永磁真空開關分合閘電容恆流充電切換裝置及其控制方法
2023-05-29 03:33:21
永磁真空開關分合閘電容恆流充電切換裝置及其控制方法
【專利摘要】本發明公開了永磁真空開關分合閘電容恆流充電切換裝置及其控制方法。切換裝置包括：切換單元、恆流充電過程量採集單元、電壓檢測單元、微控制器驅動檢測單元。分閘電容組或者合閘電容組在切換單元動作後接入主迴路，電壓檢測單元採集接入主迴路電容組的電壓，恆流充電過程量採集單元實時檢測主迴路輸出的充電電流，平滑了充電電流，減小了整流濾波後的交流電直接給合分閘電容充電產生的瞬間電流，確保分合閘電容組穩定的充放電性能，延長了電容使用壽命。控制方法利用BP神經網絡算法整定PID參數，根據接入主迴路電容組的電壓以及充電電流得到切換單元的控制信號，進而實現合分閘電容的穩定充電。
【專利說明】永磁真空開關分合閘電容恆流充電切換裝置及其控制方法
【技術領域】
[0001]本發明公開了永磁真空開關分合閘電容恆流充電切換裝置及其控制方法，屬於智能化開關電器的【技術領域】。
【背景技術】
[0002]永磁操動機構的真空開關由於具有結構簡單、工作可靠、驅動方便、控制迅速等諸多優點而逐漸得到廣泛應用。而永磁真空開關實現分合閘操作的驅動電流由分合閘儲能電容來實現，故儲能電容器在斷路器中是比較重要但很脆弱的一個環節，這也是關係到斷路器能否可靠工作、穩定運行的關鍵因素。
[0003]現有的永磁真空開關的分合閘電容組充電電路，通常採用通過交流供電電源經整流濾波後直接給分合閘充電，一方面，電容組充電初始時間，瞬間電流較大，對線路及迴路的其他器件造成一定的影響，濾波電容的瞬間充電電流過大常常會造成電路的燒結或電路保護斷開迴路，另一方面，長時間直接對合分閘電容組直接進行充放電操作對分合閘電容組性能有一定的影響，嚴重影響電容器的使用壽命，最終會導致永磁真空開關不能夠正常穩定的工作。
[0004]永磁真空開關的分合閘電容組切換充電電路，通常採用機械式切換電容組連接觸點的方式，由於機械連鎖切換速度相比電子器件電路切換速度較緩慢，並且機械觸點間很難達到無縫接觸存在一定的間隙，對分合閘線圈放電過程中機械觸點間容易出現拉弧現象，因此，機械式切換電容組的方法對於永磁真空開關的正常運行存在一定的安全隱患。
【發明內容】
[0005]本發明所要解決的技術問題是針對上述【背景技術】的不足，提供了永磁真空開關分合閘電容恆流充電切換裝置及其控制方法。
[0006]本發明為實現上述發明目的採用如下技術方案:
[0007]永磁真空開關分合閘電容恆流充電切換裝置，主迴路輸出的充電電流經過切換裝置向分合閘電容組充電，所述切換裝置包括:切換單元、恆流充電過程量採集單元、電壓檢測單元、微控制器驅動檢測單元，
[0008]所述恆流充電過程量採集單元的正採集端子與主迴路輸出端連接，恆流充電過程量採集單元的負採集端子與切換單元的固定端連接，切換單元的活動端分別與分閘電容組正極、合閘電容組正極連接，分閘電容組負極以及合閘電容組負極接主迴路的地，電壓檢測單元的一個採集端子與切換單元固定端連接，電壓檢測單元的另一個採集端子與主迴路的地連接，恆流充電過程量採集單元的輸出端與微控制器驅動檢測單元的電流採集引腳連接、電壓檢測單元輸出端與微控制器驅動檢測單元的電壓採集引腳連接，微控制器驅動檢測單元輸出端與切換單元的控制端連接；
[0009]分閘電容組或者合閘電容組在切換單元動作後接入主迴路，電壓檢測單元採集接入主迴路電容組的電壓，恆流充電過程量採集單元實時檢測主迴路輸出的充電電流，微控制器驅動檢測單元根據接入主迴路電容組的電壓以及充電電流得到切換單元的控制信號。
