一种电磁斥力操动机构及其储能模块、储能装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种电磁斥力操动机构及其储能模块、储能装置，其中，电磁斥力操动机构及其储能模块、储能装置的放电电路由晶闸管构成，晶闸管的一端连接储能电容、另一端用于连接电磁斥力操动机构的励磁线圈。本发明专利技术的控制电路简单、自动化程度高、可靠性好，并具有较强的抗干扰能力，能够实现电磁斥力机构的一次电磁斥力分、合闸操作，使动触头可靠进行电磁驱动和电磁缓冲，并在一次操作结束后短时间内完成自动储能，下一次分、合闸做好准备。

【技术实现步骤摘要】
一种电磁斥力操动机构及其储能模块、储能装置
本专利技术属于电力设备
，具体涉及一种电磁斥力操动机构及其储能模块、储能装置。
技术介绍
目前，电压源型换流站的多端直流输电系统亟需直流断路器能够电磁斥力隔离直流侧故障线路，保证各换流站向正常线路的可靠供电。一般，直流断路器的动作时间主要取决于其中机械开关操动机构的动作时间。因此，电磁斥力操动机构是当前的研究热点问题之一。电磁斥力操动机构主要包括三个关键单元：驱动单元，缓冲单元和保持单元。其中，驱动单元需在分、合闸前期驱动机械开关动触头加速运动；缓冲单元需在分、合闸后期使动触头减速，以避免动触头的强烈撞击并提高其机械寿命；保持单元需为动触头提供保持力，以使其稳定在分、合闸位置。电磁斥力驱动器具有响应时间短、动作速度快的特点，可被用作驱动单元和缓冲单元以实现机械开关动触头的电磁驱动和电磁缓冲。电磁斥力操动机构动作的原理是预先充电的储能电容向合闸或合闸励磁线圈放电，在金属盘上感应出涡流，涡流产生的磁场与线圈中放电电流产生磁场方向相反，产生电磁斥力，从而驱动金属盘带动机械开关动触头向远离线圈的方向运动，实现分合闸。因此电磁斥力操动机构的储能以及触发设备是其储能和控制的关键。目前，电磁斥力驱动器中控制电容放电的控制开关为普通电控晶闸管，电控晶闸管的驱动电路与电容放电回路电气连接，驱动电路抗电磁干扰能力差，易导致电控晶闸管的误导通进而导致机械开关的误动作。另外，在一次分合闸操作完成后，电磁斥力驱动器中的预充电电容需重新充电，传统方式多采用触点式开关控制电源为电容重新充电，该方式不仅控制复杂，且由于触点式开关存在预击穿等问题，易对周围设备产生电磁干扰。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种电磁斥力操动机构及其储能模块、储能装置，用于电磁斥力操动机构的自动储能，放电后晶闸管自动关断，样机试验证明了工作的可靠性。本专利技术提出一种电磁斥力操动机构的储能模块，包括：储能电容、充电电路、放电电路，其中，充电电路和放电电路分别连接在储能电容两端，所述放电电路由晶闸管构成，晶闸管的一端连接所述储能电容、另一端用于连接所述电磁斥力操动机构的驱动线圈或缓冲线圈。所述晶闸管为光控型晶闸管。所述充电电路包括二极管和电阻，二极管的阴极通过电阻连接所述储能电容。所述充电电路还包括开关，开关的一端连接所述二极管阴极，开关的另一端连接所述储能电容，所述开关、电阻及储能电容形成耗能回路。本专利技术还提出一种电磁斥力操动机构的储能装置，包括电压变换模块及与其连接的储能模块，所述储能模块包括储能电容、充电电路、放电电路，其中，充电电路和放电电路分别连接在储能电容两端，所述放电电路由晶闸管构成，晶闸管的一端连接所述储能电容、另一端用于连接所述电磁斥力操动机构的驱动线圈或缓冲线圈。所述晶闸管为光控型晶闸管。所述充电电路包括二极管和电阻，二极管的阴极通过电阻连接所述储能电容。所述充电电路还包括开关，开关的一端连接所述二极管的阴极，开关的另一端连接所述储能电容，所述开关、电阻及储能电容形成耗能回路。本专利技术还提出一种电磁斥力操动机构，包括电压变换模块、储能单元、驱动线圈及缓冲线圈，所述电压变换模块与储能单元连接，储能单元包括两组储能模块，该两组储能模块分别与所述驱动线圈、缓冲线圈连接，每一组储能模块均包括储能电容、充电电路、放电电路，其中，充电电路和放电电路分别连接在储能电容的两端；所述放电电路由晶闸管构成，晶闸管的一端连接所述储能电容、另一端连接所述驱动线圈或缓冲线圈。所述晶闸管为光控型晶闸管。所述驱动线圈及缓冲线圈为用于合闸或分闸的线圈。所述充电电路包括二极管和电阻，二极管的阴极通过电阻连接所述储能电容。所述充电电路还包括开关，开关的一端连接所述二极管的阴极，开关的另一端连接所述储能电容，所述开关、电阻及储能电容形成耗能回路。本专利技术的有益效果是：本专利技术在储能电容放电到其端电压为零后，利用励磁线圈的续流作用，使储能电容反向充电，产生几百伏负向压降，保证光控二极管的可靠关断。本专利技术的控制电路简单、自动化程度高、可靠性好，并具有较强的抗干扰能力，能够实现电磁斥力机构的一次电磁斥力分、合闸操作，使动触头可靠进行电磁驱动和电磁缓冲，并在一次操作结束后短时间内完成自动储能，下一次分、合闸做好准备。附图说明图1是一种电磁斥力操动机构的结构示意图；图2是一种电磁斥力操动机构的储能装置的示意图；图3是另一种电磁斥力操动机构的储能装置的示意图。具体实施方式下面结合附图对本专利技术的具体实施方式作进一步的说明。本专利技术的一种电磁斥力操动机构的实施例。包括电压变换模块、储能单元、驱动线圈及缓冲线圈，电压变换模块与储能单元连接，储能单元包括两组储能模块，该两组储能模块分别与驱动线圈、缓冲线圈连接，每一组储能模块均包括储能电容、充电电路、放电电路，其中，充电电路和放电电路分别连接在储能电容的两端；放电电路由晶闸管构成，晶闸管的一端连接储能电容、另一端连接驱动线圈或缓冲线圈；充电电路包括二极管和电阻，二极管的阴极通过电阻连接储能电容，设置电阻是为了防止充电电路产生的过电流。控制驱动线圈用于实现电磁斥力操动机构机械开关动触头的电磁驱动，使动触头加速运动，控制缓冲线圈是用于在分、合闸后期使动触头减速，以避免动触头的强烈撞击并提高其机械寿命。为了实现动触头的灵活、准确控制，储能单元可设置多组储能模块，协助动触头的加速或减速运动。为了在故障维修时储能电容完全放电，充电电路需设置开关，开关的一端连接二极管的阴极，开关的另一端连接储能电容，因此，开关、电阻及储能电容形成耗能回路，使储能电容通过电阻和开关进行放电。具体的，如图1所示的电磁斥力操动机构的二端口网络，该电磁斥力操动机构包括电压变换模块，与电压变换模块连接的储能单元，用于分闸或合闸的驱动线圈及缓冲线圈。其中，储能单元包括两组储能模块，即储能模块303和储能模块306，每一组储能模块的结构相同，包括储能电容、充电电路、放电电路、输入接口及输出接口。以储能模块303为例，其充电电路包括二极管D1、电阻R1、开关K1，二极管D1阳极连接输入接口、阴极连接电阻R1的一端，电阻R1的两一端连接储能电容C1，开关K1的一端连接二极管D1阴极、另一端连接储能电容C1；储能模块303的放电电路包括光控晶闸管T1，其阳极连接有电阻R1、储能电容C1，其阴极连接输出接口304；该输出接口连接驱动线圈305。如图1所示，储能模块306的输出接口307连接缓冲线圈308，储能模块306的输入接口与储能模块303的输入接口并联，并联后连接的电压变化模块302的电源输入接口301用于连接电源。上述电磁斥力操动机构的工作过程为：该电磁斥力操动机构需要分、合闸时，控制储能模块303中的光控晶闸管T1导通，该储能模块中的储能电容C1通过电磁斥力操动机构的驱动线圈305放电，实现机械开关动触头的电磁驱动；一定时间后，控制储能模块306中的光控晶闸管T2导通，该储能模块中的储能电容C2通过电磁斥力操动机构的缓冲线圈308放电，实现机械开关动触头的电磁缓冲，以避免动触头的强烈撞击并提高其机械寿命；储能模块303或储能模块306的储能电容C1或C2放电结束后，此时储能电容C1或储能电容C2的电压为零，由于驱动线圈305或缓冲线圈308本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种电磁斥力操动机构的储能模块，包括储能电容、充电电路、放电电路，其中，充电电路和放电电路分别连接在储能电容两端，其特征在于，所述放电电路由晶闸管构成，晶闸管的一端连接所述储能电容、另一端用于连接所述电磁斥力操动机构的驱动线圈或缓冲线圈。

