[发明专利]基于角位移控制的高压断路器电机操动机构控制装置

说明书

技术领域

本发明属于高压断路器电机操动机构控制技术领域，更具体地说是一种基于角位移控制的高压断路器电机操动机构控制装置。

背景技术

断路器在电力系统起到对电力系统开断的作用，它能否正常稳定的工作对电网的安全稳定运行起到决定性的作用。随着电压等级的提高，人们对高压断路器分合闸速度以及分合闸速度的控制都提出了要求，电机操动机构克服了传动操动机构的非线性和难以控制的缺点，具有易于实现大转动惯量、分合闸速度的全程控制的性能。高压断路器电机操动机构是断路器操动机构发展的一个重要方向。本发明就是应用于控制高压断路器电机操动机构，实现对分合闸速度的全程控制，同时控制面板的引入可以清楚直观实现对相关参数的修改。目前数字信号处理技术已经收到广泛重视，利用数字信号处理技术实现对高压断路器分合闸的控制。

发明内容

发明目的

本发明的目的在于为高压断路器电机操动机构提供一种控制装置，利用检测安装在电机上的角位移传感器输出的信号改变PWM的频率和占空比以及控制器发出的PWM顺序，进而改变加在电机上面的电压和电机电流的导通顺序以及加在IGBT上的有效电压，实现对高压断路器分合闸速度的控制。

技术方案

本发明是通过以下技术方案来实现的：

一种基于角位移控制的高压断路器电机操动机构控制装置，其特征在于：包括电源模块、角位移传感器模块、信号调理模块、AD转换模块、电平转换模块、数据处理模块、隔离驱动模块、升压模块、IGBT模块、液晶显示模块以及面板控制模块、通讯模块；角位移传感器模块连接信号调理模块，信号调理模块连接AD转换模块，AD转换模块连接电平转换模块，电平转换模块连接数据处理模块，数据处理模块分别连接通讯模块、隔离驱动模块、液晶显示模块以及面板控制模块，隔离驱动模块连接升压模块，升压模块连接IGBT模块，电源模块为上述各模块供电。

电源模块包括：5V、12V、15V，他们均是由外接交流220V直接转换而成；数据处理单元工作的3.3V电源则是有5V转换而得。

角位移传感器选用的是WDD35D—4精密导电塑料电位器。

信号调理模块是由以LM358为核心加上外围硬件电路组成。

AD转换模块是由16位的ADS8364及其外围硬件电路组成；电平转换模块是由2块LL254A组成。

数据处理模块是以TMS320F28335数据处理单元为核心搭建其工作需要的外围硬件电路组成。

隔离驱动电路模块是由74HC245和光耦器件HCPL-63N组成。

升压模块是由2SC0108T2A0—17及其外围硬件电路组成；

IGBT模块该装置选用的是SKM600GB066D。

液晶显示模块选用的液晶型号是LM270Y-128064；面板控制模块包括以低功耗单片机STC12LE5A60S2为核心组成液晶工作的硬件电路和4个独立按键；面板控制模块是通过232通讯与数据处理模块实现通讯。

通讯模块包括232通讯和485通讯。

优点及效果

本发明具有如下优点及有益效果：

（1）该发明装置使用了液晶显示和面板控制模块。以菜单形式编写的面板控制程序能清楚直观的实现对PWM初始参数的修改和分闸、合闸、自动重合闸指令的操作。

（2）该发明装置的AD转换模块选用的是具有16位采样精度的ADS8364芯片，相对于TMS320F28335内部的12位采样精度有了较大提高，使角位移信号的采集精度大大提高。对控制程序的编写提供了支持。

（3）经过测试和实验该发明装置具有安装简单，工作稳定的特点，能稳定有效的实现高压断路器分合闸以及自动重合闸的操作。

附图说明

图1为本发明控制装置系统及和电机连接的基本组成框图；

图2为本发明装置的电源模块（5V转3.3V）；

图3为本发明装置的角位移传感器模块；

图4为本发明装置的以LM358为核心的信号调理模块；

图5为本发明装置的以ADS8364为核心的AD转换模块电路原理图；

图6为本发明装置的5V转3.3V的电平转换电路；

图7为本发明装置的核心处理单元芯片TMS320F28335的管脚接线说明图；

图8为本发明装置的隔离驱动模块的接线原理图；

图9为本发明装置的升压模块原理图；

图10为本发明装置的本发明装置的IGBT接线图；