[发明专利]真空断路器永磁机构的双线圈变电流控制电路

说明书

技术领域

本发明属于电子应用领域，具体涉及一种真空断路器永磁机构的双线圈变电流控制电路。

背景技术

双稳态永磁机构是针对真空断路器设计的一种新型操动机构，因其高可靠性及分、合闸时间分散性小而受到广泛关注，并且大量应用于中压领域。其主要动作特征为：当分闸或合闸信号发出后，电源给分闸线圈或合闸线圈供电，由线圈产生的电磁力克服反力和永磁保持力，带动铁芯进而驱动断路器触头完成分、合闸操作。当动作完成后，由永磁体提供保持力，使触头处于闭合或者关断的状态。

永磁机构的工作状态可以分为合闸、分闸和保持。在合闸操作过程中，需要给线圈通上足够的电流提供电磁力，克服永磁体的保持力，驱动铁芯动作。如果将现有双稳态永磁机构用于更高电压等级的断路器，因为行程的增大，磁阻增大，需要更大的驱动电流满足断路器的速度特性要求，现有电容供电方式，无法提供如此大的电流，从而限制了永磁机构在高电压等级断路器上的应用。而分闸过程与合闸过程不同，由于断路器反力和超程的存在，会造成启动电流不够，铁芯驱动力突变的问题，使速度特性曲线呈现马鞍型，影响刚分速度。如果突变严重，还有分闸失败的可能性。

分、合闸过程中存在的另一个重要问题是动作时间过长。高电压等级的断路器要求更快的动作速度，在安匝数一定的条件下，为了适当降低电流，只能增大匝数，线圈匝数越多，电感越大，电流上升到动作要求电流的时间也会越长，导致动作时间过长，将会导致分、合闸时间分散性增大，无法满足同步关合的要求。

现有的机构设计，一般关注于结构的合理性，使永磁机构的特性与真空断路器的特性良好配合，但依照传统的单线圈控制策略显然无法克服电流过大，动作时间过长，刚分速度不够的缺陷。

发明内容

本发明的目的在于提出一种能够提高永磁机构运动行程，实现双稳态永磁机构开断高电压等级断路器；优化刚分、刚合速度；减少闭合过程中触头弹跳；降低工作电流及动作时间，实现双线圈供电、可变电流控制的智能型真空断路器永磁机构的双线圈变电流控制电路。

为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：包括与交流电源相连接的整流滤波模块，该整流滤波模块的输出端与充电模块的电流输入端相连接，充电模块的输出端与控制电容的输入端相连接，控制电容的电压反馈端与控制电容检测模块的输入端相连接，电容检测模块的信号输出端与充电模块的信号输入端相连，电容检测模块的另一输出端与用于监控控制电容检测模块状态的中央处理模块的信号输入端相连，控制电容的电流输出端通过功率开关管及电流切换模块与分闸线圈和合闸线圈相连接，分闸线圈和合闸线圈的电流反馈信号通过线圈电流测量模块提供给中央处理模块，中央处理模块9通过驱动模块与功率开关管相连接，用于调节功率开关管的PWM占空比，中央处理模块还与为其提供电源的控制电源相连，用于输入分、合闸操作信号的开关量经过光电隔离输入到中央处理模块。