[0010]作為所述永磁真空開關分合閘電容恆流充電切換裝置的進一步優化方案，主迴路包括:整流濾波模塊、變壓器模塊，所述整流濾波模塊輸入端接交流電，所述變壓器模塊輸入端接整流濾波模塊輸出端，變壓器模塊輸出平滑的充電電流；
[0011]其中，所述整流濾波模塊包括整流單元、上電限流保護單元以及濾波電容，所述上電限流單兀包括:第一電阻一端與接整流單兀的一個輸出端子，第一繼電器公共端、第一電阻另一端均與濾波電容正極連接，第一繼電器的常開點與第一電阻的另一端連接，濾波電容負極接整流單元的另一個輸出端子；
[0012]第一繼電器的公共端在初始上電時與常閉點連接，輸入交流電經過整流單元、第一電阻向濾波電容充電，第一繼電器線圈在濾波電容充電完成後得電動作，第一繼電器公共端與常開點連接將第一電阻短接。
[0013]作為所述永磁真空開關分合閘電容恆流充電切換裝置的進一步優化方案，變壓器模塊包括:變壓器，接在變壓器副邊繞組線圈上的尖峰消除電路，所述尖峰消除電路包括:第二、第三、第四二極體，第四、第五電阻，第三、第四電容，第一電感，
[0014]其中，第二二極體陰極、第三二極體陰極、第一電感一端、第五電阻一端分別與變壓器副邊繞組線圈的一端連接，第二二極體陽極、第三電容一極均與第四電阻一端連接，第三電容另一極、第四電阻另一端、第四二極體陰極均與第一電感另一端連接，第三二極體陽極、第五電阻另一端均與第四電容一極連接，第四二極體陽極、第四電容另一極、變壓器副邊繞組線圈另一端均接主迴路的地。
[0015]作為所述永磁真空開關分合閘電容恆流充電切換裝置的進一步優化方案，電壓檢測單元包括:第六、第七、第十四、第十五、第十六、第十七、第十八、第二十電阻，調壓電阻，第十七、第十八電容，運算放大器，第三、第四光耦，第十二極體，
[0016]其中，第六電阻一端接恆流充電過程量採集單元的負採集端子，第七電阻一端接第六電阻另一端，第七電阻另一端接主迴路的地，第十四電阻一端接第六、第七電阻的連接點，第十四電阻另一端、第十七電容一極、第十五電阻一端均與第十六電阻一端連接，第十七電容另一極、第十五電阻另一端、第十七電阻一端均接主迴路的地，運算放大器的負輸入端接第十六電阻另一端，第十八電容一極、第十八電阻一端分別與運算放大器輸出端連接，第十八電阻另一端與第三光耦陽極連接，第三光耦陰極與第四光耦陽極連接，第三光耦集電極接運算放大器工作電源，第三光耦發射極、第十八電容另一極、第十七電阻另一端均與運算放大器正輸入端連接，第四光耦陰極接主迴路的地，第四光耦發射極接調壓電阻一端，第二十電阻一端接調壓電阻調節端，第二十電阻另一端、第十九電容一極、第十二極體陽極連接後再與微控制器驅動檢測單元的電壓採集引腳連接，第十二極體陰極、第四光耦集電極均接直流電源，調壓電阻另一端、第十九電容另一極均接入微控制器驅動檢測單元的地。
[0017]作為所述永磁真空開關分合閘電容恆流充電切換裝置的進一步優化方案，切換單元包括繼電器、繼電器驅動電路，繼電器的公共端與恆流充電過程量採集單元的負採集端子連接，分閘電容組正極與繼電器常開點連接，合閘電容組正極與繼電器常閉點連接，繼電器驅動電路在微控制器驅動檢測單元的控制引腳輸出低電平時向繼電器線圈供電，繼電器得電後動作，[0018]所述繼電器驅動電路包括:第八、第九、第十電阻，第一光耦，第十二二極體、三極體，第八電阻一端接微控制器驅動檢測單元的控制引腳，第八電阻另一端接第一光耦陰極，第一光耦陽極接微控制器驅動檢測單元的工作電源，第一光耦發射極與第九電阻一端連接，第九電阻另一端與三極體基極連接，三極體發射極接微控制器驅動檢測單元的地，第一光耦集電極、第十二二極體陰極、第十電阻一端均接直流電源，第十二二極體陽極、第十電阻另一端均接三極體集電極，第十電阻並聯在繼電器線圈的兩端子之間。
