一种自愈式快速投切开关制造技术

本实用新型专利技术属于电气开关技术领域，公开了一种自愈式快速投切开关，由永磁体机构和智能控制器构成；所述永磁机构包括：静铁芯、涡流盘、动铁芯、永久磁铁、操作线圈、驱动连杆、所述智能控制器包括：微处理器单元、PWM单元控制、储能电容。该自愈式快速投切开关比以前的弹簧机构、电磁机构在分合闸速度、可靠性上具有如下的优势特点：永磁操作机构的机械元件比传统的减少了很多，故障点减少，加工工艺简单，工作效率提高30%，单轴直驱对三相同步一致性得到保证；通过微电子控制器对励磁线圈的电流控制，可有效的实现启动、运动、停止的控制，增强了抗干扰能力，为稳定可靠使用提供保障。

【技术实现步骤摘要】
一种自愈式快速投切开关
本技术属于电气开关
，尤其涉及一种自愈式快速投切开关。
技术介绍
长期以来，国内把弹簧操作机构作为真空断路器开断与关合的主要驱动装置，在使用过程中暴露出诸多问题，尤其是现场出现故障电流时，开断慢影响到上一级供电设备越级跳闸，引起大面积的停电而造成不必要的损失。在国际市场上推出的永磁机构断路器是双线圈单稳态，采用的是微电子线路组成的控制单元，抗干扰能力较好，但机构动作需要的电流大，自身消耗功率较大，有损储能电容及其它元件的使用寿命。另外ISM型永磁断路器采用的是三相分别对应各用一个永磁机构再附加弹簧作用力，这样加工工艺复杂，同时三相同步一致性受影响，会造成短暂的三相不平衡。综上所述，现有技术存在的问题是：分合闸速度慢如何解决快速开断问题；机构自身消耗功率较大如何减小自身功耗及解决三相同步一致性的问题。
技术实现思路
针对现有技术存在的问题，本技术提供了一种自愈式快速投切开关。本技术是这样实现的，该自愈式快速投切开关由永磁体机构和智能控制器构成；所述技术快速开关由永磁体机构和智能控制器构成；所述永磁机构包括：静铁芯：用于提供永磁机构的磁路通道；涡流盘，安装在静铁芯的表面，用于承载电流大小助力分合闸能量；动铁芯，套装在所述静磁铁的内部，用于提供整个机构运动部件；永久磁铁，安装在动磁铁和静磁铁之间，提供永磁机构所需要的动力；操作线圈，安装在永久磁铁的上端；驱动连杆，与动铁芯连为一体，是操作机构与传动机构之间的连接纽带；所述智能控制器包括：微处理器单元，对采集信号的快速分析处理；PWM单元控制，与微处理器单元相连接，对电磁兼容的考虑；储能电容，与PWM单元控制相连接，用于提供分合闸动作所需的能量。进一步，所述智能控制器安装有不锈钢304材质壁挂式箱体，主CPU板采用高速ARM处理器。进一步，所述自愈式快速投切开关还安装有通信装置，所述通信装置包括GPRS通信装置、以太网通信装置和蓝牙通信装置。进一步，所述永磁体机构的中部安装有缓冲件，所述永磁体机构的两端安装有分闸铺助弹簧；所述缓冲件的上端通过传动连杆连接绝缘缓冲件，所述绝缘缓冲件的上端安装有真空灭弧室。本技术的优点及积极效果为：该自愈式快速投切开关比以前的弹簧机构、电磁机构在分合闸速度、可靠性上具有如下的优势特点：（1）永磁操作机构的机械元件比传统的减少了很多，故障点减少，加工工艺简单，工作效率提高30%，单轴直驱对三相同步一致性得到保证；（2）通过微电子控制器对励磁线圈的电流控制，可有效的实现启动、运动、停止的控制，增强了抗干扰能力，为稳定可靠使用提供保障；（3）永磁机构直接与灭弧室连接紧密，大大减少机构动作时的时间分散性，完善改进后经测试得出分闸开断时间在5ms以内，使得动作速度得到加快；（4）永磁机构采用的是无触点传感信号提供给控制器来快速采集处理，判断分合闸是否到位的准确性，增强了使用的可靠性。附图说明图1是本技术实施例提供的自愈式快速投切开关的永磁机构的A-A剖面示意图；图2是本技术实施例提供的自愈式快速投切开关的永磁机构的机械联动示意图；图中：1、静铁芯；2、涡流盘；3、动铁芯；4、永久磁铁；5、操作线圈；6、磁力线；7、驱动连杆；8、永磁体机构；9、智能控制器；10、微处理器单元；11、分闸铺助弹簧；12、缓冲件；13、传动连杆；14、绝缘缓冲件；15、真空灭弧室；16、储能电容；17、PWM单元控制。图3是本技术实施例提供的自愈式快速投切开关的永磁机构的采用PWM斩波数字调制方式和IGBT电路方案的电路图；图4是本技术实施例提供的自愈式快速投切开关的永磁机构的充电监测电路图；图5是本技术实施例提供的自愈式快速投切开关的智能控制器的模块示意图；图6是本技术实施例提供的自愈式快速投切开关的智能控制器的电路示意图；图7是本技术实施例提供的自愈式快速投切开关的智能控制器的主程序模块图；图8是本技术实施例提供的自愈式快速投切开关的智能控制器的模糊控制系统框图；图9是本技术实施例提供的自愈式快速投切开关的智能控制器的输出动作逻辑流程图；图10是本技术实施例提供的单匝线圈坐标系示意图。