專利名稱：一種同步永磁操動電氣(器)開關(guān)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種電氣(器)開關(guān)，尤其是同步永磁操動電氣(器)開關(guān)。
背景技術(shù)：
目前，人們?yōu)榱藢﹄姎?器)設(shè)備進(jìn)行投切，常使用機(jī)械開關(guān)。如各種交直流繼電器或交流接觸器或交流斷路器或負(fù)荷開關(guān)或真空斷路器等。但是，這些機(jī)械開關(guān)都有著合或分的單次行程時間聞達(dá)20 50暈秒、分散度2、暈秒的缺陷,如此長的合分閘時間已至少覆蓋了一個正玄波，其所通過的最大工作電流可達(dá)被合分設(shè)備的短路電流。為此，其主觸頭都在額定工作電流的基礎(chǔ)上留有極大地裕量，即短路電量，以備其在合或分閘時能承受的巨大過流能量，尤為在投切容性和感性負(fù)載時，故開關(guān)的制造成本相當(dāng)昂貴。且這種裝置的機(jī)械開關(guān)卻由于合分閘信號器的輸出仍為傳統(tǒng)的人工直接操作信號(如按鈕)或遠(yuǎn)距離的電信號，而不能避免操動的隨機(jī)性，不能充分的發(fā)揮快速功效，進(jìn)而也無法大幅度降低開關(guān)的 成本。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型要解決的技術(shù)問題為克服現(xiàn)有技術(shù)中的不足之處，提供一種能在電壓或電流的過零點(diǎn)進(jìn)行主觸頭合分操作的同步永磁操動電氣(器)開關(guān)。所采用的技術(shù)方案含有線圈和與其電聯(lián)接的合分閘信號器，該開關(guān)還包括一個傳感器和一個合分閘控制部件，所述傳感器的輸入端聯(lián)接電網(wǎng)線路，以輸出線路的電壓或電流或電磁場變化信號；所述合分閘控制部件接收來自所述合分閘信號器與傳感器的輸出信號，而其輸出端與所述的線圈的輸入端聯(lián)接，用于在接到合分閘信號后使所述開關(guān)于電壓或電流過零點(diǎn)時合分。作為技術(shù)方案的進(jìn)一步改進(jìn)，所述的傳感器為電壓傳感器或電流傳感器或霍爾元件或光纖電壓傳感器或光纖電流傳感器；所述的電壓傳感器為電壓互感器或電阻分壓器或電容分壓器；所述的電流傳感器為電流互感器或電流分流器；所述的合分閘控制部件，采用主控制器和驅(qū)動器構(gòu)成形式；所述的主控制器為電壓或電流過零點(diǎn)檢測器。驅(qū)動器為延時觸發(fā)器，用于檢測電壓或電流的過零點(diǎn)，以使所述開關(guān)在過零點(diǎn)時合分；所述的主控器為數(shù)字信號處理器(DSP)，驅(qū)動器為驅(qū)動放大電路，用于將電壓或電流或電磁場信號轉(zhuǎn)換成時間函數(shù)，預(yù)測出下一個過零點(diǎn)時刻，，以使所述開關(guān)在過零點(diǎn)時合分；所述的合分閘信號器為接通電信號的手動按鈕或受控于上位微機(jī)的觸發(fā)器。相對于現(xiàn)有技術(shù)的有益效果是，其一，由于開關(guān)的合分與否除了要有合分閘信號的輸入外，還受控于合分閘控制部件，而該控制部件在接到合分閘信號器送來的信號后，僅在電壓或電流過零點(diǎn)之前(約3毫秒，此為開關(guān)的動作時間)才向線圈提供工作電流，故開關(guān)的主觸頭的合分是在電壓或電流過零點(diǎn)時才進(jìn)行的，這就使主觸頭的關(guān)合消除了合閘閘涌流，避免了對電網(wǎng)的過流沖擊，極大地提高了電流系統(tǒng)的穩(wěn)定性，同時也減少了合閘過電壓，主觸頭的開斷也變的簡單易行，不會產(chǎn)生拉弧現(xiàn)象而影響開關(guān)壽命，大大提高了開關(guān)的開斷能力，極大的降低了機(jī)械開關(guān)的制造和使用的成本，以及維護(hù)保養(yǎng)的費(fèi)用；其二，不論關(guān)合還是開斷，均不會對電網(wǎng)產(chǎn)生任何不利影響，尤為合分的是電容器組或電壓器負(fù)載；其三，將其用于三相電力電網(wǎng)非直接地系統(tǒng)弧光接地過電壓保護(hù)裝置中作為高壓交流接觸器，可在最短時間內(nèi)消除弧光接地產(chǎn)生的不穩(wěn)定狀態(tài)，而避免由弧光接地產(chǎn)生過電壓對電網(wǎng)內(nèi)各種電氣(器)設(shè)備的沖擊損害；其四，由數(shù)字信號處理器(DSP)和驅(qū)動放大電路構(gòu)成的主控器和驅(qū)動器，使合分閘控制部件的控制精度得到提高和便于調(diào)整合分時刻，它可在先轉(zhuǎn)換出傳感器傳來的電壓或電流或電磁場信號的時間函數(shù)基礎(chǔ)上，精確地推算出過零點(diǎn)時刻，在根據(jù)配用開關(guān)永磁操動裝置的機(jī)械開關(guān)的合或分的時間為3毫秒，加上分散度0. I毫秒才2. 