y1放电，实现电磁斥力机构分闸；

脉冲电容C的正极还连接合闸晶闸管KPC2的阳极A，合闸晶闸管KPC2的阴极K连接合闸线圈Y2的一端，合闸线圈Y2的另一端连接脉冲电容C的负极；脉冲电容C、合闸晶闸管KPC2以及合闸线圈Y2形成合闸放电回路；合闸晶闸管KPC2导通后，脉冲电容C向合闸线圈Y2放电，实现电磁斥力机构合闸。

脉冲电容C两端还并联有电压表V，用于测量脉冲电容C两端的电压。

电磁斥力机构的测试装置的工作过程包括脉冲电容C的放电分/合闸操作过程，详细过程如下。

脉冲电容C的放电分闸操作过程为：

首先，将调压变压器T1的输出电压调整为分闸测试电压U1，闭合微型断路器QF1和微型断路器QF2；将转换开关ZK拨至引脚3和引脚4，第二支路导通，充电控制继电器的控制线圈KM2带电，充电控制继电器的常开触点KM2-1和充电控制继电器的常开触点KM2-2闭合，调压变压器T1的副边输出幅值为U1的交流电压，该交流电压经过整流二极管D1作用后转变为半波脉动直流电，向脉冲电容C充电(为限制电路上的电流，还设置了限流电阻R1)，当电压表V示数显示为U1时，将转换开关ZK拨至空挡，停止向脉冲电容C充电；

接着，将转换开关ZK拨至引脚1和引脚2，第一支路导通，放电控制继电器的控制线圈KM1带电，放电控制继电器的常开触点KM1-1、常开触点KM1-2闭合，分闸晶闸管触发控制器SCR1和合闸晶闸管触发控制器SCR2通电；按下分闸控制按钮SB1，向分闸晶闸管触发控制器SCR1发送分闸信号，分闸晶闸管触发控制器SCR1接收到分闸信号后，控制分闸晶闸管KPC1导通，脉冲电容C放电，分闸线圈Y1极短时间内通过峰值达上千安培的脉冲电流，在电动斥力的作用下，斥力盘AL向偏离分闸线圈Y1的方向运动，直至完成分闸操作。

脉冲电容C的放电合闸操作过程为：

首先，将调压变压器T1的输出电压调整为合闸测试电压U2，闭合微型断路器QF1和微型断路器QF2；将转换开关ZK拨至引脚3和引脚4，第二支路导通，充电控制继电器的控制线圈KM2带电，充电控制继电器的常开触点KM2-1和充电控制继电器的常开触点KM2-2闭合，调压变压器T1的副边输出幅值为U2的交流电压，该交流电压经过整流二极管D1作用后转变为半波脉动直流电，向脉冲电容C充电(为限制电路上的电流，还设置了限流电阻R1)，当电压表V示数显示为U2时，将转换开关ZK拨至空挡，停止向脉冲电容C充电；

接着，将转换开关ZK拨至引脚1和引脚2，第一支路导通，放电控制继电器的控制线圈KM1带电，放电控制继电器的常开触点KM1-1、常开触点KM1-2闭合，分闸晶闸管触发控制器SCR1和合闸晶闸管触发控制器SCR2通电；按下合闸控制按钮SB2，向合闸晶闸管触发控制器SCR2发送合闸信号，合闸晶闸管触发控制器SCR2接收到合闸信号后，控制合闸晶闸管KPC2导通，脉冲电容C放电，合闸线圈Y2极短时间内通过峰值达上千安培的脉冲电流，在电动斥力的作用下，斥力盘AL向偏离合闸线圈Y2的方向运动，直至完成合闸操作。

上述实施例中，通过电源L端和N端为脉冲电容C充电，为了匹配脉冲电容C的电压，第七支路的输入端通过调压变压器T1连接电源，并且通过限流电阻R1进行电流，通过整流二极管D1进行整流。作为其他实施方式，在采用与脉冲电容C匹配的电容的情况下，调压变压器T1、限流电阻R1、以及整流二极管D1均可以不设置。

上述实施例中，为了更好的控制脉冲电容C的充电，在第七支路的输入端于电源之间设置有微型断路器QF1和QF2。当然作为其他实施方式，微型断路器QF1和QF2也可以不设置。

上述实施例中，为了匹配分闸晶闸管触发控制器SCR1和合闸晶闸管触发控制器SCR2的信号输入，第三支路和第四支路的输入端通过一个开关电源RW1连接电源。当然如果采用直接与控制器匹配的电源的情况下，开关电源RW1也可以不设置。

