CN2713624Y - 断路器的控制器 - Google Patents

Abstract

一种断路器的控制器，包括外壳(7)和控制箱(15)，控制箱(15)内具有控制电路板，外壳(7)内具有罩壳(8)、永磁磁钢(2)、线圈(9)、线圈架(12)、轴(4)、盖板(6)、弹簧(10)、顶杆(3)、支架(13)、簧片(1)和工作状态传感器(14)，永磁磁钢(2)插在线圈架(12)内，盖板(6)与罩壳(8)的内壁下端固定连接，轴(4)通过其轴肩悬挂在盖板(6)上，且轴(4)的上部位于线圈架(12)内，弹簧(10)套装在轴(4)上，顶杆(3)安装在支架(13)上，顶杆(3)的下端穿过永磁磁钢(2)并可在轴(4)上升时与轴(4)的顶端接触，簧片(1)设置在顶杆(3)的上端，且簧片(1)的上端可与工作状态传感器(14)接触。本实用新型以一个线圈取代多个脱扣线圈，不仅体积小、耗材少，重量轻、节约能源，而且提高了控制器的可靠性。

Description

断路器的控制器

技术领域

本实用新型涉及电器开关—断路器行业，具体地说，涉及一种断路器的控制器，可对断路器的电流、电压进行检测，并对断路器进行通断控制。

背景技术

一般断路器除了开关触头还有电流检测和保护装置，在智能型断路器中则加入了其他更多的功能，目的是在必要的时候断开电路，保证电网的安全运行。目前，断路器实现这些目的都是采用各种不同类型的脱扣线圈，因此一台断路器都有几个脱扣线圈，如欠压脱扣线圈、分励脱扣线圈、过电流脱扣线圈等，这些线圈体积大、耗材多、重量重、耗能大、易损坏，特别是只要其中一个损坏就将影响整个断路器的正常工作。

另外，为了使断路器在出线端发生短路、电源电压几乎等于零时断开，以保证电网的安全，在保护线路、断开断路器时，需要电源为脱扣线圈提供能量，现有的改进断路器除了用电压源作电源外，还用电流源作后备电源，以便在电源短路有大电流通过时断路器能够起到保护作用，但采用两路电源不但耗材多、耗能大，而且还降低了断路器的可靠性。

发明内容

本实用新型的目的是提供一种体积小、耗材少，重量轻、节约能源、可靠性好的断路器的控制器。

实现上述目的的技术方案是：一种断路器的控制器，包括外壳和控制箱，控制箱内具有控制电路板，外壳内具有罩壳、永磁磁钢、线圈、线圈架、轴、盖板、弹簧、顶杆、支架、簧片和工作状态传感器，永磁磁钢插在线圈架内，盖板与罩壳的内壁下端固定连接，轴通过其轴肩悬挂在盖板上，且轴的上部位于线圈架内，弹簧套装在轴上，且弹簧的上端与永磁磁钢抵接，下端抵在轴的轴肩上，顶杆安装在支架上，顶杆的下端穿过永磁磁钢并可在轴上升时与轴的顶端接触，簧片设置在顶杆的上端，且簧片的上端可与工作状态传感器接触，工作状态传感器安装在支架上，支架安装在罩壳顶部，线圈和工作状态传感器通过导线与控制箱内的控制电路板连接。

采用上述技术方案后，当控制箱给线圈通正向直流电流时，线圈产生与永磁磁钢的磁场方向相同的磁场，两个磁场相叠加，产生很强的磁场力吸动轴上升，压缩弹簧，并推动顶杆，顶杆推动簧片与工作状态传感器接触，使传感器发出动作已可靠执行的信号，此时允许断路器闭合。当线圈电流消失时，线圈产生的磁场也消失，轴在永磁磁钢产生的磁场作用下维持上位状态。当控制箱内的控制线路板检测到线路有过载、短路、欠压等故障或有需要断开断路器的时候，给线圈通反向电流，线圈产生与永磁磁钢的磁场方向相反的磁场，两个磁场相减，磁场力不足以抵消弹簧的反作用力，轴在弹簧的作用力下回到初始的下位状态，并推动断路器机构，使断路器断开。执行机构通过永磁磁钢和一个线圈就可达到控制要求，一个线圈取代了已有技术中的多个脱扣线圈，所以体积小、耗材少、重量轻。由于线圈只是瞬间通电，因而耗能少，不易损坏，提高了控制的可靠性，确保了电网的安全。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图；

