CN102664122B - 一种真空断路器永磁操作机构的控制器 - Google Patents
一种真空断路器永磁操作机构的控制器 Download PDFInfo
- Publication number
- CN102664122B CN102664122B CN201210173333.5A CN201210173333A CN102664122B CN 102664122 B CN102664122 B CN 102664122B CN 201210173333 A CN201210173333 A CN 201210173333A CN 102664122 B CN102664122 B CN 102664122B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- module
- circuit
- controller
- operating mechanism
- breaker permanent
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 title claims abstract description 24
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 claims abstract description 32
- 238000002955 isolation Methods 0.000 claims abstract description 26
- 230000005389 magnetism Effects 0.000 claims description 11
- 230000008878 coupling Effects 0.000 claims description 3
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 claims description 3
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 claims description 3
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 claims description 3
- 230000000087 stabilizing effect Effects 0.000 claims description 2
- 230000008901 benefit Effects 0.000 abstract description 2
- 238000000034 method Methods 0.000 abstract 3
- 238000004146 energy storage Methods 0.000 abstract 1
- 238000009413 insulation Methods 0.000 abstract 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 4
- 230000006870 function Effects 0.000 description 4
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 2
- 238000009825 accumulation Methods 0.000 description 1
- 230000009471 action Effects 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 230000008859 change Effects 0.000 description 1
- 230000006837 decompression Effects 0.000 description 1
- 230000007812 deficiency Effects 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
Landscapes
- Driving Mechanisms And Operating Circuits Of Arc-Extinguishing High-Tension Switches (AREA)
- Valves And Accessory Devices For Braking Systems (AREA)
Abstract
本发明涉及电力保护控制领域，尤其涉及一种真空断路器永磁操作机构的控制器，包括：MSP430单片机核心芯片、两个隔离模块、指示灯信号输出模块、IGBT分合闸驱动模块、IGBT限流电路、真空断路器永磁线圈、电容充电管理电路、分合闸储能电容模块、外部看门狗模块、电源管理模块、本安信号输入模块、本安限流处理电路、第一外部电源输入处理模块、第二外部电源输入处理模块。本发明的有益效果：该控制器控制灵活、成本低、体积小、具有完全的高低压电气隔离、本安的输入控制信号、完善的保护措施、以及防单片机跑飞的电路，解决了现有技术中存在的问题。