上述实施例中，为了直观地体现脉冲电容C的电压，通过电压表V直接读出，作为其他实施方式，在保证电压安全的情况下，电压表V也可以不设置。

上述实施例中，为了避免放电过程中脉冲电容C两端产生突变电流电压，设置有续流二极管D2，作为其他实施方式，在保证安全可靠的情况下，续流二极管D2也可以不设置。

上述实施例中，在电路故障或者未充分放电时，脉冲电容C中可能仍存有一定量的电能，当操作人员靠近时会产生危险。因此，在脉冲电容C两端并接有耗散电路，耗散电路上串接有耗散电阻R2，当脉冲电容C中有剩余电量未完全释放时，可通过耗散电阻R2将剩余电量消耗掉，保障试验人员安全。作为其他实施方式，保证脉冲电容C不会残余电量的情况下，耗散电阻R2也可以不设置。

上述实施例中，采用晶闸管作为开关管，进行放电分闸或者放电合闸的控制。作为其他实施方式，也可以采用MOS管等其他形式的开关管。

上述实施例中，为了更好的进行分合闸控制，分闸控制按钮SB1作为分闸开关，合闸控制按钮SB2作为合闸开关。当然本实用新型对分闸开关和合闸开关的具体实现形式并不做限制，实现相应的功能即可。

上述实施例中，切换开关ZK通过切换可以分别导通第一支路和第二支路。作为其他实施方式，也可以在第一支路上串接单独的放电开关，第二支路上串接单独的充电开关，本实用新型不做限制。

本实用新型的电磁斥力机构的测试装置实现了电磁斥力结构分/合闸的测试，并且测试装置具有成本低、结构简单、可靠性高等优点，便于实现和广泛推广应用。

以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例而已，并非对本实用新型作任何形式上的限制。虽然本实用新型已以较佳实施例一一呈现然而并非用以限定本实用新型，任何熟悉本领域的技术人员，在不脱离本实用新型技术方案范围的情况下，都可以利用上述揭示的方法和技术内容对本实用新型技术方案做出许多可能的变动和修饰，或修改为等同变化的等效实施例。因此，凡是未脱离本实用新型技术方案的内容，依据本实用新型的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化及修饰，均仍属于本实用新型技术方案保护的范围。

Claims (10)

1.一种电磁斥力机构的测试装置，其特征在于，包括：

充放电控制单元，包括并联的第一支路和第二支路，第一支路和第二支路并联后与电源连接，第一支路上串接有放电控制继电器的控制线圈以及放电开关；第二支路上串接有充电控制继电器的控制线圈以及充电开关；

分合闸控制单元，包括第三支路和第四支路，第三支路和第四支路的输入端连接电源，第三支路上串接有分闸开关，第四支路上串接有合闸开关，第三支路的输出端连接分闸控制器的信号输入端，第四支路的输出端连接合闸控制器的信号输入端；

开关管触发单元，包括第五支路和第六支路，第五支路的输入端连接分闸控制器的信号输出端，第五支路的输出端连接分闸开关管的控制端；第六支路的输入端连接合闸控制器的信号输出端，第六支路的输出端连接合闸开关管的控制端；分闸控制器和合闸控制器的电源端通过放电控制继电器的常开触点连接电源；

脉冲电容充放电单元，包括第七支路，第七支路包括充电正极支路和充电负极支路，第七支路的输入端通过充电控制继电器的常开触点连接电源，第七支路的输出端连接脉冲电容的两端；

同时，脉冲电容、分闸开关管以及分闸线圈形成分闸放电回路；脉冲电容、合闸开关管以及合闸线圈形成合闸放电回路。

2.根据权利要求1所述的电磁斥力机构的测试装置，其特征在于，所述开关管为晶闸管。

3.根据权利要求1所述的电磁斥力机构的测试装置，其特征在于，脉冲电容的两端并接有续流二极管。

4.根据权利要求1所述的电磁斥力机构的测试装置，其特征在于，脉冲电容的两端并接有耗散电阻。

5.根据权利要求1所述的电磁斥力机构的测试装置，其特征在于，第七支路的输入端通过调压变压器连接电源。

6.根据权利要求1所述的电磁斥力机构的测试装置，其特征在于，第七支路上设置有整流二极管。

7.根据权利要求1所述的电磁斥力机构的测试装置，其特征在于，第七支路上设置有限流电阻。

8.根据权利要求1所述的电磁斥力机构的测试装置，其特征在于，第七支路的输入端与电源之间还设置有断路器。

9.根据权利要求1所述的电磁斥力机构的测试装置，其特征在于，脉冲电容两端并接有电压表。

10.根据权利要求1所述的电磁斥力机构的测试装置，其特征在于，充电开关和放电开关集成在一个切换开关内。

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