具体实施方式为了使本技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本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例仅仅用以解释本技术，并不用于限定本技术。该自愈式快速投切开关由永磁体机构8和智能控制器9构成；所述永磁机构包括：静铁芯1：用于提供永磁机构的磁路通道；涡流盘2，安装在静铁芯1的表面，用于承载电流大小助力分合闸能量；动铁芯3，套装在所述静磁铁的内部，用于提供整个机构运动部件；永久磁铁4，安装在动磁铁和静磁铁之间，提供永磁机构所需要的动力；操作线圈5，安装在永久磁铁4的上端；驱动连杆7，与动铁芯3连为一体，是操作机构与传动机构之间的连接纽带；所述智能控制器9包括：微处理器单元10，对采集信号的快速分析处理；PWM单元控制17，与微处理器单元10相连接，对电磁兼容的考虑；储能电容16，与PWM单元控制17相连接，用于提供分合闸动作所需的能量。作为本技术的优选实施例，所述智能控制器9安装有不锈钢304材质壁挂式箱体，主CPU板采用高速ARM处理器。作为本技术的优选实施例，所述自愈式快速投切开关还安装有通信装置，所述通信装置包括GPRS通信装置、以太网通信装置和蓝牙通信装置。作为本技术的优选实施例，所述永磁体机构8的中部安装有缓冲件12，所述永磁体机构8的两端安装有分闸铺助弹簧11；所述缓冲件12的上端通过传动连杆13连接绝缘缓冲件14，所述绝缘缓冲件14的上端安装有真空灭弧室15。该自愈式永磁快速投切开关在结构设计及材料选配上都比较独特，采用的是复合型磁性能最强的钕铁硼（NvFeB）材料，主要考虑该材质不易失磁和有较高的矫顽力；动铁芯3和静铁芯1采用的是低碳钢Q235；线圈采用漆包铜线在绝缘骨架上绕制而成；结构设计为单线圈双稳态直推式传动输出，力矩短、传动时间分散性小，再配上微电子数字式控制器，使断路器机构一次元件与智能控制器9二次测控技术共同为快速发展的配电自动化提供可靠保障，主要从下面4个方面来考虑。1、该驱动机构输出力矩特性与断路器负载特性非常接近，因此可以与真空灭弧室15直接相连，机械零部件有18件，而弹簧机构有42件，这样零部件减少故障点就减少，这有助于机械效率的最大发挥。2、该驱动机构内电磁系统产生的磁力线6和配合的弹簧的受力，能稳定的使断路器保持在分位和合位位置上，这样可取消复杂的机械闭锁和脱括系统。3、该驱动机构与微电子数字式控制器、电力电子驱动技术相结合，可构成智能型真空断路器，机构的合分闸特性由控制器发指令控制，抗干扰性能强。4、操作线圈5电流的切换及分合闸过压欠压的保护闭锁由控制器来完成，通常接通线圈电流没问题，关键是切断线圈电流时，由于是切断的是感性电流，如果续流回路设计不合理或参数选择不理想，仍然会在元器件两端出现很高的电压，从而会造成元器件的损坏，早期用接触器来切换时间控制特性比较差，而改进后由控制器输出PWM经高速光电隔离线性驱动IGBT特别理想。针对快速开断的需要，在动轴连杆两侧分别安置分闸铺助本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种自愈式快速投切开关，其特征在于，该自愈式快速投切开关由永磁体机构和智能控制器构成；所述永磁体机构包括：静铁芯：用于提供永磁机构的磁路通道；涡流盘，安装在静铁芯的表面，用于承载电流大小助力分合闸能量；动铁芯，套装在静磁铁的内部，用于提供整个机构运动部件；永久磁铁，安装在动磁铁和静磁铁之间，提供永磁机构所需要的动力；操作线圈，安装在永久磁铁的上端；驱动连杆，与动铁芯连为一体，是操作机构与传动机构之间的连接纽带；所述智能控制器包括：微处理器单元，对采集信号的快速分析处理；PWM单元控制，与微处理器单元相连接，对电磁兼容的考虑；储能电容，与PWM单元控制相连接，用于提供分合闸动作所需的能量。

【技术特征摘要】
1.一种自愈式快速投切开关，其特征在于，该自愈式快速投切开关由永磁体机构和智能控制器构成；所述永磁体机构包括：静铁芯：用于提供永磁机构的磁路通道；涡流盘，安装在静铁芯的表面，用于承载电流大小助力分合闸能量；动铁芯，套装在静磁铁的内部，用于提供整个机构运动部件；永久磁铁，安装在动磁铁和静磁铁之间，提供永磁机构所需要的动力；操作线圈，安装在永久磁铁的上端；驱动连杆，与动铁芯连为一体，是操作机构与传动机构之间的连接纽带；所述智能控制器包括：微处理器单元，对采集信号的快速分析处理；PWM单元控制，与微处理器单元相连接，对电磁兼容的考虑；储能电容，与...

【专利技术属性】
技术研发人员：顾育铭，何明豹，
申请(专利权)人：银河电气有限公司，
类型：新型
国别省市：陕西,61