9或3. I毫秒的情況，決 定主觸頭的合分時刻，或進(jìn)一步考慮到容性或感性負(fù)載的特殊情況，增加或減小相應(yīng)的延時時間，以達(dá)到最佳的合分效果；其五，僅增設(shè)一個傳感器和一個合分閘控制部件就使得開關(guān)的成本得以大幅度降低，使其性能價格比遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于同類開關(guān)，也高于晶閘開關(guān)，尤為將其用于三相交流系統(tǒng)時更為明顯。
以下結(jié)合附圖
對本實(shí)用新型的優(yōu)選方式作進(jìn)一步詳細(xì)描述。圖I是本實(shí)用新型用于單相時的一種實(shí)施例電路結(jié)構(gòu)原理圖；圖2是圖I中合分閘控制部件的主控器為電壓或電流過零點(diǎn)檢測器，驅(qū)動器為延時觸發(fā)器時的一種電路原理圖；圖3是圖I中合分閘控制部件的主控器為數(shù)字信號處理器(DSP)，驅(qū)動為驅(qū)動放大電路時的一種電路原理圖。
具體實(shí)施方式
實(shí)施例I :參見圖I、圖2，傳感器4選用電壓互感器，其初級經(jīng)熔斷器3跨接于線路兩端、次級與串接在線圈I回路中的合分閘控制部件2聯(lián)接；合分閘控制部件2由主控器和驅(qū)動器構(gòu)成，其中，主控器為電壓或電流過零點(diǎn)檢測器21，它由雙向光電藕合器0PT0IS0、電阻R1、R2組成，雙向光電耦合器0PT0IS0的輸入端與限流電阻Rl串接于傳感器4的輸出回路中、輸出端與合分閘信號器5 —起接與門20，該與門20的輸出端聯(lián)接作為驅(qū)動器的延時觸發(fā)器22的輸入端，延時觸發(fā)器22由電阻R3、電容Cl和三極管BGl組成，延時時間為7毫秒，其輸出端與線圈I聯(lián)接；合分閘信號器5為連接電信號的手動按鈕。使用時，按下作為合分閘信號器5的手動按鈕,合分閘信號與雙向光電稱合器0PT0IS0送來的過零點(diǎn)信號一起使與門20輸出一信號，此信號使延時觸發(fā)器22工作，延時觸發(fā)器22延時7毫秒后接通線圈I的工作電源，使本實(shí)用新型在正玄波的下一個過零點(diǎn)時合分。實(shí)施例2 :參見圖I、圖3，傳感器4選用電阻分壓器，其輸入端經(jīng)熔斷器3跨接于線路兩端、輸出端與串接在線圈I回路中的合分閘控制部件2聯(lián)接；合分閘控制部件2由主控器和驅(qū)動器構(gòu)成，其中，主控器為數(shù)字信號處理器(DSP)，現(xiàn)選用型號為TMS320F28335，它的內(nèi)存中預(yù)存有時間函數(shù)或換算公式，其模擬量輸入口與電阻分壓器的輸出端聯(lián)接，數(shù)字量輸入口接分閘信號器5，輸出端腳與驅(qū)動放大電路24聯(lián)接；驅(qū)動放大電路24為三極管BG2,其輸出端與線圈I聯(lián)接,合分閘信號器5為受控于上位微機(jī)的觸發(fā)器。[0015]使用時，數(shù)字信號處理器(DSP)接到上位微機(jī)發(fā)出的合分閘信號后，分次由傳感器4處將電壓信號輸入，以與內(nèi)存中的時間函數(shù)進(jìn)行分析比較，或依i=Imsin(wt+ f )關(guān)系式，用解三元一次方程的換算公式將分三次輸入的電流信號的時間函數(shù)求出，并由求得的時間函數(shù)計(jì)算出過零點(diǎn)時刻，再減去開關(guān)的動作時間和分散度后得到延遲時間，當(dāng)延遲時間到時就啟動驅(qū)動放大電路24去接通線圈I的工作電源，使本實(shí)用新型在過零點(diǎn)時合分閘。當(dāng)系統(tǒng)電流大于設(shè)定的短路動作電流后。由傳感器4采集的電流信號轉(zhuǎn)化為電壓信號，由AD (模擬量到數(shù)字量的轉(zhuǎn)換芯片)采集此電壓信號。變?yōu)榭捎?jì)算的數(shù)字信號。由高速的數(shù)字信號處理器(DSP)進(jìn)行進(jìn)行計(jì)算。在短路發(fā)生后的5ms內(nèi)，可以計(jì)算出系統(tǒng)中電流的周期分量和非周期分量。