[0019]作為所述永磁真空開關分合閘電容恆流充電切換裝置的進一步優化方案，切換單元包括兩個功率管、功率管驅動電路，兩個功率管的集電極均與恆流充電過程量採集單元的負採集端子連接，一個功率管的發射極接分閘電容組正極，另一個功率管的發射極接合閘電容組正極，兩個功率管的基極分別與功率管驅動電路的輸出端連接，功率開關管驅動電路在微控制器驅動檢測單元輸出PWM的作用下生成功率開關管的控制信號，
[0020]所述功率管驅動電路包括:驅動晶片、第一與非門器件、第二與非門器件、第二光耦，功率管集電極經過外接二極體與驅動晶片檢測端腳連接，驅動晶片故障信號輸出端與第二光耦發射極連接，驅動晶片正、負電壓接入埠之間接有濾波支路，濾波支路為串聯連接的兩個濾波電容，功率管發射極與兩個濾波電容的連接點連接，限流電阻接驅動晶片工作電壓源後與第二光耦集電極連接，第二光耦陽極接直流電源，第一與非門器件的兩個輸入端均與第二光耦陰極連接，第二與非門器件的一個輸入端接第一與非門器件輸出端，第二與非門器件的另一個輸入端接微控制器驅動檢測單元控制引腳，第二與非門器件輸出端接驅動晶片輸入端。
[0021]永磁真空開關分合閘電容恆流充電可切換裝置的控制方法，微控制器驅動檢測單元以PID控制器實現對分合閘電容器組的恆流充電，利用BP神經網絡修正PID參數:用4-5-3結構的BP網絡結構訓練PID參數:以給定充電電流I1 = yMf (k)，實時採樣的充電電流= yout (k),電流誤差i3 = I1-12 = error (k),閥值i4作為BP神經網絡輸入層節點以比例參數Kp、積分參數1、微分參數Kd為BP神經網絡輸出，以切換單元的控制信號u (k):
[0022]u (k) =u (k-1) +kp (error (k) -error (k-1)) +kjerror (k) +kd (error (k) -2error (k-1)+error (k-2))為被控對象，
[0023]其中，k為取值大於2的採樣序號，u(k)、u (k-1)分別為根據第k次、第k-Ι次採集的充電電流得到的切換單元控制信號，error (k) >error (k-1) >error (k-2)分別為根據第k次、第k-1次、第k-2次採集的充電電流得到的電流誤差。
[0024]本發明採用上述技術方案，具有以下有益效果:平滑了充電電流，減小了整流濾波後的交流電直接給合分閘電容充電產生的瞬間電流，確保分合閘電容組穩定的充放電性能，延長了電容使用壽命。利用BP神經網絡算法整定PID參數，進而實現合分閘電容的穩定充電。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0025]圖1為永磁真空開關分合閘電容恆流充電可切換裝置的電路圖。
[0026]圖2為分合閘電容組電壓隔離檢測電路。
[0027]圖3為繼電器驅動電路。
[0028]圖4為功率管驅動電路。[0029]圖5為分合閘電容組恆流充電的效果波形圖。
[0030]圖6為永磁真空開關分合閘電容恆流充電可切換裝置的框圖。
[0031]圖中標號說明:P1為供電端，FUl為自復保險絲，RVl為壓敏電阻，BI為整流橋，RLY1、RLY2為第一、第二繼電器，R1、R2為第一、第二電阻，R4至R20為第四至第二十電阻，Cl至C19為第一至第十九電容，Dl至D9為第一至第九二極體，D12為第十二二極體，D為外接二極體，QU Q2、Q3為第一、第二、第三功率開關管，01至04為第一至第四光耦，SI為三極體，L1、L2為第一、第二電感，Tl為變壓器，W1、W3為原邊繞組，W2為副邊繞組，Ul為電流採集晶片，U2A、U2B為第一、第二與非門器件，U3為驅動晶片。
