[实用新型]基于IGBT的永磁机构控制器

说明书

【技术领域】

本实用新型涉及一种控制装置，特别涉及一种基于IGBT的永磁机构控制器，其应用于短路冲击发电机试验系统中作为限压开关控制器。

【背景技术】

永磁机构真空断路器具有体积小、重量轻、机构简单、操作可靠、寿命长、免维护等特点，是断路器发展过程中一次质的飞跃。永磁操动机构必须要在控制器驱动下才能实现断路器分合操作，因此，控制器的性能优劣直接影响断路器的性能。

厂用备用电源主要用于事故情况失去工作电源时，起后备作用，备用电源应保证其独立性与可靠性，并且具有足够的供电容量。短路冲击发电机试验系统中二次备用电源为蓄电池提供的直流电，在停电等事故情况下，要保证限压开关可靠投入，就需要一种全部由直流电源供电的控制器。

传统的永磁机构控制器大多以单片机和一些专用芯片为核心，控制精度能满足短路冲击发电机试验系统的要求，但在强电磁场干扰的环境中容易误动。采用直流接触器虽然可以避免误动作，但由于直流电流没有过零点难以熄弧，接触器节点很容易烧蚀粘连。

【实用新型内容】

本实用新型的目的在于提供一种基于IGBT的永磁机构控制器，能在仅用备用直流电源情况下可靠工作。

为了实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案：

一种基于IGBT的永磁机构控制器，包括PLC、电力电子驱动模块、电源模块和电容器组；所述电容器组连接电源模块和电力电子驱动模块；PLC连接电力电子驱动模块。

本实用新型进一步的改进在于：所述电源模块为直流电源。

本实用新型进一步的改进在于：外部电源、信号输入和内部电路均为直流。

本实用新型进一步的改进在于：电容器组包括第一电解电容C1和第二电解电容C2；电力电子驱动模块包括分闸回路和合闸回路；合闸回路包括IGBT1、第一二极管D1、保护电阻R₀、保护电容C₀、IGBT2和第二二极管D2。分闸回路包括分闸回路限流电阻R、第一分闸开关K1和第二分闸开关K2；分闸回路和合闸回路共用分/合闸线圈Q；第一合闸回路电阻R11一端连接直流电源正极，另一端连接第一电解电容C1的正极和IGBT1的正极；IGBT1的负极连接第一二极管D1的正极，第一二极管D1的负极连接保护电阻R₀的一端，保护电阻R₀的另一端连接第二二极管D2的负极，第二二极管D2的正极连接IGBT2的正极；第二合闸回路电阻R12一端连接直流电源负极，另一端连接第一电解电容C1的负极和IBGT2的负极；保护电容C₀和分/合闸线圈Q与保护电阻R₀并联；第一分闸回路电阻R21一端连接直流电源正极，另一端连接第二电解电容C2正极和分闸回路限流电阻R一端，分闸回路限流电阻R的另一端通过第一分闸开关K1连接分/合闸线圈Q一端，分/合闸线圈Q的另一端通过第二分闸开关K2连接第二电解电容C2的负极和第二分闸回路电阻R22一端，第二分闸回路电阻R22的另一端连接直流电源负极。

本实用新型进一步的改进在于：PLC连接IGBT1和IGBT2的控制极。

本实用新型进一步的改进在于：PLC通过光电隔离连接IGBT1和IGBT2的控制极。

本实用新型进一步的改进在于：所述电源模块核心为隔离型DC/DC开关电源。

与现有技术相比，本实用新型有益效果在于：本永磁机构控制器所有外部电源、信号输入和内部电路均为直流，能在仅用备用直流电源情况下可靠工作；最关键的电力电子驱动模块选用大容量IGBT，具备以下优点：

1.无机械零部件，由固化器件完成触点功能，切换速度可达几毫秒，分散性小；

2.无运动零部件，能在高冲击，振动的环境下工作；

3.击穿电压可达1200V，饱和电流大于80A，适用范围大；

4.无输入“线圈”，无触点燃弧和回跳，减少了电磁干扰。

本实用新型运行在短路冲击发电机试验系统这样一个由于开关大电流而产生的强电磁干扰环境中，另外，关合和开断过程中电容充放电亦会产生幅值很大的脉冲电压和脉冲电流，会通过电源通道耦合到控制器自身；在实用新型中采取以下措施提高控制器的抗干扰能力：

1.采用隔离型DC/DC开关电源作为电源模块，防止来自电源侧的传导干扰；

2.以PLC为核心的智能控制模块，现场I/O接口中本身具有光电耦合电路，与远方计算机控制均通过光纤传输，能适应各种恶劣的运行环境，抗干扰能力强，可靠性强。