參考的短路電流方程I = Iml*sint(wt)+Im2*exp(-t/T),并且預(yù)測第一過零和第二過零時刻。提高了過零預(yù)測的準(zhǔn)確性，同時為開關(guān)的可靠分?jǐn)嗵峁┝吮Ｕ?。本?shí)用新型也可用于三相交流系統(tǒng)，它僅是在分別啟動三只驅(qū)動器工作的時序上略有不同，單這對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來說是顯而易見的變換均落在本實(shí)用新型的保護(hù) 范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求1.一種同步永磁操動電氣(器)開關(guān)，含有線圈(I)和與其電聯(lián)接的合分閘信號器(5)，其特征在于該開關(guān)還包括一個傳感器(4)和一個合分閘控制部件(2)，所述傳感器(4)的輸入端聯(lián)接電網(wǎng)線路，以輸出線路的電壓或電流或電磁場變化信號；所述合分閘控制部件(2)接收來自所述合分閘信號器(5)與傳感器(4)的輸出信號，而其輸出端與所述線圈(I)的輸入端聯(lián)接，用于在接到合分閘信號后使開關(guān)關(guān)于電壓或電流過零點(diǎn)時合分。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的同步永磁操動電氣(器)開關(guān)，其特征在于所述傳感器(4)為電壓傳感器或電流傳感器或霍爾元件或光纖電壓傳感器或光纖電流傳感器。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的同步永磁操動電氣(器)開關(guān)，其特征在于所述電壓傳感器為電壓互感器或電阻分壓器或電容分壓器。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的同步永磁操動電氣(器)開關(guān)，其特征在于所述電流傳感器為電流互感器或電流分流器。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的同步永磁操動電氣(器)開關(guān)，其特征在于所述的合分閘控制部件(2 )，采用主控制器和驅(qū)動器構(gòu)成的形式。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的同步永磁操動電氣(器)開關(guān)，其特征在于所述主控制器為電壓或電流過零點(diǎn)檢測器(21)，驅(qū)動器為延時觸發(fā)器(22)，用于檢測電壓或電流的過零點(diǎn)，以使開關(guān)在過零點(diǎn)時合分。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的同步永磁操動電氣(器)開關(guān)，其特征在于所述主控制器為數(shù)字信號處理器(DSP)，選用型號為TMS320F28335 ;所述驅(qū)動器為驅(qū)動放大電路(24)，采用三極管BG2，其輸出端與線圈(I)聯(lián)接。
8.根據(jù)權(quán)利要求I所述的同步永磁操動電氣(器)開關(guān)，其特征在于所述合分閘信號器(5)為接通電信號的手動按鈕或受控于上位微機(jī)的觸發(fā)器。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種同步永磁操動電氣(器)開關(guān)，含有線圈和與其電聯(lián)接的合分閘信號器，該開關(guān)還包括傳感器和合分閘控制部件，傳感器的輸入端聯(lián)接所述開關(guān)所接的線路，以輸出線路的電壓或電流或電磁場變化信號，合分閘控制部件接收來自合分閘信號器與傳感器的輸出信號，而其輸出端與線圈的輸入端聯(lián)接，用于在接到合分閘信號后使所述開關(guān)于電壓或電流過零點(diǎn)時合分；所述的合分閘控制部件由主控制器和驅(qū)動器構(gòu)成，所述的主控制器為電壓或電流過零點(diǎn)檢測器或數(shù)字信號處理器(DSP)，驅(qū)動器為延時觸發(fā)器或驅(qū)動放大電路。本實(shí)用新型可廣泛地用于控制各種電氣(器)設(shè)備的合分。
文檔編號H02H3/08GK202488088SQ20122007592
公開日2012年10月10日 申請日期2012年3月2日 優(yōu)先權(quán)日2012年3月2日
發(fā)明者王川 申請人:合肥麥斯韋舜捷電力科技有限公司