一种智能断路器永磁操动机构的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种智能断路器永磁操动机构，包括永磁机构、充电电容、断路器灭弧室、可控开关，所述充电电容与可控开关串联，所述充电电容为多个并联；所述永磁机构设置分闸线圈及合闸线圈，所述充电电容通过晶闸管开关、续流二极管分别于分闸线圈及合闸线圈形成闭合回路；所述永磁机构通过出力杆、柺臂、固定铰链与断路器灭弧室连接。本发明通过由原来单一电容放电变成多个电容相互配合放电，每个电容都由各自的可控开关控制。这种模式既可以实现操作智能化，又可以增加永磁操动机构的行程。
【专利说明】一种智能断路器永磁操动机构
【技术领域】
[0001]本发明涉及永磁断路器的控制技术，特别涉及一种智能断路器永磁操动机构。
【背景技术】
[0002]近年来，随着智能断路器和断路器智能化概念的不断引导和现代电子技术及计算机技术的发展，特别是永磁技术的实现，使得断路器的智能化取得了突破性进展。永磁断路器以其高性能、高可靠、免维护、开断能力强、分合闸速度快等优势，在电力系统中得到大规模应用。
[0003]具有智能操作的断路器工作原理如图I所示。高压断路器操作智能化的实现主要包括三个过程：数据采集、智能识别和执行机构对断路器的控制。执行机构对断路器的控制这一过程由能接收定量控制信息的部件和驱动执行器实现，主要是通过调整操动机构的参数，以便改变每次操作时的运动特性。对于永磁操动机构，可以通过调节流过线圈的电流特性来实现。
[0004]目前，能够实现操作智能化的产品并不多见，这是因为高压断路器操作智能化需要两个方面作为基础，一是智能化控制与检测诊断功能，二是断路器本身自适应动作特性的改进。目前在中高压断路器中，只能做到操动机构动作速度的分级调节，即大量额定电流以下的操作实现慢速开断，而次数不多的故障电流和电容电流的开断以快速开断的分级方案实现速度分级可控调节，但是该操作过程亦不能实现全过程可控调节。就动作过程而言，目前大部分断路器都采取开环控制，且不能准确跟踪触头动作速度或位移，这使得实现智能断路器基础的前提条件(动作过程完全可控）几乎不能实现。为了改变这种现状，国内外有学者分别针对不同的操动机构实现了部分控制。如针对永磁操动机构提出利用电力电子开关器件实现运动过程分阶段控制。虽然得到较好结果，但是其控制系统仍为开环控制，并不能实现给定预期动作曲线的准确跟踪。
【发明内容】
[0005]本发明的目的是提供一种结构简单、可实现智能化的永磁操动机构。永磁机构的动力来源于通电线圈和铜盘之间的作用力，其作用特性与线圈电流的特性有着直接的关系。因此，要改变电磁力的作用特性，可以通过改变线圈电流来实现，可以通过改变电源的特性（即充电电容）来实现对线圈电流以及电磁力的控制。
[0006]本发明解决上述技术问题所采用的技术方案如下：一种智能断路器永磁操动机构，包括永磁机构、充电电容、断路器灭弧室、可控开关，所述充电电容与可控开关串联，所述充电电容为多个并联；所述永磁机构设置分闸线圈及合闸线圈，所述充电电容通过晶闸管开关、续流二极管分别与分闸线圈及合闸线圈形成闭合回路；所述永磁机构通过出力杆、柺臂、固定铰链与断路器灭弧室连接。
[0007]所述永磁机构设置静铁芯、动铁芯、永磁体；
[0008]所述断路器灭弧室设置静触头、动触头及触头弹簧。[0009]断路器合闸、分闸动作原理：当断路器处于分闸位置，此时晶闸管VTl处于导通状态，VT2、VT3均处于截止状态，直流电压U通过VTl向电容充电，电容C经VT3向合闸线圈放电，机构动铁心经由力杆，拐臂，触头弹簧带动灭弧室动触头运动完成合闸动作。此时去掉VT3的触发信号使之截止，续流二极管VD2为线圈中电感储存的能量提供续流通路。同理，当VT2导通时，电容C对分闸线圈放电，使断路器完成分闸动作。
[0010]当系统空载时，系统允许以较低的速度开断，此时可以仅使用一个电容进行放电，动作过程如前面所示，触头开始时获得很大的加速度，但是当速度增加到一定值后，加速度明显减小，可以使触头以较低的速度分合闸，减小了机械磨损和震荡。
[0011]当系统出现短路故障时，高压断路器需要以最快的速度将线路断开。首先由一个充电电容器放电，触头将会获得很大的加速度，这样就使得触头可以迅速把速度提高。当电磁力达到极大值以后，开始迅速下降，加速度随之降低，逐渐不能满足快速性的要求。此时，在控制开关的作用下，第一个电容的开关关闭，第二个电容开关打开，第二个电容开始放电，通电线圈又获得了较大的电流，从而使电磁力再次上升。采用多个电容器配合使用的方法，依次使各个电容放电，始终给触头一个较大的加速度，满足开断的快速性要求。
[0012]有益效果：本发明通过由原来单一电容放电变成多个电容相互配合放电，每个电容都由各自的可控开关控制。这种模式既可以实现操作智能化，又可以增加永磁操动机构的行程。
【专利附图】
【附图说明】
[0013]图I为断路器智能控制原理图
[0014]图2为本发明结构示意图
[0015]其中，I-永磁机构2-充电电容3-断路器灭弧室4-可控开关5-出力杆6-拐臂7-固定铰链11-分闸线圈12-合闸线圈13-静铁芯14-动铁芯15-永磁体31-静触头32-动触头33-触头弹簧
【具体实施方式】
[0016]下面结合附图对本发明进一步说明。如图2所示，一种智能断路器永磁操动机构，包括永磁机构I、充电电容2、断路器灭弧室3、可控开关4，所述充电电容2与可控开关4串联，所述充电电容2为多个并联；所述永磁机构I设置分闸线圈11及合闸线圈12，所述充电电容2通过晶闸管开关、续流二极管分别与分闸线圈11及合闸线圈12形成闭合回路；所述永磁机构I通过出力杆5、柺臂6、固定铰链7与断路器灭弧室3连接。所述永磁机构I设置静铁芯13、动铁芯14、永磁体15 ；
[0017]所述灭断路器弧室3设置静触头31、动触头32及触头弹簧33。
【权利要求】
1.一种智能断路器永磁操动机构，包括永磁机构、充电电容、断路器灭弧室、可控开关，其特征在于，所述充电电容与可控开关串联，所述充电电容为多个并联；所述永磁机构设置分闸线圈及合闸线圈，所述充电电容通过晶闸管开关、续流二极管分别与分闸线圈及合闸线圈形成闭合回路；所述永磁机构通过出力杆、柺臂、固定铰链与断路器灭弧室连接。
2.根据权利要求I所述的一种智能断路器永磁操动机构，其特征在于，所述永磁机构设置静铁芯、动铁芯、永磁体。
3.根据权利要求I所述的一种智能断路器永磁操动机构，其特征在于，所述断路器灭弧室设置静触头、动触头及触头弹簧。
【文档编号】H01H33/38GK103560040SQ201310551714
【公开日】2014年2月5日 申请日期:2013年11月8日 优先权日:2013年11月8日
【发明者】雍少银 申请人:宁夏天地经纬电力设备工程有限公司