【技术特征摘要】
1.一种电磁斥力操动机构的储能模块，包括储能电容、充电电路、放电电路，其中，充电电路和放电电路分别连接在储能电容两端，其特征在于，所述放电电路由晶闸管构成，晶闸管的一端连接所述储能电容、另一端用于连接所述电磁斥力操动机构的驱动线圈或缓冲线圈。2.根据权利要求1所述的电磁斥力操动机构的储能模块，其特征在于，所述晶闸管为光控型晶闸管。3.根据权利要求1所述的电磁斥力操动机构的储能模块，其特征在于，所述充电电路包括二极管和电阻，二极管的阴极通过电阻连接所述储能电容。4.根据权利要求3所述的电磁斥力操动机构的储能模块，其特征在于，所述充电电路还包括开关，开关的一端连接所述二极管阴极，开关的另一端连接所述储能电容，所述开关、电阻及储能电容形成耗能回路。5.一种电磁斥力操动机构的储能装置，包括电压变换模块及与其连接的储能模块，所述储能模块包括储能电容、充电电路、放电电路，其中，充电电路和放电电路分别连接在储能电容两端，其特征在于，所述放电电路由晶闸管构成，晶闸管的一端连接所述储能电容、另一端用于连接所述电磁斥力操动机构的驱动线圈或缓冲线圈。6.根据权利要求5所述的电磁斥力操动机构的储能装置，其特征在于，所述晶闸管为光控型晶闸管。7.根据权利要求5所述的电磁斥力操动机构的储能装置，其特征在于，所述充电电路包括...

【专利技术属性】
技术研发人员：钟建英，黄瑜珑，孙银山，温伟杰，余占清，张利欣，曾嵘，马志华，刘卫东，
申请(专利权)人：平高集团有限公司，清华大学，北京平高清大科技发展有限公司，国家电网公司，国网山东省电力公司电力科学研究院，
类型：发明
国别省市：河南,41