專利名稱：一種電動(dòng)接地開關(guān)數(shù)字控制保護(hù)裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及電氣開關(guān)柜中的接地開關(guān)的電動(dòng)控制和保護(hù)領(lǐng)域，更具體的說涉及一種電動(dòng)接地開關(guān)數(shù)字控制保護(hù)裝置。
背景技術(shù)：
開關(guān)柜是用來接通、斷開和保護(hù)供電線路的設(shè)備，而開關(guān)柜內(nèi)通常裝配有一個(gè)接地開關(guān)，接地開關(guān)是作為檢修時(shí)保證人身安全，用于接地的一種機(jī)械接地裝置。當(dāng)供電線路或設(shè)備出現(xiàn)故障時(shí)或者在進(jìn)行正常檢修時(shí)必須將接地開關(guān)合閘，這是為了防止工作人員在停電設(shè)備工作時(shí)突然來電，而起到確保工作人員人身安全的可靠安全措施。同時(shí)開關(guān)柜所斷開的電器設(shè)備上的剩余電荷，也可由接地開關(guān)合上接地而釋放。傳統(tǒng)開關(guān)柜內(nèi)接地開關(guān)的分合主要采用人工操作，即接地開關(guān)與一傳動(dòng)輸出軸連接，該傳動(dòng)輸出軸的另一端可通過操作手柄進(jìn)行人工分合閘操作；當(dāng)需要操作接地開關(guān)時(shí)， 工作人員需要跑到開關(guān)柜安裝地對(duì)接地開關(guān)進(jìn)行人工分合閘。近年來變電站對(duì)開關(guān)柜實(shí)現(xiàn)智能化、程序化控制的趨勢(shì)和要求，開關(guān)柜增加了電動(dòng)接地開關(guān)的功能；目前電動(dòng)接地開關(guān)在進(jìn)行合分閘操作時(shí)有以下主要特點(diǎn)一、接地開關(guān)進(jìn)行分閘或合閘操作過程中，負(fù)載(阻力)是變化的，其主要表現(xiàn)在 配合不同開關(guān)柜規(guī)格的接地開關(guān)重量和規(guī)格不同以及接地開關(guān)與開關(guān)柜裝配時(shí)配合質(zhì)量好壞不同；上述兩種情形都會(huì)影響到接地開關(guān)分合時(shí)的阻力。二、電動(dòng)分合閘過程中，要求電機(jī)有較強(qiáng)的過載能力，尤其是接地開關(guān)合閘過程中在“死點(diǎn)”區(qū)間，其負(fù)荷變化大、速度快。三、電機(jī)的正反轉(zhuǎn)是通過接地開關(guān)的位置輔助開關(guān)來控制實(shí)現(xiàn)。四、接地開關(guān)在電動(dòng)分合閘過程中，如果遇到障礙或卡阻，分閘或合閘位置將電源極性接反，會(huì)導(dǎo)致機(jī)構(gòu)損壞或傳動(dòng)失效，嚴(yán)重時(shí)引起控制電機(jī)堵轉(zhuǎn)，燒毀電機(jī)。五、由于需要多個(gè)自保持繼電器控制電動(dòng)電機(jī)的正反轉(zhuǎn)，從而實(shí)現(xiàn)接地開關(guān)分合閘操作，所以控制回路接線復(fù)雜，控制節(jié)點(diǎn)較多，從而降低系統(tǒng)可靠性，也給用戶維護(hù)帶來諸多不便。用戶在安裝、使用及檢修開關(guān)柜過程中，由于誤操作或未檢查聯(lián)鎖是否復(fù)位，這時(shí)實(shí)施電動(dòng)接地開關(guān)操作，會(huì)導(dǎo)致互鎖機(jī)構(gòu)變形或傳動(dòng)機(jī)構(gòu)失效和損壞，嚴(yán)重時(shí)則引起控制電機(jī)堵轉(zhuǎn)，燒毀電機(jī)，給用戶帶來嚴(yán)重的影響和損失。
實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的目的在于提供一種電動(dòng)接地開關(guān)數(shù)字控制保護(hù)裝置，以解決現(xiàn)有技術(shù)中存在安全可靠性差的問題。為了達(dá)成上述目的，本實(shí)用新型的解決方案是一種電動(dòng)接地開關(guān)數(shù)字控制保護(hù)裝置，用于控制電機(jī)動(dòng)作；其中，包括微處理器、 指令接收電路、電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路、電流檢測(cè)電路、接地開關(guān)位置檢測(cè)電路以及電機(jī)方向轉(zhuǎn)換電
