配永磁机构断路器及其调速控制装置与方法制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种配永磁机构断路器及其调速控制装置与方法，其中，装置包括永磁控制模块、信号采集模块和高速数字处理模块，信号采集模块采集断路器负载状态参数，高速数字处理模块根据已知的配永磁机构断路器的负载状态与机械特性的对应关系表，查找符合当次的配永磁机构断路器的机械特性，之后在通过调节输入配永磁机构断路器的PWM波占空比，永磁控制模块根据占空比调节后的PWM波控制待控制配永磁机构断路器的分/合闸速度，能够智能合理实现对配永磁机构断路器的分/合闸速度的合理控制，避免配永磁机构断路器自身冲击对其使用寿命的影响，延长其机械寿命。

【技术实现步骤摘要】
配永磁机构断路器及其调速控制装置与方法
本专利技术涉及电力系统
，特别是涉及配永磁机构断路器及其调速控制装置与方法。
技术介绍
配永磁机构断路器是近年来逐步兴起的一种新型操作机构真空断路器，其永磁机构的特点是：电磁力驱动，永磁力保持；由于它结构紧凑，零部件少，控制方便，机械特性稳定、扩展性强，易于实现开关设备的小型化和智能化，因而受到科研院所和制造单位的青睐，是真空断路器的发展趋势之一；在真空断路器的合闸操作过程中，永磁机构有一个很好的力-合闸行程特性，非常接近于真空断路器合闸操作要求，但永磁机构由电磁铁的动铁心作为驱动元件，一起参与分闸运动，增加了分闸操作的运动惯量，不利于提高分闸初速度；如果在分闸操作过程中给分闸线圈通较大电流，提高了初始分闸速度，会导致分闸后期分闸速度过大，从而使断路器动作后期产生很大冲击，影响设备的机械寿命。为了更好地解决永磁机构和灭弧室分闸特性的匹配问题，提出了多种解决方法，如设计了单稳态永磁机构，借助分闸簧的弹簧力提高分闸初始速度。尽管单稳态永磁机构能够弥补双稳态永磁机构分闸特性的不足，但同时又增加一套机械分闸机构，不利于机械寿命的提高和今后电子控制。还有些学者，通过控制永磁机构的分闸和合闸线圈通电时刻，即动触头与静触头分离后，给分闸线圈通反向电流或给合闸线圈通过正向电流，减缓铁心运动速度，起分闸缓冲作用，减小操作过程中机械振动，提高双稳态永磁操动机构断路器的操作特性，但永磁机构带载运动特性与空载时运动特性不同，如果采用以上方法，线圈通电时刻不随负载特性调节，在分闸过程中出现轻微的卡滞，还没到达中点就给就分闸线圈通反向电流或给合闸线圈通正向电流，就会导致分闸失败，造成了更严重事故。与此同时，当电力系统中发生短路故障时，希望断路器快速动作，以便快速切除故障，防止事故在电网蔓延。因而要求断路器以很高的速度分闸；但是系统中，大部分开断电流是负荷电流，如果断路器的每次动作的分闸速度都很快，将会降低断路器的机械寿命。
技术实现思路
基于此，有必要针对现有断路器的合/分闸速度无法智能控制，严重降低断路器的机械寿命的问题，提供一种能够实现断路器的合/分闸速度智能控制，延长断路器机械寿命的配永磁机构断路器及其调速控制装置与方法。一种配永磁机构断路器调速控制装置，包括永磁控制模块、信号采集模块和高速数字处理模块，所述永磁控制模块和所述信号采集模块分别与所述高速数字处理模块连接，所述高速数字处理模块内置有配永磁机构断路器的负载状态与机械特性的对应关系表；所述信号采集模块采集待控制配永磁机构断路器负载状态，并将采集到的数据发送到所述高速数字处理模块，所述高速数字处理模块根据接收的数据和配永磁机构断路器的负载状态与机械特性的对应关系表，查找当次待控制配永磁机构断路器机械特性，根据查找结果计算PWM波占空比调节量，调节输出到所述永磁控制模块的PWM波的占空比，控制待控制配永磁机构断路器的分/合闸速度。