[实用新型]配永磁机构断路器及其调速控制装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及电力设备技术领域，特别是涉及配永磁机构断路器及其调速控制装置。

背景技术

配永磁机构断路器是近年来逐步兴起的一种新型操作机构真空断路器，其永磁机构的特点是：电磁力驱动，永磁力保持；由于它结构紧凑，零部件少，控制方便，机械特性稳定、扩展性强，易于实现开关设备的小型化和智能化，因而受到科研院所和制造单位的青睐，是真空断路器的发展趋势之一；在真空断路器的合闸操作过程中，永磁机构有一个很好的力-合闸行程特性，非常接近于真空断路器合闸操作要求，但永磁机构由电磁铁的动铁心作为驱动元件，一起参与分闸运动，增加了分闸操作的运动惯量，不利于提高分闸初速度；如果在分闸操作过程中给分闸线圈通较大电流，提高了初始分闸速度，会导致分闸后期分闸速度过大，从而使断路器动作后期产生很大冲击，影响设备的机械寿命。

为了更好地解决永磁机构和灭弧室分闸特性的匹配问题，提出了多种解决方法，如设计了单稳态永磁机构，借助分闸簧的弹簧力提高分闸初始速度。尽管单稳态永磁机构能够弥补双稳态永磁机构分闸特性的不足，但同时又增加一套机械分闸机构，不利于机械寿命的提高和今后电子控制。还有些学者，通过控制永磁机构的分闸和合闸线圈通电时刻，即动触头与静触头分离后，给分闸线圈通反向电流或给合闸线圈通过正向电流，减缓铁心运动速度，起分闸缓冲作用，减小操作过程中机械振动，提高双稳态永磁操动机构断路器的操作特性，但永磁机构带载运动特性与空载时运动特性不同，如果采用以上方法，线圈通电时刻不随负载特性调节，在分闸过程中出现轻微的卡滞，还没到达中点就给就分闸线圈通反向电流或给合闸线圈通正向电流，就会导致分闸失败，造成了更严重事故。

与此同时，当电力系统中发生短路故障时，希望断路器快速动作，以便快速切除故障，防止事故在电网蔓延。因而要求断路器以很高的速度分闸；但是系统中，大部分开断电流是负荷电流，如果断路器的每次动作的分闸速度都很快，将会降低断路器的机械寿命。

实用新型内容

基于此，有必要针对现有断路器的合/分闸速度无法智能控制，严重降低断路器的机械寿命的问题，提供一种能够实现断路器的合/分闸速度智能控制，延长断路器机械寿命的配永磁机构断路器及其调速控制装置。

一种配永磁机构断路器调速控制装置，包括用于根据PWM波调节配永磁机构断路器的分/合闸速度的永磁控制模块、用于采集待控制配永磁机构断路器负载状态的信号采集模块和用于根据配永磁机构断路器负载状态计算PWM波占空比调节量的高速数字处理模块，所述永磁控制模块和所述信号采集模块分别与所述高速数字处理模块连接；

其中，所述高速数字处理模块包括PWM波输出电路、脉冲信号输出电路、FPGA和存储电路，所述PWM波输出电路的一端、所述脉冲信号输出电路的一端以及所述存储电路分别与所述FPGA连接，所述FPGA与所述信号采集模块连接，所述PWM波输出电路的另一端、所述脉冲信号输出电路的另一端分别与所述永磁控制模块连接。

一种配永磁机构断路器，包括相互连接的配永磁机构断路器本体和如上述的配永磁机构断路器调速控制装置。

本发明配永磁机构断路器调速控制装置，包括永磁控制模块、信号采集模块和高速数字处理模块，其中，高速数字处理模块包括PWM波输出电路、脉冲信号输出电路、FPGA和存储电路。信号采集模块实时采集待控制配永磁机构断路器负载状态，并将采集到的数据发送到高速数字处理模块，高速数字处理模块根据多次历史经验数据和负载状态数据，查找当次待控制配永磁机构断路器机械特性，根据查找结果计算PWM波占空比调节量，调节输出到所述永磁控制模块的PWM波的占空比，控制待控制配永磁机构断路器的分/合闸速度。另外本发明还提供采用上述配永磁机构断路器调速控制装置的配永磁机构断路器。整个控制过程，根据已知的配永磁机构断路器的负载状态与机械特性的对应关系表，查找符合当次的配永磁机构断路器的机械特性，之后在通过调节输入配永磁机构断路器的PWM波占空比，控制待控制配永磁机构断路器的分/合闸速度，能够智能合理实现对配永磁机构断路器的分/合闸速度的合理控制，避免配永磁机构断路器自身冲击对其使用寿命的影响，延长其机械寿命。

附图说明

图1为本实用新型配永磁机构断路器调速控制装置第一个实施例的结构示意图；

图2为本实用新型配永磁机构断路器调速控制装置第二个实施例的结构示意图；

图3为本实用新型配永磁机构断路器调速控制装置其中一个实施例中永磁控制模块的电路原理图；