3路，該指令接收電路、微處理器和電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路依次相連，并通過該電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路的輸出端而與電機(jī)相連；該電流檢測(cè)電路的輸入端與電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路的輸出端相連，該電流檢測(cè)電路的輸出端與微處理器相連；該接地開關(guān)位置檢測(cè)電路用于檢測(cè)接地開關(guān)的當(dāng)前位置并將位置信息發(fā)送給微處理器，該電機(jī)方向轉(zhuǎn)換電路的輸入端與微處理器相連，輸出端則與電機(jī)相連。進(jìn)一步，該電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路采用功率場(chǎng)效應(yīng)管，該功率場(chǎng)效應(yīng)管的柵極與微處理器相連，漏極則與電機(jī)相連。進(jìn)一步，該電流檢測(cè)電路為采樣電阻，該采樣電阻串聯(lián)在該功率場(chǎng)效應(yīng)管的源極和大地之間。進(jìn)一步，該電機(jī)方向轉(zhuǎn)換電路包括兩個(gè)均連接在微處理器和電機(jī)之間的單刀雙擲繼電器。進(jìn)一步，該微處理器與電機(jī)之間還設(shè)置有電機(jī)檔位選擇電路，該電機(jī)齒輪箱則采用雙級(jí)檔位。采用上述結(jié)構(gòu)后，本實(shí)用新型涉及的一種電動(dòng)接地開關(guān)數(shù)字控制保護(hù)裝置，其通過指令接收電路接收指令并由微處理器分析處理后，再通過電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路對(duì)電機(jī)進(jìn)行驅(qū)動(dòng)；該電流檢測(cè)電路則用于實(shí)時(shí)監(jiān)控電機(jī)的輸出電流，并將信息反饋給微處理器；當(dāng)微處理器發(fā)現(xiàn)出現(xiàn)卡滯或堵轉(zhuǎn)等異常情況時(shí)，該電機(jī)輸出電流會(huì)增加此時(shí)該微處理器會(huì)切斷電機(jī)的電源，使整個(gè)機(jī)構(gòu)得到保護(hù)；同時(shí)該接地開關(guān)位置檢測(cè)電路實(shí)時(shí)檢測(cè)接地開關(guān)的當(dāng)前位置，從而可以了解到該接地開關(guān)是否處于允許操作的位置，只有當(dāng)其處于可允許操作的位置時(shí)才進(jìn)行啟動(dòng)電機(jī)的操作，進(jìn)而起到再次保護(hù)的作用。
[0018]圖1為本實(shí)用新型涉及--種電動(dòng)接地開關(guān)I改字控制保護(hù)裝置較佳實(shí)施例的原理框圖；[0019]圖2為本實(shí)用新型涉及--種電動(dòng)接地開關(guān)· 字控制保護(hù)裝置的電路原理圖。[0020]圖中[0021]控制保護(hù)裝置100[0022]微處理器1指令接收電路2[0023]電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路3電流檢測(cè)電路4[0024]接地開關(guān)位置檢測(cè)電路5電機(jī)方向轉(zhuǎn)換電路6[0025]電機(jī)檔位選擇電路 。
具體實(shí)施方式
為了進(jìn)一步解釋本實(shí)用新型的技術(shù)方案，下面通過具體實(shí)施例來對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行詳細(xì)闡述。如圖1所示，其為本實(shí)用新型涉及一種電動(dòng)接地開關(guān)數(shù)字控制保護(hù)裝置100，其用于控制電機(jī)200進(jìn)行動(dòng)作；該控制保護(hù)裝置100包括微處理器1、指令接收電路2、電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路3、電流檢測(cè)電路4、接地開關(guān)位置檢測(cè)電路5以及電機(jī)方向轉(zhuǎn)換電路6，該指令接收電路2、微處理器1和電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路3依次相連，并通過該電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路3的輸出端而與電機(jī)200相連；該電流檢測(cè)電路4的輸入端與電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路3的輸出端相連，該電流檢測(cè)電路4 的輸出端與微處理器1相連；該接地開關(guān)位置檢測(cè)電路5用于檢測(cè)接地開關(guān)的當(dāng)前位置并將位置信息發(fā)送給微處理器1，該電機(jī)方向轉(zhuǎn)換電路6的輸入端與微處理器1相連，輸出端則與電機(jī)200相連。