Description
技术领域
本发明涉及电力保护控制领域，尤其涉及一种真空断路器永磁操作机构的控制器。
背景技术
永磁操动机构真空断路器具有体积小、重量轻、结构简单、操作可靠、寿命长、免维护等特点，代表了断路器质量的一个飞跃，具有广阔的发展前景。永磁操动机构必须要在控制器的驱动下才能实现开关的分合操作，因此，控制器的性能优劣对断路器的性能有很大的影响，要保证断路器的可靠工作，就必须要有一个可靠的控制器，可以说控制器是永磁操动机构真空断路器的核心器件之一。
前国内外真空断路器永磁操作机构的控制器采用的实现方案有3种：
1.采用分立元件设计。分立元件设计优点是全硬件实现，但功能少、性能受限、电路复杂、缺乏灵活性，现在在一些老产品及现有工况中还大量使用。
2.采用EDA技术(Electronic Design Automation电子设计自动化)。EDA技术是采用FPGA(Field Progrrammable Gate Array)和CPLD(ComplexProgrammable Logic Device)器件做成一个控制运行的专用芯片，该项技术的特点是以以纯硬件的方式实现全部的电子控制功能，用硬件描述语言编程，程序不易跑飞，但是结构较复杂，控制成本较高，灵活性较单片机控制差。
3.采用单片机设计。单片机方案主要采用软件编程，功能强，灵活性好，成本较低，不足之处是强干扰情况下存在飞程序问题，即CPU的指令地址指针在外部强干扰下，容易发生指令跑飞。
发明内容
本发明为克服现有技术中存在的不足之处，目的在于提供一种新型的真空断路器永磁操作机构的控制器，该控制器控制灵活、成本低、体积小，具有完全的高低压电气隔离、本安的输入控制信号、完善的保护措施，以及防单片机跑飞的电路，解决了现有技术中存在的问题。
本发明是通过以下的技术手段达到上述目的：一种真空断路器永磁操作机构的控制器，包括：MSP430单片机核心芯片、两个隔离模块、指示灯信号输出模块、IGBT分合闸驱动模块、IGBT限流电路、真空断路器永磁线圈、电容充电管理电路、分合闸储能电容模块、外部看门狗模块、电源管理模块、本安信号输入模块、本安限流处理电路、第一外部电源输入处理模块、第二外部电源输入处理模块；所述的MSP430单片机核心芯片分别与外部看门狗模块、电源管理模块、IGBT限流电路、两个隔离模块连接；一个隔离模块与本安信号输入模块连接，本安信号输入模块与本安限流处理电路连接，本安限流处理电路与第一外部电源输入处理模块连接；另一个隔离模块与指示灯信号输出模块连接，指示灯信号输出模块由第一外部电源输入处理模块提供电源；另一个隔离模块还与IGBT分合闸驱动模块连接，在第一外部电源输入处理模块的电源提供下，输出分合闸信号经过IGBT分合闸驱动模块，直接控制真空断路器永磁线圈；IGBT限流电路与IGBT分合闸驱动模块连接，采集IGBT工作时的电流，将信号传输给MSP430单片机核心芯片与电容充电管理电路；电容充电管理电路在第二外部电源输入处理模块的电源提供下，将信号传输给分合闸储能电容模块；分合闸储能电容模块与真空断路器永磁线圈连接。
所述的MSP430单片机核心芯片内有超过4K的FLASH存储器，512B的RAM，足够多的输入输出端口，性能稳定，超低功耗，且具有很高的抗干扰性。
所述的隔离电路为光耦隔离电路，隔离强电产生的干扰信号。
所述的分合闸储能电容模块分为分闸储能电容组和合闸储能电容组，使真空断路器永磁线圈在合闸后能够马上分开，保证了在紧急情况下分闸的可靠性。分闸储能电容组和合闸储能电容组，采用多个小电容并联方式，有效地减小了安装尺寸。
所述的本安信号输入模块将外部信号采用两级电阻限流的方式做本安处理，为在复杂环境下信号的输入提供安全保证。
所述的外部看门狗模块由全硬件组成，保证了外部看门狗模块的独立性。
所述的电源管理模块，外部输入6V～14V交流电源，整流稳压后提供5V给隔离模块内侧部分电路，经稳压后提供3.3V电压给MSP430单片机核心芯片；还完成过压欠压信号的采集，并将结果输出到MSP430单片机核心芯片。
所述的第二外部电源输入处理模块接收外部100V～141V交流电源，经过整流及过压过流保护措施后直接提供给电容充电管理电路。
所述的第一外部电源输入处理模块接收外部输入14V～28V交流电源，经过整流稳压后提供18V直流电源。
本发明的有益效果：该控制器控制灵活、成本低、体积小、具有完全的高低压电气隔离、本安的输入控制信号、完善的保护措施、以及防单片机跑飞的电路，解决了现有技术中存在的问题。
附图说明
图1是本发明的结构示意图。
具体实施方式
下面结合具体实施对本发明进行进一步描述，但本发明的保护范围并不仅限于此：