【具體實施方式】
[0032]下面結合附圖對發明的技術方案進行詳細說明。
[0033]永磁真空開關分合閘電容恆流充電可切換裝置如圖6所示，包括切換單元，恆流充電過程量採集單元，電壓檢測單元，微控制器驅動檢測單元。主迴路輸出的充電電流經過切換裝置向分合閘電容組充電。
[0034]主迴路如圖1所示，包括:整流濾波模塊、變壓器模塊。整流濾波模塊包括整流單元、上電限流保護單元以及第一電容Cl。整流單元包括:自復保險絲FU1、壓敏電阻RV1、整流橋BI。上電限流單元包括:第一繼電器RLYl以及第一電阻R1。自復保險絲FU1、壓敏電阻RVl串聯連接的支路接在供電端Pl兩端，壓敏電阻RVl並接在整流橋BI輸入端(2、3端子之間)，第一電阻Rl與第一電容Cl依次串聯連接的支路接在整流橋BI輸出端(1、4端子之間)，第一繼電器RLYl的公共端(I號端子)與第一電阻Rl的一端連接，第一繼電器RLYl的常開點(3號端子)與第一電阻Rl的另一端連接。自恢復保險絲FU1、壓敏電阻RVl起電路過流過壓保護作用，第一電容Cl為濾波作用。在初始上電時，第一繼電器RLYl的公共端(I號端子)與常閉點(2號端子)連接，交流電經整流後向第一電容Cl迅速充電，第一電阻Rl起限流保護作用，當第一電容Cl充電完成(約500ms)時切換第一繼電器RLYl的公共端(I號端子)接常開點(3號端子)，短接電阻Rl保障了分合閘電容組充電電流足夠大。
[0035]變壓器模塊如圖1所示，包括:變壓器Tl，接在變壓器副邊繞組線圈上的尖峰消除電路。變壓器Tl，有原邊繞組W1、W3，副邊繞組W2，原邊繞組W3上接有第五二極體D5，副邊繞組W2上接有第六二極體D6。尖峰消除電路包括:第二至第四二極體D2-D4，第四、第五電阻R4、R5，第三、第四電容C3、C4，第一電感LI，第二二極體D2陰極、第三二極體D3陰極、第一電感LI 一端、第五電阻R5 —端分別與變壓器副邊繞組線圈W2的一端連接，第二二極體D2陽極、第三電容C3 —極分別與第四電阻R4 —端連接，第三電容C3另一極、第四電阻R4另一端、第四二極體D4陰極分別與第一電感LI另一端連接，第三二極體D3陽極、第五電阻R5另一端分別與第四電容C4 一極連接，第四二極體D4陽極、第四電容C4另一極、變壓器副邊繞組線圈W2另一端接主迴路的地。變壓器原邊繞組W3與第五二極體D5串聯連接的支路並聯在第一電容Cl兩極之間，變壓器原邊繞組Wl與第一功率管Ql串聯連接的支路並聯在第一電容Cl兩極之間。第一功率管Ql的發射極和集電極之間接有續流保護電路。續流保護電路包括第一二極體D1、第二電阻R2、第二電容C2，第一二極體Dl陽極接第一功率管Ql集電極，第二電容C2 —極接第一二極體Dl陰極，第二電容C2另一極接第一功率管Ql發射極，第二電阻並接在第一二極體Dl兩極之間。第四電阻R4起限流作用，第一電感LI起儲能作用。第一電容Cl儲存的電能經過變壓器轉換得到充電電流，尖峰消除電路抑制由於內部的寄生電感或引線間的電感，導致在關斷IGBT而產生的過電壓和尖峰電流得到平滑的充電電流。
[0036]恆流充電過程量採集單元如圖1所示，包括:電流採集晶片U1、第五電容C5、第六電容C6。電流採集晶片Ul的1、2號端腳並接作為正採集端子，電流採集晶片Ul的3、4號端腳並接作為負採集端子，第一電感LI經過第二電感L2後與正採集端子連接。電流採集晶片Ul的5號端腳接系統電源VCC,第五電容C5 —極接系統電源VCC,第五電容C5另一極接系統電源的地。電流採集晶片Ul的6、8號端腳之間接第六電容C6。電流採集晶片Ul的6號端腳、第六電容的連接點與微控制器驅動檢測單元的AD引腳連接，該連接點輸出信號即為分合閘電容組充電電流I CAP。微控制器驅動檢測單元的AD引腳即為權利要求1所述微控制器驅動檢測單元的電流採集引腳。電流採集晶片Ul採用的是ACS711ELCTR-12AB-T晶片，以VCC/2作為基準電壓，採集輸出電壓值VOUT高於VCC/2為正向電流，低於VCC/2為反向電流，偏離基準電壓值的敏感度為110mV/A。第五電容C5和第六電容C6起濾波作用。