一种配永磁机构断路器，包括相互连接的配永磁机构断路器本体和上述的配永磁机构断路器调速控制装置。一种配永磁机构断路器调速控制方法，包括步骤：监测待控制配永磁机构断路器的负载状态，采集负载状态参数；根据所述负载状态参数和预设的配永磁机构断路器的负载状态与机械特性的对应关系表，查找当次待控制配永磁机构断路器机械特性；根据查找获得当次待控制配永磁机构断路器机械特性，计算PWM波占空比调节量；根据计算获得的PWM波占空比调节量，调节输入待控制配永磁机构断路器的PWM波占空比，控制待控制配永磁机构断路器的分/合闸速度。本专利技术配永磁机构断路器调速控制装置，包括永磁控制模块、信号采集模块和高速数字处理模块，所述信号采集模块采集待控制配永磁机构断路器负载状态，并将采集到的数据发送到所述高速数字处理模块，所述高速数字处理模块根据接收的数据和配永磁机构断路器的负载状态与机械特性的对应关系表，查找当次待控制配永磁机构断路器机械特性，根据查找结果计算PWM波占空比调节量，调节输出到所述永磁控制模块的PWM波的占空比，控制待控制配永磁机构断路器的分/合闸速度。另外本专利技术还提供采用上述配永磁机构断路器调速控制装置的配永磁机构断路器和一种配永磁机构断路器调速控制方法。整个控制过程，根据已知的配永磁机构断路器的负载状态与机械特性的对应关系表，查找符合当次的配永磁机构断路器的机械特性，之后在通过调节输入配永磁机构断路器的PWM波占空比，控制待控制配永磁机构断路器的分/合闸速度，能够智能合理实现对配永磁机构断路器的分/合闸速度的合理控制，避免配永磁机构断路器自身冲击对其使用寿命的影响，延长其机械寿命。附图说明图1为本专利技术配永磁机构断路器调速控制装置第一个实施例的结构示意图；图2为本专利技术配永磁机构断路器调速控制装置第二个实施例的结构示意图；图3为本专利技术配永磁机构断路器调速控制装置其中一个实施例中永磁控制模块的电路原理图；图4为本专利技术配永磁机构断路器调速控制方法第一个实施例的流程示意图；图5为本专利技术配永磁机构断路器调速控制方法第二个实施例的流程示意图。具体实施方式为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下根据附图及实施例，对本专利技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施仅仅用以解释本专利技术，并不限定本专利技术。如图1所示，一种配永磁机构断路器调速控制装置，包括永磁控制模块120、信号采集模块140和高速数字处理模块160，所述永磁控制模块120和所述信号采集模块140分别与所述高速数字处理模块160连接，所述高速数字处理模块160内置有配永磁机构断路器的负载状态与机械特性的对应关系表；所述信号采集模块140采集待控制配永磁机构断路器负载状态，并将采集到的数据发送到所述高速数字处理模块160，所述高速数字处理模块160根据接收的数据和配永磁机构断路器的负载状态与机械特性的对应关系表，查找当次待控制配永磁机构断路器机械特性，根据查找结果计算PWM波占空比调节量，调节输出到所述永磁控制模块120的PWM波的占空比，控制待控制配永磁机构断路器的分/合闸速度。配永磁机构断路器的负载状态与机械特性的对应关系表可以通过历史数据获得，具体来说就是监测配永磁机构断路器一段时间内多次机械动作获取，其获取的过程可以简单概括如下：监测配永磁机构断路器，采集配永磁机构断路器多次分/合闸动作相应的机械特性和负载特性，之后对采集到的数据进行合理有效分析，判断配永磁机构断路器的负载状态与机械特性合理对应关系，构建配永磁机构断路器的负载状态与机械特性的对应关系表。