机电一体化组合式快速开关制造技术

本发明专利技术公开了一种机电一体化组合式快速开关，旨在提供一种结构简单、满足负载不间断供电要求、通流能力强、运行时无损耗、开关速度快的机电一体化组合式快速开关。本发明专利技术包括机械开关、储能电容器、第一电力电子开关、第二电力电子开关、限流电抗器、第一交流接触器切换主触头、第二交流接触器切换主触头、充电单元。本发明专利技术应用于机电一体化组合式快速开关的技术领域。

Electromechanical integrated combined quick switch

【技术实现步骤摘要】
机电一体化组合式快速开关
本专利技术涉及一种开关,特别涉及一种机电一体化组合式快速开关。
技术介绍
现代工业园区设备趋于集成化和精密化，特别是在光电子、集成电路、芯片制造等半导体产业，整车制造、装备等装备制造产业，石化行业及大型公共场合高压气体放电照明灯等场所，大量采用了以CPU、微电子、电力电子、数字化、信息化技术为核心的敏感设备，为了提高供电的可靠性，一般采用双电源供电。当主供电电源电网的上级或本地发生故障，为了避免敏感负荷由于供电电源的电压暂降或短时停电引起的质量事故，要求将供电电源在5ms内切换至另一路电源供电。现有的机械式快速开关导通时间一般大于5ms，开关本体关断时间小于2ms未考虑灭弧时间，不满足要求；电力电子开关导通时间小于1ms，关断时间小于3ms，可以满足使用要求。但电力电子开关正常运行时，自身有较大的损耗、并发出较大的热量和较大的噪音，承担过电压、过电流能力较弱，同时又消耗大量的无用能源，造成较大的经济损失。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供了一种结构简单、满足负载不间断供电要求、通流能力强、运行时无损耗、开关速度快的机电一体化组合式快速开关。本专利技术所采用的技术方案是：本专利技术包括机械开关FS、储能电容器C、第一电力电子开关SCR1、第二电力电子开关SCR2、限流电抗器L、第一交流接触器切换主触头JC1、第二交流接触器切换主触头JC2、充电单元CDD；所述储能电容器C、所述第二交流接触器切换主触头JC2、所述第一电力电子开关SCR1、所述限流电抗器L串联后与所述机械开关FS并联，所述储能电容器C和所述第二交流接触器切换主触头JC2串联后与所述第一交流接触器切换主触头JC1并联，所述第二电力电子开关SCR2与所述第一电力电子开关SCR1并联，所述充电单元CDD与所述储能电容器C并联。进一步，所述机电一体化组合式快速开关还包括与所述机械开关FS并联的氧化锌非线性电阻NR。进一步，所述机械开关FS为机械式涡流驱动真空快速开关。本专利技术的有益效果是：由于本专利技术采用机械开关和电子开关结合的设计，包括机械开关FS、储能电容器C、第一电力电子开关SCR1、第二电力电子开关SCR2、限流电抗器L、第一交流接触器切换主触头JC1、第二交流接触器切换主触头JC2、充电单元CDD，本专利技术利用机械式快速开关通流能力强、运行时无损耗，以及电力电子开关速度快等特点，将两种开关结合在一起，组合成机电一体化快速开关，可满足开关合闸时间小于1ms，分闸时间小于3ms的要求。附图说明图1是本专利技术的原理框图；图2是本专利技术分闸状态下的原理简图；图3是本专利技术合闸状态下的原理简图。具体实施方式如图1所示，在本实施例中，机电组合式快速开关主要由机械式涡流驱动真空快速开关、电力电子开关、人工过零灭弧单元、切换单元等部分组成，其单相原理框图如图1所示。其中，FS：机械式涡流驱动真空快速开关，主开关；SCR1、SCR2：电力电子开关，用于辅助主开关快速导通和快速关断；C：储能电容器，用于产生人工过零电流，辅助主开关快速关断；L：限流电抗器，用于限制回路中电流变化率（di/dt）；JC1∼2：交流接触器切换主触头，用于切换电力电子开关工作模式；NR：氧化锌非线性电阻，过电压保护；CDD：充电单元，用于给储能电容器充电。本专利技术的工作原理：机电组合式快速开关正常运行时有四个运行状态，即分闸状态、快速导通、合闸状态和快速分闸。在不同运行状态下，其原理简图如图2、图3所示。分闸状态：快速开关处于分闸状态时，图1中储能电容器被短接，电力电子开关SCR经限流电抗器L与主开关并联，如图2所示，处于等待导通状态；快速导通：当快速开关接到合闸指令时，首先触发电力电子开关在≤0.5ms内快速导通，接通负荷，同时给主开关合闸信号，在电力电子开关导通的10ms内，主开关导通，短接电力电子开关，电力电子开关退出运行，确保快速开关合闸时间≤1ms；合闸状态：当主开关处于导通状态时，图1中储能电容器与电力电子开关串接，并充好电处于等待快速分闸状态，如图3所示；快速分闸：当快速开关接到分闸指令时，快速开关快速断开，延时约2ms后给电力电子开关SCR1、SCR2发触发脉冲，储能电容器C经SCR1和限流电抗器L向快速开关放电。若放电电流与流经快速开关的电流反向，则在放电的第1个半波，强迫流经快速开关的电流快速过零，快速开关完全断开；若放电电流与流经快速开关的电流同向，则在放电的第2个半波，放电电流与流经快速开关的电流反向，强迫流经快速开关的电流快速过零，快速开关完全断开。上述过程最长时间≤1ms，可确保快速开关总的分闸时间≤3ms。本专利技术应用于机电一体化组合式快速开关的
虽然本专利技术的实施例是以实际方案来描述的，但是并不构成对本专利技术含义的限制，对于本领域的技术人员，根据本说明书对其实施方案的修改及与其他方案的组合都是显而易见的。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.机电一体化组合式快速开关，其特征在于：所述机电一体化组合式快速开关包括机械开关（FS）、储能电容器（C）、第一电力电子开关（SCR1）、第二电力电子开关（SCR2）、限流电抗器（L）、第一交流接触器切换主触头（JC1）、第二交流接触器切换主触头（JC2）、充电单元（CDD）；所述储能电容器（C）、所述第二交流接触器切换主触头（JC2）、所述第一电力电子开关（SCR1）、所述限流电抗器（L）串联后与所述机械开关（FS）并联，所述储能电容器（C）和所述第二交流接触器切换主触头（JC2）串联后与所述第一交流接触器切换主触头（JC1）并联，所述第二电力电子开关（SCR2）与所述第一电力电子开关（SCR1）并联，所述充电单元（CDD）与所述储能电容器（C）并联。/n

【技术特征摘要】
1.机电一体化组合式快速开关，其特征在于：所述机电一体化组合式快速开关包括机械开关（FS）、储能电容器（C）、第一电力电子开关（SCR1）、第二电力电子开关（SCR2）、限流电抗器（L）、第一交流接触器切换主触头（JC1）、第二交流接触器切换主触头（JC2）、充电单元（CDD）；所述储能电容器（C）、所述第二交流接触器切换主触头（JC2）、所述第一电力电子开关（SCR1）、所述限流电抗器（L）串联后与所述机械开关（FS）并联，所述储能电容器（C）和所述第二交流接触器切换主触头（JC...

【专利技术属性】
技术研发人员：李小滨，
申请(专利权)人：珠海华创泰能能源科技有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44