一种中低压开关柜及其伺服电机驱动机构制造技术

本发明专利技术涉及一种中低压开关柜及其伺服电机驱动机构，具体包括断路器伺服电机、三位开关伺服电机、PWM驱动器，断路器的每个动触头通过断路器传动机构与所述断路器伺服电机主轴相连，三位开关动触头通过三位开关传动机构与所述三位开关伺服电机主轴相连，所述PWM驱动器控制连接所述断路器伺服电机及三位开关伺服电机。本方案将电机机构应用于C‑GIS产品之中，取代传统断路器的弹簧机构，避免传统设备合闸不到位，合闸力过大等机械运动故障，避免出现导电系统触头发热烧毁开关等故障的发生，同时还节省了传统设备耗时耗力的调试测试的过程。

A middle and low voltage switchgear and its servo motor drive mechanism

The invention relates to a medium and low voltage switchgear and its servo motor drive mechanism, which includes a circuit breaker servo motor, a three-switch servo motor and a PWM driver. Each moving contact of the circuit breaker is connected with the main shaft of the circuit breaker servo motor through a circuit breaker drive mechanism, and three switching movable contacts are connected with the main shaft of the circuit breaker servo motor through a three-switch drive machine. The structure is connected with the three main axes of the switching servo motor, and the PWM driver controls and connects the circuit breaker servo motor and the three switching servo motors. In this scheme, the motor mechanism is applied to C_GIS products, replacing the spring mechanism of traditional circuit breaker, avoiding mechanical movement faults such as inadequate closing of traditional equipment and excessive closing force, avoiding the occurrence of thermal burnout switch faults of conductive system contacts, and saving time-consuming and labor-consuming debugging and testing of traditional equipment. Process.

