[发明专利]基于IGBT及可编程逻辑技术的永磁开关控制器及方法

说明书

【技术领域】

本发明属于永磁开关技术领域，尤其涉及一种基于IGBT及可编程逻辑技术的永磁开关控制器及方法。

【背景技术】

目前，国内一些厂家生产的永磁控制器控制电路采用2个直流接触器切换储能电容来驱动分、合闸线圈，以实现断路器的分合闸操作、过流速断保护、失压保护、无线遥控操作、重合闸操作，以及配网自动化功能等，使开关成为智能型断路器。但是使用简单的接触器来作为永磁机构的控制单元，由于接触器使用时会导致能耗大，放电电容要求容量更大，容易烧毁永磁机构的线圈；而且接触器的触点断开回路时会产生强电磁场干扰，导致保护、控制装置误动作，同时接触器的触点在通过大电流时，寿命短。另外，永磁开关的手动合闸功能并不实用，一是操作者有安全风险，二是永磁机构的手动合闸速度较慢，合不上的几率较大，三是在双线路供电的情况下，可能会发生闭环、反送电，威胁电力检修人员的人身安全，甚至导致重大伤亡事故。因此，有些用户明确要求永磁机构禁止配备手动合闸功能，如煤矿系统。

由此现有的永磁控制器存在以下的缺陷：

1、控制时间不准确，分散性大；

2、动作速度慢；

3、接线复杂； 

4、接触器的寿命和可靠性不良；

5、功耗多、成本高、重量和体积大。

【发明内容】

为了解决现有技术中存在的上述技术问题，本发明提供了一种能够精确控制合分闸时间，快速做出合闸/分闸动作，性能稳定可靠，使用寿命长，安全性高，结构简单，体积小，功能强大，抗电磁干扰能力强的基于IGBT及可编程逻辑技术的永磁开关控制器及其控制方法。

本发明解决现有技术问题所采用的技术方案为：

一种基于IGBT及可编程逻辑技术的永磁开关控制器，包括有中央控制器、IGBT电路模块、辅助开关控制电路、合分闸按钮和电源电路；所述中央控制器是可编程逻辑芯片，与IGBT电路模块、辅助开关控制电路和合分闸按钮导通连接，且IGBT电路模块与断路器的永磁线圈和合分闸电容导通连接，辅助开关控制电路与断路器的辅助开关导通连接；所述电源电路主要由AC/DC电源电路、变压器和充电回路组成，所述变压器和充电回路的输入端与AC/DC电源电路电性连接，且变压器的输出端与中央控制器和IGBT电路模块电性连接，充电回路的输出端与合分闸电容电性连接。

进一步地，所述IGBT电路模块是IGBT驱动线圈回路，包括有合闸控制回路和分闸控制回路，所述合闸控制回路和分闸控制回路均包括两组IGBT控制电气回路，每组IGBT控制电气回路均由依次导通连接的光电耦合器、IGBT驱动保护电路和IGBT绝缘栅双极型晶体管组成，且光电耦合器与中央控制器导通连接，IGBT绝缘栅双极型晶体管与断路器的永磁线圈连接。

进一步地，所述中央控制器是复杂可编程逻辑芯片。

进一步地，所述永磁开关控制器还包括有合分闸指示灯电路和合分闸到位指示灯电路，所述合分闸指示灯电路和合分闸到位指示灯电路的输入端和输出端均分别与中央控制器和指示灯导通连接。

进一步地，所述永磁开关控制器还包括有合分闸外部控制电源电路，所述合分闸外部控制电源电路的输出端与中央控制器导通连接。

进一步地，所述永磁开关控制器还包括有防弹跳电路，所述防弹跳电路与中央控制器导通连接，外接判断短接块。

进一步地，所述永磁开关控制器还包括有闭锁常闭接点，所述闭锁常闭接点与中央控制器导通连接。

一种基于IGBT及可编程逻辑技术的永磁开关控制方法，具体包括以下步骤：

a. AC/DC电源电路输入工作电源，并通过充电回路向断路器的合分闸电容进行充电；

b.中央控制器实时监测合分闸按钮中的合闸按钮是否被摁下，或者合分闸外部控制电源电路是否输入合闸信号；

c.判断合分闸电容中的合闸电容是否达到合闸电压；

d.当到达合闸电压时，中央控制器在发出正确的指令，驱动IGBT电路模块中的合闸控制回路导通，将所述合闸电容的储能释放到断路器的永磁线圈回路上，使断路器完成合闸动作；

e.中央控制器实时监测合分闸按钮中的分闸按钮是否被摁下，或者合分闸外部控制电源电路是否输入分闸信号；

f.判断合分闸电容中的分闸电容是否达到分闸电压；

g.当到达分闸电压时，中央控制器在发出正确的指令，驱动IGBT电路模块中的分闸控制回路导通，将所述分闸电容的储能释放到断路器的永磁线圈回路上，使断路器完成分闸动作。