本实用新型专利技术涉及一种高压GIS隔离开关摆角电机操动机构控制装置，括霍尔电流传感器、旋转编码器、霍尔位置传感器、角位移传感器、线圈电流检测电路、电机转速检测电路、位置捕获电路、转子行程检测电路、DSP处理器、整流桥、储能电容器、电容电压检测及充电电路、电力电子控制电路、IGBT全桥整流电路、遥控器模块和直流电源模块，该装置可以实现摆角电机速度的跟踪控制，提高隔离开关分合闸过程的动作时间稳定性，减少触头因碰撞造成的能量损失，提高了控制系统的鲁棒性、控制精度和机构动作的可靠性，避免线圈烧毁，延长机构使用寿命，实现了高压GIS隔离开关摆角电机操动机构具有良好动作时间稳定性的目的。
【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本技术涉及一种高压GIS隔离开关摆角电机操动机构控制装置，括霍尔电流传感器、旋转编码器、霍尔位置传感器、角位移传感器、线圈电流检测电路、电机转速检测电路、位置捕获电路、转子行程检测电路、DSP处理器、整流桥、储能电容器、电容电压检测及充电电路、电力电子控制电路、IGBT全桥整流电路、遥控器模块和直流电源模块，该装置可以实现摆角电机速度的跟踪控制，提高隔离开关分合闸过程的动作时间稳定性，减少触头因碰撞造成的能量损失，提高了控制系统的鲁棒性、控制精度和机构动作的可靠性，避免线圈烧毁，延长机构使用寿命，实现了高压GIS隔离开关摆角电机操动机构具有良好动作时间稳定性的目的。【专利说明】高压GIS隔离开关摆角电机操动机构控制装置
本技术属于电气自动化控制领域，具体涉及一种高压GIS隔离开关摆角电机操动机构控制装置。
技术介绍
高压GIS隔离开关摆角电机操动机构的机械传动简单，零部件只有弹簧操动机构的30%左右，线圈励磁电流产生的磁场和永磁磁场相互作用驱动转子转动，进而带动隔离开关的传动轴完成分合闸操作，无需传统的机械脱扣及锁扣装置，这种简单、直接的传动方式使得摆角电机操动机构的分合闸时间稳定且运动时间分散性小。但是，由于环境条件不同将导致高压隔离开关的动作时间具有分散性，例如，在常温时永磁材料的矫顽磁力为850kA/m，而当温度为80°C时，矫顽磁力下降为750kA/m，产生的直接结果是摆角电机操动机构的输出转矩变小，合成磁场密度降低，进而造成隔离开关的分合闸时间发生变化。对隔离开关而言，分合闸过程的动作时间稳定性是其重要的工作特性之一，因此需要对隔离开关进行过程性控制，通过实时改变触头的运动速度，对动作时间的分散性进行补偿，进而保证隔离开关具有良好的动作时间稳定性。目前对于高压GIS隔离开关动作时间补偿方法仍较为有限，因此，在高压GIS隔离开关摆角电机操动机构控制系统的实际运行中，通过调节触头运动速度保证动作时间稳定性的能力较低。
技术实现思路
针对现有技术存在的不足，本技术提供一种高压GIS隔离开关摆角电机操动机构控制装置。 本技术的技术方案是: 一种高压GIS隔离开关摆角电机操动机构控制装置，括霍尔电流传感器、旋转编码器、霍尔位置传感器、角位移传感器、线圈电流检测电路、电机转速检测电路、位置捕获电路、转子行程检测电路、DSP处理器、整流桥、储能电容器、电容电压检测及充电电路、电力电子控制电路、IGBT全桥整流电路、遥控器模块和直流电源模块。 旋转编码器安装在高压GIS隔离开关摆角电机操动机构主轴同轴位置，霍尔位置传感器安装在高压GIS隔离开关摆角电机操动机构端部，霍尔电流传感器穿过高压GIS隔离开关摆角电机操动机构线圈，角位移传感器安装在高压GIS隔离开关摆角电机操动机构主轴同轴位置。 直流电源模块的输入端和整流桥的输入端分别接入市电电网，直流电源模块的输出端连接霍尔电流传感器的输入端、旋转编码器的输入端、霍尔位置传感器的输入端、角位移传感器的输入端、DSP处理器的一个输入端、线圈电流检测电路的一个输入端和电力电子控制电路的一个输入端，整流桥的不同输出端分别连接储能电容器的正极和电容电压监测及充电电路的一个输入端，储能电容器的正极连接电容电压监测及充电电路的一个输入端，电容电压监测及充电电路的一个输出端连接储能电容器的负极，霍尔电流传感器的输出端连接线圈电流检测电路的另一个输入端，旋转编码器的输出端连接电机转速检测电路的输入端，霍尔位置传感器的输出端连接位置捕获电路的输入端，角位移传感器的输出端连接转子行程检测电路的输入端，线圈电流检测电路的输出端、电机转速检测电路的输出端、位置捕获电路的输出端、转子行程检测电路的输出端、遥控器模块的输出端和电容电压检测及充电电路的一个输出端分别连接DSP处理器的不同输入端，DSP处理器的不同输出端分别连接电容电压检测及充电电路的另一个输入端和电力电子控制电路的输入端，电力电子控制电路的输出端连接IGBT全桥整流电路的输入端，储能电容器的负极连接IGBT全桥整流电路的一路输入端，IGBT全桥整流电路的一个输出端连接储能电容器的正极，IGBT全桥整流电路的输出端连接高压GIS隔离摆角电机操动机构三相输入端。 线圈电流检测电路有三个，每个线圈电流检测电路包括两个运算放大器，且两个运算放大器串联。 电机转速检测电路采用总线收发器。 