当然配永磁机构断路器的负载状态与机械特性的对应关系表也可以通过现有已知的数据、专家数据库或者本行业标准数据获得。配永磁机构断路器的负载状态指的是配永磁机构断路器与其负载之间线路上的电流或者电压等电信号。配永磁机构断路器的机械特性主要通过下述几种参数来表征：分合闸电容电压、分闸线圈电流、合闸线圈电流以及断路器刚分/合速度、分/合闸速度、过冲和反弹等参数。本专利技术配永磁机构断路器调速控制装置，包括永磁控制模块、信号采集模块和高速数字处理模块，所述信号采集模块采集待控制配永磁机构断路器负载状态，并将采集到的数据发送到所述高速数字处理模块，所述高速数字处理模块根据接收的数据和配永磁机构断路器的负载状态与本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种配永磁机构断路器调速控制装置，其特征在于，包括永磁控制模块、信号采集模块和高速数字处理模块，所述永磁控制模块和所述信号采集模块分别与所述高速数字处理模块连接，所述高速数字处理模块内置有配永磁机构断路器的负载状态与机械特性的对应关系表；所述信号采集模块采集待控制配永磁机构断路器负载状态，并将采集到的数据发送到所述高速数字处理模块，所述高速数字处理模块根据接收的数据和配永磁机构断路器的负载状态与机械特性的对应关系表，查找当次待控制配永磁机构断路器机械特性，根据查找结果计算PWM波占空比调节量，调节输出到所述永磁控制模块的PWM波的占空比，控制待控制配永磁机构断路器的分/合闸速度。

【技术特征摘要】
1.一种配永磁机构断路器调速控制装置，其特征在于，包括永磁控制模块、信号采集模块和高速数字处理模块，所述永磁控制模块和所述信号采集模块分别与所述高速数字处理模块连接，所述高速数字处理模块内置有配永磁机构断路器的负载状态与机械特性的对应关系表，所述高速数字处理模块根据上一次配永磁机构断路器的负载状态与机械特性对应数据更新配永磁机构断路器的负载状态与机械特性的对应关系表；所述信号采集模块采集待控制配永磁机构断路器负载状态，并将采集到的数据发送到所述高速数字处理模块，所述高速数字处理模块根据接收的数据和配永磁机构断路器的负载状态与机械特性的对应关系表，查找当次待控制配永磁机构断路器机械特性，根据查找结果计算PWM波占空比调节量，调节输出到所述永磁控制模块的PWM波的占空比，控制待控制配永磁机构断路器的分/合闸速度；所述永磁控制模块包括第一开关管、第二开关管和第三开关管，所述第一开关管的输入端与待控制配永磁机构断路器的电容的一端相连，所述第一开关管的输出端分别与所述第二开关管的输入端和所述第三开关管的输入端相连，所述第一开关管的控制端与高速数字处理模块的PWM波输出端相连，所述第二开关管的输出端与待控制配永磁机构断路器分闸线圈的一端相连，所述第三开关管的输出端与待控制配永磁机构断路器合闸线圈的一端相连，所述第二开关管的控制端和所述第三开关管的控制端分别与高速数字处理模块的脉冲信号输出端相连；其中，所述第一开关管、所述第二开关管和所述第三开关管均为三极管。2.根据权利要求1所述的配永磁机构断路器调速控制装置，其特征在于，所述高速数字处理模块包括PWM波输出电路、脉冲信号输出电路、FPGA和存储电路，所述PWM波输出电路的一端、所述脉冲信号输出电路的一端以及所述存储电路分别与所述FPGA连接，所述FPGA与所述信号采集模块连接，所述PWM波输出电路的另一端、所述脉冲信号输出电路的另一端分别与所述永磁...

【专利技术属性】
技术研发人员：张显聪，王勇，陆国俊，顾乐，陈俊，黄慧红，杨柳，
申请(专利权)人：广州供电局有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44