這樣，本實(shí)用新型通過指令接收電路2接收指令并由微處理器1分析處理后，再通過電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路3對(duì)電機(jī)200進(jìn)行驅(qū)動(dòng)；該電流檢測(cè)電路4則用于實(shí)時(shí)監(jiān)控電機(jī)200的輸出電流，并將信息反饋給微處理器1 ；當(dāng)微處理器1發(fā)現(xiàn)出現(xiàn)卡滯或堵轉(zhuǎn)等異常情況時(shí)，該電機(jī)200輸出電流會(huì)增加此時(shí)該微處理器1會(huì)切斷電機(jī)200的電源，使整個(gè)機(jī)構(gòu)得到保護(hù)； 同時(shí)該接地開關(guān)位置檢測(cè)電路5實(shí)時(shí)檢測(cè)接地開關(guān)的當(dāng)前位置，從而可以了解到該接地開關(guān)是否處于允許操作的位置，只有當(dāng)其處于可允許操作的位置時(shí)才進(jìn)行啟動(dòng)電機(jī)200的操作，進(jìn)而起到再次保護(hù)的作用。如圖2所示，該電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路3采用功率場(chǎng)效應(yīng)管Q10，該功率場(chǎng)效應(yīng)管QlO的柵極與微處理器1相連，該微處理器1即為圖中的U7，漏極則與電機(jī)M相連；具體的，該微處理器1向該功率場(chǎng)效應(yīng)管QlO輸出PWM功率控制信號(hào)，經(jīng)功率放大后送入所述電機(jī)M，該電流檢測(cè)電路4采用采樣電阻R63，該采樣電阻R63串聯(lián)在該功率場(chǎng)效應(yīng)管QlO的源極和地端之間，將實(shí)時(shí)采樣的輸出回路電流反饋到微處理器1，該電流檢測(cè)電路4通過對(duì)該微處理器1輸出的PWM信號(hào)進(jìn)行檢測(cè)，實(shí)時(shí)監(jiān)控電機(jī)200的工作電流，即電機(jī)200的輸出功率，可以對(duì)電機(jī)200的運(yùn)行情況進(jìn)行精確的監(jiān)測(cè)及控制。該電機(jī)方向轉(zhuǎn)換電路6則包括兩個(gè)均連接在微處理器1和電機(jī)200之間的單刀雙擲繼電器J2、J3，在該微處理器1的控制下，能起到轉(zhuǎn)換電機(jī)200與電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路3的接入方向，根據(jù)所述微處理器1送入的運(yùn)行方向控制信號(hào)，輸出符合極性要求的驅(qū)動(dòng)電壓到電機(jī)M,作為電機(jī)方向轉(zhuǎn)換電路6實(shí)現(xiàn)電機(jī)200運(yùn)行方向的轉(zhuǎn)換。該接地開關(guān)位置檢測(cè)電路5 則是通過設(shè)置在接地開關(guān)中相應(yīng)位置的多個(gè)行程開關(guān)或接近開關(guān)，將檢測(cè)到的接地開關(guān)位置信號(hào)，經(jīng)光電耦合器隔離后變送到所述微處理器1。上述實(shí)施例的工作過程如下初始上電后，該微控制器對(duì)軟硬件自檢通過后進(jìn)入待命狀態(tài)，當(dāng)接收到“合閘”或“分閘”命令后；微控制器立即通過接地開關(guān)位置檢測(cè)電路5 判斷接地開關(guān)當(dāng)前位置，符合條件立即啟動(dòng)該微控制器內(nèi)部PWM模塊，將以最小輸出功率輸出到電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路3，同時(shí)將運(yùn)行方向信號(hào)發(fā)送給電機(jī)方向轉(zhuǎn)換電路6，經(jīng)變換后輸出正確的功率信號(hào)到接地開關(guān)的控制電機(jī)，驅(qū)動(dòng)接地開關(guān)向正確的方向運(yùn)行，運(yùn)行過程中該微控制器實(shí)時(shí)對(duì)電流檢測(cè)電路4送入的電流信號(hào)進(jìn)行判斷處理，運(yùn)行電流無異常再緩慢增加輸出功率直到額定值，實(shí)現(xiàn)電機(jī)的軟啟動(dòng)，正常運(yùn)行過程中該微控制器對(duì)接地開關(guān)位置檢測(cè)電路5送入的接地開關(guān)實(shí)時(shí)位置進(jìn)行判斷，到達(dá)預(yù)定位置時(shí)立即關(guān)閉輸出電源并對(duì)電機(jī)制動(dòng)。當(dāng)系統(tǒng)因外界原因運(yùn)行不暢時(shí)，經(jīng)該電流檢測(cè)電路4反饋到微控制器的運(yùn)行電流將大于內(nèi)部整定值，微控制器經(jīng)內(nèi)部判斷確認(rèn)是異常運(yùn)行信號(hào)后，立即以PWM方式控制該電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路3實(shí)現(xiàn)制動(dòng)，使電機(jī)及機(jī)構(gòu)得到保護(hù)。基于電動(dòng)接地開關(guān)的行程和負(fù)載力矩之間的關(guān)系，為了避免在進(jìn)行半程啟動(dòng)時(shí)因?yàn)殪o力矩而出現(xiàn)啟動(dòng)困難，甚至電機(jī)再次堵轉(zhuǎn)抱死的情形，該微處理器1與電機(jī)200之間還設(shè)置有電機(jī)檔位選擇電路7，此時(shí)該電機(jī)齒輪箱應(yīng)采用雙級(jí)檔位，一檔為常速小扭矩，另外一檔為低速大轉(zhuǎn)矩；當(dāng)半程再啟動(dòng)時(shí)，該微處理器1控制讓電機(jī)200反向轉(zhuǎn)動(dòng)，持續(xù)IOOms至1000ms，然后微處理器1控制電機(jī)檔位選擇電路7，轉(zhuǎn)為低速轉(zhuǎn)矩檔位以克服靜轉(zhuǎn)矩，從而克服半程啟動(dòng)的問題。 上述實(shí)施例和圖式并非限定本實(shí)用新型的產(chǎn)品形態(tài)和式樣，任何所屬技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員對(duì)其所做的適當(dāng)變化或修飾，皆應(yīng)視為不脫離本實(shí)用新型的專利范疇。