如图1所示，一种真空断路器永磁操作机构的控制器，包括：MSP430单片机核心芯片、两个隔离模块、指示灯信号输出模块、IGBT分合闸驱动模块、IGBT限流电路、真空断路器永磁线圈、电容充电管理电路、分合闸储能电容模块、外部看门狗模块、电源管理模块、本安信号输入模块、本安限流处理电路、第一外部电源输入处理模块、第二外部电源输入处理模块；所述的MSP430单片机核心芯片分别与外部看门狗模块、电源管理模块、IGBT限流电路、两个隔离模块连接；一个隔离模块与本安信号输入模块连接，本安信号输入模块与本安限流处理电路连接，本安限流处理电路与第一外部电源输入处理模块连接；另一个隔离模块与指示灯信号输出模块连接，指示灯信号输出模块由第一外部电源输入处理模块提供电源；另一个隔离模块还与IGBT分合闸驱动模块连接，在第一外部电源输入处理模块的电源提供下，输出分合闸信号经过IGBT分合闸驱动模块，直接控制真空断路器永磁线圈；IGBT限流电路与IGBT分合闸驱动模块连接，采集IGBT工作时的电流，将信号传输给MSP430单片机核心芯片与电容充电管理电路；电容充电管理电路在第二外部电源输入处理模块的电源提供下，将信号传输给分合闸储能电容模块；分合闸储能电容模块与真空断路器永磁线圈连接。
所述的MSP430单片机核心芯片内有超过4K的FLASH存储器，512B的RAM，足够多的输入输出端口，性能稳定，超低功耗，且具有很高的抗干扰性。MSP430单片机核心芯片负责所有输入输出信号的处理，分合闸动作的管理，它接收外部输入的分闸或合闸信号及故障信号输入、过压欠压信号的输入。
所述的隔离电路为光耦隔离电路，隔离强电产生的干扰信号。
所述的分合闸储能电容模块分为分闸储能电容组和合闸储能电容组，使真空断路器永磁线圈在合闸后能够马上分开，保证了在紧急情况下分闸的可靠性。分闸储能电容组和合闸储能电容组，采用多个小电容并联方式，有效地减小了安装尺寸。
所述的本安信号输入模块将外部信号采用两级电阻限流的方式做本安处理，为在复杂环境下信号的输入提供安全保证。
所述的外部看门狗模块由全硬件组成，由MAX706做主芯片，保证了外部看门狗模块的独立性、可靠性和安全性。
所述的第二外部电源输入处理模块接收外部100V～141V交流电源，经过整流及过压过流保护措施后直接提供给电容充电管理电路。
所述的第一外部电源输入处理模块接收外部输入14V～28V交流电源，经过整流稳压后提供18V直流电源。
电容充电管理电路，在分合闸储能电容末充满时进行充电，在充满或有故障情况下，断开分合闸储能电容的充电电路。
IGBT限流电路，采集IGBT工作时的电流，当IGBT驱动电路中流过一定电流的时候，限流电路发生作用，关断储能电容充电电路，同时把信号传给MSP430核心芯片，保证在发生IGBT击穿等一类故障后，储能电容放电电路工作，防止电流过大，遏制故障扩大化，让用户有足够的故障处理时间。
根椐IGBT驱动模块相应部分的导通，接通相应分闸或合闸储能电容和永磁真空继路器操作机构的分合闸线圈，来实现永磁真空继路器操作机构的分闸或合闸。
当有故障发生或接收到故障信号时，由MSP430核心芯片控制发出分闸信号控制分闸，当失压或欠压达到一定时间时，也由发出由MSP430核心芯片控制发出分闸信号控制分闸。
以上的所述乃是本发明的具体实施例及所运用的技术原理，若依本发明的构想所作的改变，其所产生的功能作用仍未超出说明书及附图所涵盖的精神时，仍应属本发明的保护范围。
Claims (9)
1.一种真空断路器永磁操作机构的控制器，其特征在于包括：MSP430单片机核心芯片、两个隔离模块、指示灯信号输出模块、IGBT分合闸驱动模块、IGBT限流电路、真空断路器永磁线圈、电容充电管理电路、分合闸储能电容模块、外部看门狗模块、电源管理模块、本安信号输入模块、本安限流处理电路、第一外部电源输入处理模块、第二外部电源输入处理模块；所述的MSP430单片机核心芯片分别与外部看门狗模块、电源管理模块、IGBT限流电路、两个隔离模块连接；一个隔离模块与本安信号输入模块连接，本安信号输入模块与本安限流处理电路连接，本安限流处理电路与第一外部电源输入处理模块连接；另一个隔离模块与指示灯信号输出模块连接，指示灯信号输出模块由第一外部电源输入处理模块提供电源；另一个隔离模块还与IGBT分合闸驱动模块连接，在第一外部电源输入处理模块的电源提供下，输出分合闸信号经过IGBT分合闸驱动模块，直接控制真空断路器永磁线圈；IGBT限流电路与IGBT分合闸驱动模块连接，采集IGBT工作时的电流，将信号传输给MSP430单片机核心芯片与电容充电管理电路；电容充电管理电路在第二外部电源输入处理模块的电源提供下，将信号传输给分合闸储能电容模块；分合闸储能电容模块与真空断路器永磁线圈连接。
2.根据权利要求1所述的一种真空断路器永磁操作机构的控制器，其特征在于隔离电路为光耦隔离电路，隔离强电产生的干扰信号。
3.根据权利要求1所述的一种真空断路器永磁操作机构的控制器，其特征在于所述的分合闸储能电容模块分为分闸储能电容组和合闸储能电容组。
4.根据权利要求3所述的一种真空断路器永磁操作机构的控制器，分闸储能电容组和合闸储能电容组，采用多个小电容并联方式。
5.根据权利要求1所述的一种真空断路器永磁操作机构的控制器，其特征在于所述的本安信号输入模块采用两级电阻限流的方式。