位置捕获电路有三个，每个位置捕获电路包括一个降压稳压器和两个电容，降压稳压电路与串联的两个电容并联，该降压稳压器的输入端连接霍尔位置传感器的输出端，位置捕获电路的降压稳压器的输出端连接DSP处理器的输入端。 转子行程检测电路包括降压稳压器和两个电容，降压稳压电路与串联的两个电容并联，该降压稳压器的输入端连接角位移传感器，该降压稳压器的输出端连接DSP处理器的输入端。 电力电子控制电路为IGBT驱动电路。 电容电压检测及充电电路包括电容电压检测电路和电容电压充电电路，电容电压检测电路包括第一线性光耦和运算放大器，电容电压充电电路包括第二线性光耦、IGBT和并联电阻，第一线性光耦的输入端连接储能电容器的正极，第一线性光耦的一个输出端连接运算放大器的输入端，第一线性光耦的另一输出端连接并联电阻的一端，运算放大器的输出端连接DSP处理器的输入端，第二线性光耦的两个输出端分别连接储能电容器的负极和IGBT的输入端，第二线性光耦的另一个输出端连接并联电阻，第二线性光耦的输入端连接DSP处理器的输出端。 本技术的有益效果是: 本技术在高压GIS隔离开关摆角电机操动机构操作过程中，利用旋转编码器、角位移传感器及霍尔电流传感器对高压GIS隔离开关摆角电机的转速、角位移及线圈电流进行实时采集，自适应PID控制器根据采集信号对摆角电机的转动过程进行调节，实现摆角电机速度的跟踪控制，提高隔离开关分合闸过程的动作时间稳定性，减少触头因碰撞造成的能量损失，提高了控制系统的鲁棒性、控制精度和机构动作的可靠性，避免线圈烧毁，延长机构使用寿命，实现了高压GIS隔离开关摆角电机操动机构具有良好动作时间稳定性的目的。 【专利附图】【附图说明】 图1为本技术【具体实施方式】的高压GIS隔离开关摆角电机操动机构控制装置结构图； 图2为本技术【具体实施方式】的旋转编码器接线图； 图3为本技术【具体实施方式】的霍尔位置传感器接线图； 图4为本技术【具体实施方式】的霍尔电流传感器接线图； 图5为本技术【具体实施方式】的角位移传感器接线图； 图6为本技术【具体实施方式】的线圈电流检测电路原理图； 图7为本技术【具体实施方式】的电机转速检测电路原理图； 图8为本技术【具体实施方式】的位置捕获电路原理图； 图9为本技术【具体实施方式】的转子行程检测电路原理图； 图10为本技术【具体实施方式】的电力电子控制模块电路原理图； 图11为本技术【具体实施方式】的电容电压检测及充电电路原理图； 图12为本技术【具体实施方式】的直流电源模块接线图； 图13为本技术【具体实施方式】的DSP处理器引脚示意图； 图14为本技术【具体本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种高压GIS隔离开关摆角电机操动机构控制装置，其特征在于，包括霍尔电流传感器、旋转编码器、霍尔位置传感器、角位移传感器、线圈电流检测电路、电机转速检测电路、位置捕获电路、转子行程检测电路、DSP处理器、整流桥、储能电容器、电容电压检测及充电电路、电力电子控制电路、IGBT全桥整流电路、遥控器模块和直流电源模块；旋转编码器安装在高压GIS隔离开关摆角电机操动机构主轴同轴位置，霍尔位置传感器安装在高压GIS隔离开关摆角电机操动机构端部，霍尔电流传感器穿过高压GIS隔离开关摆角电机操动机构线圈，角位移传感器安装在高压GIS隔离开关摆角电机操动机构主轴同轴位置；直流电源模块的输入端和整流桥的输入端分别接入市电电网，直流电源模块的输出端连接霍尔电流传感器的输入端、旋转编码器的输入端、霍尔位置传感器的输入端、角位移传感器的输入端、DSP处理器的一个输入端、线圈电流检测电路的一个输入端和电力电子控制电路的一个输入端，整流桥的不同输出端分别连接储能电容器的正极和电容电压监测及充电电路的一个输入端，储能电容器的正极连接电容电压监测及充电电路的一个输入端，电容电压监测及充电电路的一个输出端连接储能电容器的负极，霍尔电流传感器的输出端连接线圈电流检测电路的另一个输入端，旋转编码器的输出端连接电机转速检测电路的输入端，霍尔位置传感器的输出端连接位置捕获电路的输入端，角位移传感器的输出端连接转子行程检测电路的输入端，线圈电流检测电路的输出端、电机转速检测电路的输出端、位置捕获电路的输出端、转子行程检测电路的输出端、遥控器模块的输出端和电容电压检测及充电电路的一个输出端分别连接DSP处理器的不同输入端，DSP处理器的不同输出端分别连接电容电压检测及充电电路的另一个输入端和电力电子控制电路的输入端，电力电子控制电路的输出端连接IGBT全桥整流电路的输入端，储能电容器的负极连接IGBT全桥整流电路的一路输入端，IGBT全桥整流电路的一个输出端连接储能电容器的正极，IGBT全桥整流电路的输出端连接高压GIS隔离摆角电机操动机构三相输入端。...
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：史可鉴，林莘，吴志恒，雷伟，白鹤，贺安东，徐建源，吴冠男，
申请(专利权)人：沈阳工业大学，
类型：新型
国别省市：辽宁;21
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