一种电机驱动开关设备及其驱动控制装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种电机驱动开关设备及其驱动控制装置，属于高压开关设备领域，尤其涉及一种采用电机驱动的开关设备的驱动控制装置。本发明专利技术提供的驱动控制装置，通过将电源板、主控板、机构控制板和驱动板插装在总线板上，电源板通过电源输入端口连接外部电源，进行电源转化后为其他板卡供电，机构控制板通过开入端口接收分合闸指令，并生成相应的驱动信号后发送至驱动板，进而由驱动板根据驱动信号开控制储能单元释放能量来驱动操作机构中的驱动电机转动。采用本发明专利技术可以提高电机驱动开关设备的驱动控制装置的集成度，从而解决电机驱动开关设备用大功率伺服电机的驱动和控制问题。关设备用大功率伺服电机的驱动和控制问题。关设备用大功率伺服电机的驱动和控制问题。

【技术实现步骤摘要】
一种电机驱动开关设备及其驱动控制装置


[0001]本专利技术涉及一种电机驱动开关设备及其驱动控制装置，属于高压开关设备领域，尤其涉及一种采用电机驱动的开关设备的驱动控制装置。

技术介绍

[0002]随着碳达峰碳中和目标的提出，新能源发电接入电力系统势在必行，电力系统的复杂程度将大为提升，数字电网将成为新型电力系统的最佳形态，这就对电网设备的数字控制和智能化水平提出新的要求。作为电力系统的关键设备，开关设备的数字化和智能化提升已迫在眉睫。
[0003]电机驱动技术是利用伺服电机驱动和控制被控对象运动，以实现预期的力和运动的输出，并能监测动作过程中的电机角度、速度、电流等信号，是实现数字化控制和智能化提升的有效途径，在电动汽车、高铁等领域已有成熟应用。但限于高压开关设备工况的特殊性，需要对电机驱动开关设备的伺服电机和驱动控制装置进行特殊设计。
[0004]现有电机操作机构中，用于根据分合闸指令生成动作信号的机构控制器、主控制器及各相的电机控制器，均按照各自的功能分离设置，集成度低，不利于检修、更换。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的在于提供一种电机驱动开关设备及其驱动控制装置，用于解决现有电机驱动开关设备的驱动控制装置集成度低的问题。
[0006]为了实现上述目的，本专利技术提供了一种电机驱动开关设备的驱动控制装置，包括插装在总线板上的电源板、主控板、机构控制板和驱动板；用于给各板卡供电的电源板包括用于连接外部电源的输入电源端口；机构控制板包括开入端口和开出端口，开入端口用于接收分合闸指令和其他设备开关量以实现联锁功能，开出端口用于输出根据驱动电机状态生成的开关量；驱动板包括用于连接储能单元的储能接口和用于连接驱动电机的电机接口；
[0007]当机构控制板接收到分合闸指令时，根据分合闸指令生成相应的开关量信号发送至主控板，主控板对开关量信号进行处理生成驱动信号发送至驱动板，驱动板根据驱动信号控制所述储能单元释放能量驱动所述驱动电机进行转动。
[0008]本专利技术提供的驱动控制装置，通过将电源板、主控板、机构控制板和驱动板插装在总线板上，电源板通过电源输入端口连接外部电源，进行电源转化后为其他板卡供电，机构控制板通过开入端口接收分合闸指令，并生成相应的驱动信号后发送至驱动板，进而由驱动板根据驱动信号控制储能单元释放能量来驱动操作机构中的驱动电机转动。采用本专利技术可以提高电机驱动开关设备的驱动控制装置的集成度，从而解决电机驱动开关设备用大功率伺服电机的驱动和控制问题，便于运维检修。
[0009]进一步地，在上述设备中，所述主控板包括用于处理开关量信号的开入开出量处理电路和DSP运算电路，所述开入开出量处理电路处理接收到的机构控制板根据分合闸指
令生成的开关量信号，计算得到PWM占空比信号发送给驱动板。
[0010]采用DSP处理电路实现驱动电机的控制算法，采用开入开出量处理电路处理接收到的机构控制板发送的开关量信号，从而触发控制中断子程序，并将在程序执行过程中计算得到的PWM占空比信号发送给驱动板，从而控制驱动电机转动。DSP电路实现开关量信号的数字化处理，处理速度快。
[0011]进一步地，在上述设备中，所述主控板还包括用于采集电机相电流的电流采集电路和用于采集所述储能单元母线电压的电压采集电路。
[0012]电流采集电路用于处理电流传感器采集的电机相电流信号，电压采集电路用于处理储能单元的母线电压信号，通过电机电流和储能单元电压对操作机构的状态进行监控，从而判断储能单元电压是否足够为驱动电机供能，并通过电机电流判断驱动电机是否故障，提高对装置状态的监测能力。
[0013]进一步地，在上述设备中，所述主控板还包括用于处理编码器采集到的驱动电机转子位置信号的位置计算电路。