图2为本实用新型的控制电路框图；

图3为本实用新型的控制电路原理图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步详细的说明。

如图1所示，一种断路器的控制器，包括外壳7和控制箱15，控制箱15内具有控制电路板，外壳7内具有罩壳8、永磁磁钢2、线圈9、线圈架12、轴4、盖板6、弹簧10、顶杆3、支架13、簧片1和工作状态传感器14，永磁磁钢2插在线圈架12内，盖板6与罩壳8的内壁下端固定连接，轴4通过其轴肩悬挂在盖板6上，且轴4的上部位于线圈架12内，弹簧10套装在轴4上，且弹簧10的上端与永磁磁钢2抵接，下端抵在轴4的轴肩上，顶杆3安装在支架13上，顶杆3的下端穿过永磁磁钢2并可在轴4上升时与轴4的顶端接触，簧片1设置在顶杆3的上端，且簧片1的上端可与工作状态传感器14接触，工作状态传感器14安装在支架13上，支架13安装在罩壳8顶部，线圈9和工作状态传感器14通过导线与控制箱15内的控制电路板连接。

如图1所示，永磁磁钢2的底部吸附有导磁片11，弹簧10上端通过导磁片11与永磁磁钢2抵接。由于永磁磁钢2是脆性的，采用导磁片11可以避免轴4上升后直接与永磁磁钢2接触，从而防止永磁磁钢2被撞坏。

如图1所示，轴4与盖板6之间设置有轴套5，采用轴套5可以减少轴4上升的阻力。

如图2、3所示，控制箱15内控制线路板上的电子电路由电源16、充电电源17、换相及驱动电路18、信号放大处理电路20、电流电压传感器19、控制信号电路21、微处理器27、电源监测电路22、输入单元23、显示单元24、信号输出单元25和通讯接口26组成，信号放大处理电路20、控制信号电路21和输入单元23与微处理器27的输入端连接，微处理器27的输出端分别与换相及驱动电路18、显示单元24、信号输出单元25连接，电源监测电路22和通讯接口26与微处理器27的连接为双向传输连接，电源16给充电电源17充电，充电电源17给换相及驱动电路18供电，电流电压传感器19、工作状态传感器14为信号放大处理电路20提供信号，换相及驱动电路18为线圈9提供电流。

输入单元23采用键盘。键盘可以对控制器的各参数进行设定、检查和修改。

通讯接口26采用485通讯接口。可在需要时与上位机连接通讯，以便实现遥测、遥调、遥控、遥迅功能。

显示单元24可显示各种故障的性质、大小、动作时间，以及进行参数设定、检查、修改时的显示。

信号输出单元25为可编程信号输出，可根据用户需要对所需的信号输出，去控制相应的操作。

控制信号电路21可接受人工的闭合、断开或其它设备传来的遥控、连锁信号。

由于在电子电路中采用了充电电源17，在正常工作时，电源对充电电源的电容充电，当电源发生短路故障时，控制器可以利用充电电源的能量断开断路器保障电网的安全。充电电源17取代了现有技术中的后备电源，大大降低了制造成本和耗能，同时也提高了控制器的可靠性。

本实用新型的工作原理如下：

1、机械部分

当控制箱15给线圈9通正向直流电流时，线圈9产生与永磁磁钢2的磁场方向相同的磁场，两个磁场相叠加，产生很强的磁场力吸动轴4上升，压缩弹簧10，并推动顶杆3，顶杆3推动簧片2与工作状态传感器14接触，使该传感器14发出动作已可靠执行的信号，此时允许断路器闭合。当线圈9电流消失时，线圈9产生的磁场也消失，轴4在永磁磁钢2产生的磁场作用下维持上位状态。当控制箱15内的控制线路板检测到线路有过载、短路、欠压等故障或有需要断开断路器的时候，给线圈9通反向电流，线圈9产生与永磁磁钢2的磁场方向相反的磁场，两个磁场相减，磁场力不足以抵消弹簧10的反作用力，轴4在弹簧10的作用力下回到初始的下位状态，并推动断路器机构，使断路器断开，确保电网的安全。