6.根据权利要求1所述的一种真空断路器永磁操作机构的控制器，其特征在于所述的外部看门狗模块由全硬件组成。
7.根据权利要求1所述的一种真空断路器永磁操作机构的控制器，其特征在于所述的电源管理模块，外部输入6V～14V交流电源，整流稳压后提供5V给隔离模块内侧部分电路；5V再次稳压后提供3.3V电压给MSP430单片机核心芯片；还完成过压欠压信号的采集，并将结果输出到MSP430单片机核心芯片。
8.根据权利要求1所述的一种真空断路器永磁操作机构的控制器，其特征在于所述的第二外部电源输入处理模块接收外部100V～141V交流电源，经过整流及过压过流保护措施后直接提供给电容充电管理电路。
9.根据权利要求1-8任一权利要求所述的一种真空断路器永磁操作机构的控制器，其特征在于所述的第一外部电源输入处理模块接收外部输入14V～28V交流电源，经过整流稳压后提供18V直流电源。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201210173333.5A CN102664122B (zh) | 2012-05-24 | 2012-05-24 | 一种真空断路器永磁操作机构的控制器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201210173333.5A CN102664122B (zh) | 2012-05-24 | 2012-05-24 | 一种真空断路器永磁操作机构的控制器 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN102664122A CN102664122A (zh) | 2012-09-12 |
| CN102664122B true CN102664122B (zh) | 2014-08-20 |
Family
ID=46773583
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201210173333.5A Expired - Fee Related CN102664122B (zh) | 2012-05-24 | 2012-05-24 | 一种真空断路器永磁操作机构的控制器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN102664122B (zh) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103123882B (zh) * | 2013-02-26 | 2015-02-11 | 滁州学院 | 双稳态永磁真空断路器智能控制器 |
| CN104777776B (zh) * | 2015-04-03 | 2016-08-24 | 滁州学院 | 永磁真空断路器的监控系统 |
| CN106444457A (zh) * | 2016-11-10 | 2017-02-22 | 深圳市国立智能电力科技有限公司 | 永磁真空断路器控制装置 |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN201946497U (zh) * | 2010-12-14 | 2011-08-24 | 深圳市金博联电力技术有限公司 | 一种真空开关单稳态永磁机构自适应控制器 |
| CN102426973A (zh) * | 2011-08-29 | 2012-04-25 | 上海振华港机（集团）宁波传动机械有限公司 | 一种高压真空断路器 |
| CN202712047U (zh) * | 2012-05-24 | 2013-01-30 | 费江海 | 一种真空断路器永磁操作机构的控制器 |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7133271B2 (en) * | 2003-12-23 | 2006-11-07 | Mcgraw-Edison Company | Switchgear with embedded electronic controls |
-
2012
- 2012-05-24 CN CN201210173333.5A patent/CN102664122B/zh not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN201946497U (zh) * | 2010-12-14 | 2011-08-24 | 深圳市金博联电力技术有限公司 | 一种真空开关单稳态永磁机构自适应控制器 |
| CN102426973A (zh) * | 2011-08-29 | 2012-04-25 | 上海振华港机（集团）宁波传动机械有限公司 | 一种高压真空断路器 |
| CN202712047U (zh) * | 2012-05-24 | 2013-01-30 | 费江海 | 一种真空断路器永磁操作机构的控制器 |