權(quán)利要求1.一種電動(dòng)接地開關(guān)數(shù)字控制保護(hù)裝置，用于控制電機(jī)動(dòng)作；其特征在于，包括微處理器、指令接收電路、電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路、電流檢測(cè)電路、接地開關(guān)位置檢測(cè)電路以及電機(jī)方向轉(zhuǎn)換電路，該指令接收電路、微處理器和電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路依次相連，并通過該電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路的輸出端而與電機(jī)相連；該電流檢測(cè)電路的輸入端與電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路的輸出端相連，該電流檢測(cè)電路的輸出端與微處理器相連；該接地開關(guān)位置檢測(cè)電路用于檢測(cè)接地開關(guān)的當(dāng)前位置并將位置信息發(fā)送給微處理器，該電機(jī)方向轉(zhuǎn)換電路的輸入端與微處理器相連，輸出端則與電機(jī)相連。
2.如權(quán)利要求1所述的一種電動(dòng)接地開關(guān)數(shù)字控制保護(hù)裝置，其特征在于，該電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路采用功率場(chǎng)效應(yīng)管，該功率場(chǎng)效應(yīng)管的柵極與微處理器相連，漏極則與電機(jī)相連。
3.如權(quán)利要求2所述的一種電動(dòng)接地開關(guān)數(shù)字控制保護(hù)裝置，其特征在于，該電流檢測(cè)電路為采樣電阻，該采樣電阻串聯(lián)在該功率場(chǎng)效應(yīng)管的源極和大地之間。
4.如權(quán)利要求1所述的一種電動(dòng)接地開關(guān)數(shù)字控制保護(hù)裝置，其特征在于，該電機(jī)方向轉(zhuǎn)換電路包括兩個(gè)均連接在微處理器和電機(jī)之間的單刀雙擲繼電器。
5.如權(quán)利要求1所述的一種電動(dòng)接地開關(guān)數(shù)字控制保護(hù)裝置，其特征在于，該微處理器與電機(jī)之間還設(shè)置有電機(jī)檔位選擇電路，該電機(jī)齒輪箱則采用雙級(jí)檔位。
專利摘要本實(shí)用新型公開一種電動(dòng)接地開關(guān)數(shù)字控制保護(hù)裝置，涉及電動(dòng)接地開關(guān)的保護(hù)領(lǐng)域；該控制保護(hù)裝置包括微處理器、指令接收電路、電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路、電流檢測(cè)電路、接地開關(guān)位置檢測(cè)電路以及電機(jī)方向轉(zhuǎn)換電路，該指令接收電路、微處理器和電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路依次相連，并通過該電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路的輸出端而與電機(jī)相連；該電流檢測(cè)電路的輸入端與電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路的輸出端相連，該電流檢測(cè)電路的輸出端與微處理器相連；該接地開關(guān)位置檢測(cè)電路用于檢測(cè)接地開關(guān)的當(dāng)前位置并將位置信息發(fā)送給微處理器，該電機(jī)方向轉(zhuǎn)換電路的輸入端與微處理器相連，輸出端則與電機(jī)相連。本實(shí)用新型能對(duì)接地開關(guān)及其電機(jī)進(jìn)行多層次保護(hù)，具有保護(hù)充分有效的特點(diǎn)。
文檔編號(hào)H02H7/08GK202309045SQ201120394770
公開日2012年7月4日 申請(qǐng)日期2011年10月17日 優(yōu)先權(quán)日2011年10月17日
發(fā)明者劉昱雯, 葉志堅(jiān), 張健, 許剛, 陳偉宏 申請(qǐng)人:廈門Abb開關(guān)有限公司