[0014]通过位置解算电路处理编码器采集到的电机转子位置信号，从而实现电机闭环控制，提高驱动电机运转的稳定性。
[0015]进一步地，在上述设备中，所述储能单元采用储能电容，所述驱动电机的主轴上设置有用于采集驱动电机转子位置信号的编码器和用于指示分合闸到位状态的辅助开关。
[0016]进一步地，在上述设备中，电机驱动开关设备的动触头位置通过所述辅助开关和编码器反馈，若通过辅助开关和编码器反馈的动触头位置一致，则输出电机驱动开关设备的分合闸状态，若通过辅助开关和编码器反馈的动触头位置不一致，则输出报警信号。
[0017]通过编码器和辅助开关，对驱动电机的转子位置进行判断，并通过辅助开关检测分合闸到位状态，从而对电机驱动开关设备的状态信息进行综合判断，实现电机驱动开关设备的联锁控制，辅助开关采用微动开关。
[0018]进一步地，在上述设备中，储能电容连接有储能回路，所述储能回路包括用于给储能电容充电的充电模块；储能电容还连接有释能回路，所述释能回路包括断路器和放电电阻，用于检修时释放电能。
[0019]储能电容连接用于为储能电容充电的充电模块，充电电压及充电的速度可以在充电模块进行中设置，同时实现充电过程中对储能电容的状态的检测；储能电容还连接释能回路，从而在电路检修时，将储能电容中的电能通过电热转化释放掉，保障检修过程的安全。
[0020]进一步地，在上述设备中，所述驱动板包括驱动电路和功率半导体器件；功率半导体器件的输入侧连接储能接口，输出侧连接电机接口。
[0021]对驱动板的结构进行介绍，驱动板包括驱动电路和功率半导体器件，便于本专利技术的实施。
[0022]进一步地，在上述设备中，还包括前面板，所述前面板设置有用于显示装置运行状态和开关设备运行状态的指示灯。
[0023]装置还包括前面板，在前面板上设置指示灯，从而能够将装置和操作机构的状态直观地显示出来，便于用户就地查看设备状态、动作过程信息。
[0024]本专利技术还提供电机驱动开关设备，包括操作机构和开关本体，操作机构包括驱动
电机，驱动电机传动连接开关本体，其特征在于，还包括上述的电机驱动开关设备的驱动控制装置，电机驱动开关设备的驱动控制装置控制连接驱动电机。
附图说明
[0025]图1为本专利技术装置实施例中驱动控制装置的结构示意图；
[0026]图2为本专利技术装置实施例中驱动控制装置的接口示意图；
[0027]图3为本专利技术装置实施例中驱动控制装置打开前面板时的前视图；
[0028]图4为本专利技术装置实施例中驱动控制装置的前视图；
[0029]图5为本专利技术设备实施例中操作机构元件布置示意图；
[0030]图6为本专利技术设备实施例中操作机构的信号流示意图；
[0031]图7为本专利技术设备实施例中电机驱动开关设备充电回路示意图；
[0032]图8为本专利技术设备实施例中电机驱动开关设备放电回路示意图；
[0033]图9为本专利技术设备实施例中操作机构与开关本体对接示意图；
[0034]图10为本专利技术设备实施例中开关本体机械传动系统示意图。
[0035]图中1为电源板，本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种电机驱动开关设备的驱动控制装置，其特征在于，包括插装在总线板上的电源板、主控板、机构控制板和驱动板；用于给各板卡供电的电源板包括用于连接外部电源的输入电源端口；机构控制板包括开入端口和开出端口，开入端口用于接收分合闸指令和其他设备开关量以实现联锁功能，开出端口用于输出根据驱动电机状态生成的开关量；驱动板包括用于连接储能单元的储能接口和用于连接驱动电机的电机接口；当机构控制板接收到分合闸指令时，根据分合闸指令生成相应的开关量信号发送至主控板，主控板对开关量信号进行处理生成驱动信号发送至驱动板，驱动板根据驱动信号控制所述储能单元释放能量驱动所述驱动电机进行转动。2.根据权利要求1所述的电机驱动开关设备的驱动控制装置，其特征在于，所述主控板包括用于处理开关量信号的开入开出量处理电路和DSP运算电路，所述开入开出量处理电路处理接收到的机构控制板根据分合闸指令生成的开关量信号，计算得到PWM占空比信号发送给驱动板。3.根据权利要求2所述的电机驱动开关设备的驱动控制装置，其特征在于，所述主控板还包括用于采集电机相电流的电流采集电路和用于采集所述储能单元母线电压的电压采集电路。4.根据权利要求3所述的电机驱动开关设备的驱动控制装置，其特征在于，所述主控板还包括用于处理编码器采集到的驱动电机转子位置信号的位置计算电路。5.根据权利要求4所述的电机驱动开关设备的驱动控制装置，其特...

【专利技术属性】
技术研发人员：闫飞越，何保营，刘宇，许家源，何大伟，惠勇锋，郭良超，范乃元，雷琴，井琼琼，路智远，
申请(专利权)人：平高集团有限公司，
类型：发明
国别省市：