【技术实现步骤摘要】
一种中低压开关柜及其伺服电机驱动机构
本专利技术涉及一种中低压开关柜及其伺服电机驱动机构，属于电力系统开关柜

技术介绍
国内外C-GIS(40.5kv)充气柜产品，大都是使用传统的机械运动操动机构，弹簧操动机构组成，由于传统的机构运动零部件多，装配误差的存在，当产品设计完毕，断路器，三位开关的开距难以保正其技术要求，存在传统设备合闸不到位，合闸力过大等机械运动故障，容易出现导电系统触头发热烧毁开关等故障的发生，从而导致新产品在设计过程中，需不断循环调试整个产品的各个技术参数，耗费大量的人力和物力。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种中低压开关柜及其伺服电机驱动机构，用以解决传统开关柜设备需要耗费大量人力物力进行设备调试的问题。为实现上述目的，本专利技术的方案包括：本专利技术的一种中低压开关柜，包括断路器和三位开关，还包括动力电源、断路器伺服电机、三位开关伺服电机、断路器伺服电机逆变器、三位开关伺服电机逆变器、PWM驱动器、断路器传动机构以及三位开关传动机构；所述断路器的动触头通过所述断路器传动机构与所述断路器伺服电机主轴相连，所述三位开关的动触头通过所述三位开关传动机构与所述三位开关伺服电机相连；所述动力电源通过所述断路器伺服电机逆变器连接断路器伺服电机，所述动力电源还通过所述三位开关伺服电机逆变器连接三位开关伺服电机，所述断路器伺服电机逆变器和三位开关伺服电机逆变器的输出端均设置有电流传感器；所述断路器伺服电机和所述三位开关伺服电机上设置有编码器，所述PWM驱动器检测连接所述编码器和所述电流传感器；所述PWM驱动器连接所述断路器伺服电机逆变器和三位开关伺服电机逆变器。本方案将电机机构应用于C-GIS产品之中，取代传统断路器的弹簧机构，避免传统设备合闸不到位，合闸力过大等机械运动故障，避免出现导电系统触头发热烧毁开关等故障的发生，同时还节省了传统设备耗时耗力的调试测试的过程。进一步的，所述动力电源通过滤波电路、变压电路、整流电路和储能电路连接所述断路器伺服电机逆变器。进一步的，所述动力电源通过滤波电路、变压电路、整流电路和储能电路连接所述三位开关伺服电机逆变器。本方案将电机机构应用于C-GIS产品之中，克服传统设备的装配误差，零部件过多等各种机械运动故障，通过数字调试驱动电机的转速和位置控制，保证GIS充气柜电力特性和分合闸的精确到位，从而避免导电系统触头发热，烧毁开关等故障的发生。此技术在GIS产品的应用，适应当今GIS产品机构简单，智能控制，资源共享这一发展趋势，为产品的智能控制提供可靠地技术支持。本方案将断路器的控制器，三位开关的驱动器合二为一，适应当今GIS产品结构简单化，智能化这一国际趋势，同时，产品的硬件资源共享，使产品成本降低，同时也降低产品电磁干扰的机率。进一步的，所述PWM驱动器为DSP控制器。进一步的，还包括GIS控制器，所述GIS控制器通信连接所述PWM驱动器。使用DSP((DigitalSignalProcessing)数字信号处理器为核心，通过检测电机电流，位置编码器的信息，采用速度和位移双闭环控制技术，对断路器，三位开关触头的速度控制，位置的精确定位，实现GIS产品的智能化。本专利技术的一种中低压开关柜的伺服电机驱动机构，包括动力电源接口、断路器伺服电机、三位开关伺服电机、断路器伺服电机逆变器、三位开关伺服电机逆变器及PWM驱动器；所述动力电源接口通过所述断路器伺服电机逆变器连接断路器伺服电机，所述动力电源接口还通过所述三位开关伺服电机逆变器连接三位开关伺服电机，所述断路器伺服电机逆变器和三位开关伺服电机逆变器的输出端均设置有电流传感器；所述断路器伺服电机和所述三位开关伺服电机上设置有编码器，所述PWM驱动器检测连接所述编码器和所述电流传感器；所述PWM驱动器连接所述断路器伺服电机逆变器和三位开关伺服电机逆变器。进一步的，所述动力电源接口通过滤波电路、变压电路、整流电路和储能电路连接所述断路器伺服电机逆变器。进一步的，所述动力电源接口通过滤波电路、变压电路、整流电路和储能电路连接所述三位开关伺服电机逆变器。进一步的，所述PWM驱动器包括DSP控制回路。附图说明图1是本专利技术的充气柜装配图；图2是本专利技术的充气柜充气单元装配图；图3是本专利技术的充气柜伺服驱动器装配图；图4是本专利技术的充气柜三位开关电机机构；图5是本专利技术的充气柜断路器电机机构；图6是本专利技术的充气柜伺服驱动器原理图；图7是本专利技术的充气柜系统主程序流程图。具体实施方式下面结合附图对本专利技术做进一步详细的说明。如图1所示的本专利技术的充气柜装配图，包括柜体、柜门、前柜装配3、充气单元2以及设置在柜门上的液晶控制器1。所述液晶控制器1能够实现程序编辑，参数设置，故障检测等功能，同时配置断路器，三位开关分合闸按扭，远近控开关，用于实现断路器，三位开关近控操作。充气单元2内用于断路器，三位开关装配。前柜装配3用于二次端子排，变压器，储能电容的装配。如图2所示的本专利技术的充气柜充气单元装配图，充气单元内设置有三位开关5和三相断路器6；充气单元前部设置有三位开关电机机构4和短路器电机机构7。如图4所示的本专利技术的充气柜三位开关电机机构，包括齿轮装配41、主输入轴42、三位开关伺服电机43、三位开关辅助开关44。充气柜三位开关，每相分别由隔离，中间和接地三个位置组成，通过中间触头的前进和后退实现三位开关的隔离合和接地合操作，运行到中间位置实现隔离接地分操作。三位开关的分合闸操作，通过齿轮传动，实现三相联动。运用伺服控制对三位开关伺服电机43进行数字控制，三位开关伺服电机43通过齿轮装配41的齿轮传动，同时通过对应输入轴驱动三位开关三相的动触头前后移动，实现隔离合、接地合及隔离接地分操作。如图5所示的本专利技术的充气柜断路器电机机构，包括拐臂装配71、主轴装配72、齿轮73、断路器伺服电机74、计数器装配75和断路器辅助开关76。断路器运用真空断路器进行断路器的分合闸，每相断路器都由拐臂传动，三相拐臂连接同一主轴，实现断路器的三相连动；主轴上套设齿轮，与断路器伺服电机输出轴齿轮齿合，由断路器私服电机直接驱动。伺服驱动器对断路器伺服电机74进行数字控制，断路器伺服电机通过齿轮73驱动主轴转动，主轴带动拐臂围绕主轴转动，实现设置在拐臂端部的断路器动触头的分合动作。三位开关伺服电机43及断路器伺服电机74均采用1kw-110kw的伺服电机。C-GIS充气柜三位开关伺服电机，通过程序控制，满足三位开关的分合闸速度、分合闸时间要求，且能实现精确定位。C-GIS新型充气柜断路器伺服电机，通过程序控制，满足断路器的分合闸速度，分合闸时间的要求，且能实现精确定位，并能满足断路器合闸锁紧压力，防止虚接等情况导致的电阻过大烧毁器件的情况。如图3所示的本专利技术的充气柜伺服驱动器装配图，三位开关伺服电机43及断路器伺服电机74通过同一个控制器控制，同时驱动器对各伺服电机的驱动电流和位置编码器进行检测，运用双闭环控制技术对伺服电机的转速和位置进行精确控制。如图6所示的本专利技术的充气柜伺服驱动器原理图，伺服驱动器包括控制部分、断路器伺服电机驱动电路和三位开关伺服电机驱动电路。所述控制部分包括产生PWM驱动信号的DSP控制器和GIS控制器，所述GIS控制器用于采集GIS开关状态信本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种中低压开关柜，包括断路器和三位开关，其特征在于，还包括动力电源、断路器伺服电机、三位开关伺服电机、断路器伺服电机逆变器、三位开关伺服电机逆变器、PWM驱动器、断路器传动机构以及三位开关传动机构；所述断路器的动触头通过所述断路器传动机构与所述断路器伺服电机主轴相连，所述三位开关的动触头通过所述三位开关传动机构与所述三位开关伺服电机相连；所述动力电源通过所述断路器伺服电机逆变器连接断路器伺服电机，所述动力电源还通过所述三位开关伺服电机逆变器连接三位开关伺服电机，所述断路器伺服电机逆变器和三位开关伺服电机逆变器的输出端均设置有电流传感器；所述断路器伺服电机和所述三位开关伺服电机上设置有编码器，所述PWM驱动器检测连接所述编码器和所述电流传感器；所述PWM驱动器连接所述断路器伺服电机逆变器和三位开关伺服电机逆变器。