Non-Patent Citations (2)
| Title |
|---|
| 张龙等.采用单片机控制的断路器永磁操作机构控制系统.《国外电子测量技术》.2003,(第3期), |
| 采用单片机控制的断路器永磁操作机构控制系统;张龙等;《国外电子测量技术》;20030331(第3期);第11-12、14页 * |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN102664122A (zh) | 2012-09-12 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN102148529A (zh) | 向断路器控制单元智能供电的控制装置及其控制方法 | |
| CN102541144B (zh) | 交直流通用固态功率控制器的实现方法及控制器 | |
| CN101447660B (zh) | 通用低压断路器自动重合闸控制器 | |
| CN102664122B (zh) | 一种真空断路器永磁操作机构的控制器 | |
| CN203326653U (zh) | 太阳能蓄电池充电电路 | |
| CN105984400A (zh) | 一种车载电源开关装置 | |
| CN201994717U (zh) | 向断路器控制单元智能供电的控制装置 | |
| CN206559074U (zh) | 一种供电电路及移动终端 | |
| CN202712047U (zh) | 一种真空断路器永磁操作机构的控制器 | |
| CN201130844Y (zh) | 一种用于低压断路器的自动重合闸控制装置 | |
| CN103578803A (zh) | 双向永磁机构驱动控制装置 | |
| CN203643814U (zh) | 数字量输出电路和数字量输出板卡 | |
| CN202649916U (zh) | 用于计算机主板+3.3v以及+5v的时序控制电路 | |
| CN206992763U (zh) | 一种高压电容充电及放电装置 | |
| CN204928095U (zh) | 智能功率模块的保护电路 | |
| CN203632211U (zh) | 一种可自恢复的短路保护装置 | |
| CN103312025A (zh) | 一种智能电源控制系统 | |
| CN203553879U (zh) | 三相电压监控继电器 | |
| CN205565707U (zh) | 固态功率控制器 | |
| CN201780474U (zh) | 基于专用芯片的永磁操动机构智能控制器 | |
| CN103971984A (zh) | 智能真空断路器 | |
| CN203859056U (zh) | 智能真空断路器 | |
| CN206195352U (zh) | 一种柱上断路器成套操作电源系统 | |
| CN206272139U (zh) | 一种配电终端的电子式防跳及分、合闸监视装置 | |
| CN106410658B (zh) | 一种配电终端的电子式防跳及分、合闸监视装置 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| ASS | Succession or assignment of patent right |
Owner name: ZHEJIANG PENGDA ELECTRIC CO., LTD. Free format text: FORMER OWNER: FEI JIANGHAI Effective date: 20140805 |
|
| C41 | Transfer of patent application or patent right or utility model | ||
| TR01 | Transfer of patent right |
Effective date of registration: 20140805 Address after: 322200, No. 368, Red Avenue, Pujiang Economic Development Zone, Zhejiang Patentee after: Zhejiang Pengda Electric Co Ltd Address before: 322200 Zhejiang Hengtai Technology Co., Ltd., 288 Red Avenue, Pujiang Economic Development Zone, Zhejiang, China Patentee before: Fei Jianghai |
|
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20140820 Termination date: 20150524 |
|
| EXPY | Termination of patent right or utility model |