2、电路部分

电源16得电后，给各电路加工作电源，同时给充电电源17的电容充电，微处理器27在得电后进行初始化，提取原设置值，并经过电流电压传感器19信号放大处理器20进行采样检测，判断目前是否符合断路器闭合的条件，如果不符合，继续检测，并发出不符合信号，如果符合短路器闭合条件，微处理器27发出信号经换相及驱动电路18向执行机构中的线圈9发出正向电流，将轴4吸合，同时检测是否有动作已可靠执行的信号返回，如果没有，说明控制器有故障，自动报警，如果有动作已可靠执行的信号返回，则发出断路器可以闭合的信号，此时可根据原设定进行断路器的闭合操作，或根据控制信号电路21和通讯接口26的信号进行操作，同时经电流电压传感器19、信号放大处理电路20对各参数进行检测和处理。

当电流电压传感器19、信号放大处理电路20检测到线路有过载、短路、欠压等故障或根据控制信号电路21和通讯接口26的信号有需要断开断路器的时候，微处理器27发出信号经换相及驱动电路18向执行机构中的线圈9发出反向电流，使执行机构中的轴4回到初始的下位状态，推动断路器机构，使断路器断开，同时检测是否有动作已可靠执行的信号返回，如果没有，表明控制器有故障，发出报警，微处理器27可将线路上的故障信息参数记录在微处理器27的存储器中，便于事后分析、判断故障。

如果故障是大的短路故障，这时电源电压可能下降很多，不足以维持正常的供电，此时由于控制器有充电电源17，充电电源17向换相及驱动电路18供电经过换相及驱动电路18同样能够使断路器断开，保证线路安全。

本控制器有电源监测电路22，当系统电压低于微处理器27的正常工作电压，微处理器27发出信号给换相及驱动电路18，并由作为后备电源的充电电源17向换相及驱动电路18提供能源，换向及驱动电路18向执行机构的线圈9提供反向电流，使执行机构的轴4回复到初始状态，推动断路器机构，使断路器断开，以免断路器在没有监控的情况下运行。

Claims (6)

1、一种断路器的控制器，包括外壳(7)和控制箱(15)，控制箱(15)内具有控制电路板，其特征在于：外壳(7)内具有罩壳(8)、永磁磁钢(2)、线圈(9)、线圈架(12)、轴(4)、盖板(6)、弹簧(10)、顶杆(3)、支架(13)、簧片(1)和工作状态传感器(14)，永磁磁钢(2)插在线圈架(12)内，盖板(6)与罩壳(8)的内壁下端固定连接，轴(4)通过其轴肩悬挂在盖板(6)上，且轴(4)的上部位于线圈架(12)内，弹簧(10)套装在轴(4)上，且弹簧(10)的上端与永磁磁钢(2)抵接，下端抵在轴(4)的轴肩上，顶杆(3)安装在支架(13)上，顶杆(3)的下端穿过永磁磁钢(2)并可在轴(4)上升时与轴(4)的顶端接触，簧片(1)设置在顶杆(3)的上端，且簧片(1)的上端可与工作状态传感器(14)接触，工作状态传感器(14)安装在支架(13)上，支架(13)安装在罩壳(8)顶部，线圈(9)和工作状态传感器(14)通过导线与控制箱(15)内的控制电路板连接。

2、根据权利要求1所述的断路器的控制器，其特征在于：永磁磁钢(2)的底部吸附有导磁片(11)，弹簧(10)上端通过导磁片(11)与永磁磁钢(2)抵接。

3、根据权利要求1或2所述的断路器的控制器，其特征在于：控制箱(15)内控制线路板上的电子电路由电源(16)、充电电源(17)、换相及驱动电路(18)、信号放大处理电路(20)、电流电压传感器(19)、控制信号电路(21)、微处理器(27)、电源监测电路(22)、输入单元(23)、显示单元(24)、信号输出单元(25)和通讯接口(26)组成，信号放大处理电路(20)、控制信号电路(21)和输入单元(23)与微处理器(27)的输入端连接，微处理器(27)的输出端分别与换相及驱动电路(18)、显示单元(24)、信号输出单元(25)连接，电源监测电路(22)和通讯接口(26)与微处理器(27)的连接为双向传输连接，电源(16)给充电电源(17)充电，充电电源(17)给换相及驱动电路(18)供电，电流电压传感器(19)、工作状态传感器(14)为信号放大处理电路(20)提供信号，换相及驱动电路(18)为线圈(9)提供电流。

4、根据权利要求3所述的断路器的控制器，其特征在于：所述的输入单元(23)为键盘。

5、根据权利要求3所述的断路器的控制器，其特征在于：所述的通讯接口(26)为485通讯接口。

6、根据权利要求1或2所述的断路器的控制器，其特征在于：轴(4)与盖板(6)之间设置有轴套(5)。

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