[发明专利]一种基于固态变压器的高压断路器电机操动机构

说明书

技术领域

本发明涉及高压断路器领域，尤其涉及一种基于固态变压器的高压断路器电机操动机构。

背景技术

高压开关是电力系统中重要的开关设备，具有控制和保护双重功能，对电力系统的安全运行具有重要意义，操动机构作为高压开关的主要运动部件，直接驱动断路器动触头进行运动，是影响断路器工作可靠性和稳定性的重要因素之一。

随着电力电子技术的发展，学者们提出了基于各种不同类型电机的高压开关操动机构，这些电动机操动机构，结构简单，运动部件大大减少，操作过程机械应力小，噪音小，可靠性较高，维护简单。

现有技术中高压断路器电动机操动机构的驱动系统通常由不可控整理器和逆变器组成，其中不可控整理器通常由工频变压器和不可控整流桥组成，采用了工频变压器导致了高压断路器电动机操动机构体积大的技术问题。

发明内容

本发明提供了一种基于固态变压器的高压断路器电机操动机构，解决了现有技术中由工频变压器和不控整流桥组成的直流电源给驱动电机旋转完成高压断路器分合闸操作的逆变器供电，导致高压断路器电动机操动机构体积大的技术问题。

本发明提供的一种基于固态变压器的高压断路器电机操动机构，包括：

固态变压器、控制器、电机和高压断路器主轴；

所述固态变压器具体包括：整流器、DC/DC变压器和逆变器；

所述电机的转轴与所述高压断路器主轴同轴固定连接；

所述逆变器的交流侧与所述电机的定子绕组连接；

所述DC/DC变压器包括：变压器、与所述变压器高压侧连接的逆变电路和与所述变压器低压侧连接的整流电路；

所述逆变器的直流侧与所述整流电路的直流侧连接；

所述整流器的直流侧与所述逆变电路直流侧连接；

所述控制器的第一输出端与所述逆变器的控制端连接，用于控制所述逆变器，使得所述逆变器驱动电机旋转。

优选地，所述高压断路器电机操动机构还包括，第一电感和第二电感；

所述第一电感和所述第二电感分别设置在所述整流电路的正极母线和负极母线上。

优选地，所述高压断路器电机操动机构还包括，储能电容；

所述储能电容并联在所述整流电路的正极母线和负极母线之间。

优选地，所述高压断路器电机操动机构还包括，放电电阻和空气开关；

所述放电电阻和所述空气开关串联形成放电支路，所述放电支路连接在所述整流电路的正极母线和负极母线之间。

优选地，所述高压断路器电机操动机构还包括：传感器；

所述传感器的输入端与所述电机连接，用于测量所述电机的转轴位置及所述转轴的旋转速度；

所述传感器的输出端与所述控制器的输入端连接。

优选地，所述逆变电路具体为：

高频斩波逆变电路。

优选地，所述整流器具体为：

三相不可控整流电路。

优选地，所述高压断路器电机操动机构还包括充电电阻和晶闸管；

所述充电电阻和所述晶闸管并联后形成充电支路，所述充电支路串联在所述三相不可控整流电路直流输出侧的正极母线或负极母线上。

优选地，所述整流电路具体为：

单相不可控整流电路。

优选地，所述变压器具体为：

高频变压器。

从以上技术方案可以看出，本发明具有以下优点：

本发明提供的一种基于固态变压器的高压断路器电机操动机构，包括：固态变压器、控制器、电机和高压断路器主轴；所述固态变压器具体包括：整流器、DC/DC变压器和逆变器；所述电机的转轴与所述高压断路器主轴同轴固定连接；所述逆变器的交流侧与所述电机的定子绕组连接；所述DC/DC变压器包括：变压器、与所述变压器高压侧连接的逆变电路和与所述变压器低压侧连接的整流电路；所述逆变器的直流侧与所述整流电路的直流侧连接；所述整流器的直流侧与所述逆变电路直流侧连接；所述控制器的第一输出端与所述逆变器的控制端连接，用于控制所述逆变器，使得所述逆变器驱动电机旋转。

本发明中，通过使用高频变压器实现隔离和变压功能，有效减小了装置体积，实现了断路器电机操动机构的小型化和轻量化，解决了现有技术中由工频变压器和不控整流桥组成的直流电源给驱动电机旋转完成高压断路器分合闸操作的逆变器供电，导致高压断路器电动机操动机构体积大的技术问题

附图说明