【技术特征摘要】
1.一种中低压开关柜，包括断路器和三位开关，其特征在于，还包括动力电源、断路器伺服电机、三位开关伺服电机、断路器伺服电机逆变器、三位开关伺服电机逆变器、PWM驱动器、断路器传动机构以及三位开关传动机构；所述断路器的动触头通过所述断路器传动机构与所述断路器伺服电机主轴相连，所述三位开关的动触头通过所述三位开关传动机构与所述三位开关伺服电机相连；所述动力电源通过所述断路器伺服电机逆变器连接断路器伺服电机，所述动力电源还通过所述三位开关伺服电机逆变器连接三位开关伺服电机，所述断路器伺服电机逆变器和三位开关伺服电机逆变器的输出端均设置有电流传感器；所述断路器伺服电机和所述三位开关伺服电机上设置有编码器，所述PWM驱动器检测连接所述编码器和所述电流传感器；所述PWM驱动器连接所述断路器伺服电机逆变器和三位开关伺服电机逆变器。2.根据权利要求1所述的一种中低压开关柜，其特征在于，所述动力电源通过滤波电路、变压电路、整流电路和储能电路连接所述断路器伺服电机逆变器。3.根据权利要求1所述的一种中低压开关柜，其特征在于，所述动力电源通过滤波电路、变压电路、整流电路和储能电路连接所述三位开关伺服电机逆变器。4.根据权利要求1所述的一种中低压开关柜，其特征在于，所述PWM驱动器为DSP控制器。5.根据权...

【专利技术属性】
技术研发人员：钱凯，刘宇，邓渊，何大伟，何保营，郭豫襄，韩国辉，唐诚，许家源，毛志宽，陈富国，雷琴，王俊，范乃元，
申请(专利权)人：平高集团有限公司，国家电网公司，
类型：发明
国别省市：河南,41