[0037]電壓檢測單元如圖1、圖2所示，第六電阻R6、第七電阻R7、第十四電阻R14、第十五電阻R15、第十六電阻R16、第十七電阻R17、第十八電阻R18、第二十電阻R20,第十九電阻R19 (調壓電阻)，第十七電容C17、第十八電容C18，運算放大器LM324，第三光耦03、第四光耦04，第十二極體D10。第六電阻R6—端接恆流充電過程量採集單元的負採集端子，第七電阻R7 —端接第六電阻R6另一端，第七電阻R7另一端接主迴路的地，第十四電阻R14 一端接第六電阻R6、第七電阻R7的連接點，第十四電阻R14另一端、第十七電容C17 —極、第十五電阻R15 —端分別與第十六電阻R16 —端連接,第十七電容C17另一極、第十五電阻R15另一端、第十七電阻R17 —端接主迴路的地，運算放大器LM324的負輸入端(9號端腳)接第十六電阻R16另一端，第十八電容C18 —極、第十八電阻R18 —端分別與運算放大器LM324輸出端(8號端腳)連接，第十八電阻R18另一端與第三光耦03陽極連接，第三光耦03陰極與第四光耦04陽極連接，第三光耦03集電極接運算放大器LM324工作電源(+5V)，第三光耦03發射極、第十八電容C18另一極、第十七電阻R17另一端分別與運算放大器LM324的正輸入端(10號端腳)連接，第四光耦04陰極接主迴路的地，第四光耦04發射極接第十九電阻R19 —端，第二十電阻R20 —端接第十九電阻R19調節端,第二十電阻R20另一端、第十九電容C19 一極、第十二極體DlO陽極連接後再與微控制器驅動檢測單元的電壓採集引腳PA1，第十二極體DlO陰極、第四光耦04集電極分別接+5V直流電源，第十九電阻R19另一端、第十九電容C19另一極均接入微控制器驅動檢測單元的地。第十九電容C19與第十二極體DlO陽極的連接點與微控制器驅動檢測單元的電壓採集引腳PAl連接。恆流充電過程量採集單元在切換單元切換至合閘電容組或者分閘電容組時，串聯的第六電阻R6、第七電阻R7將採集的合閘電容組電壓或者分閘電容組電壓分壓後得到分合閘電容組電壓U CAP。運算放大器LM324起到隔離補償作用。第三光耦03、第四光耦04為參數一致的線性光I禹，由於兩個光I禹輸入端串接，其輸出電流相同，第三光I禹03輸出電流反饋給運算放大器LM324起到光耦內部補償作用，第四光耦04輸出電流經調壓電阻R19的調節轉換為微控制器驅動檢測單元電壓採集引腳PAl的信號，起到電流電壓轉換的作用。第十四電阻R14、第十五電阻R15構成分壓電路。第十六電阻R16、第十八電阻R18為限流電阻。第十九電阻R19防止進入微控制器驅動檢測單元的電壓採集信號過高，燒壞微控制器埠。
[0038]電壓檢測單元，輸入:輸出為1:1的關係，起到隔離作用，輸入端為高電壓達幾百伏，輸出O~3.3V給單片檢測。運算放大器LM324起到隔離補償作用，線性光耦起到光耦內部補償和電流電壓轉換作用。
[0039]第十四電阻R14跟第十五電阻R15構成分壓電路，第十七電容C17為輸入電壓濾波，圖2所述電路輸入埠電壓U1:
【權利要求】
1.永磁真空開關分合閘電容恆流充電切換裝置，主迴路輸出的充電電流經過切換裝置向分合閘電容組充電，其特徵在於，所述切換裝置包括:切換單元、恆流充電過程量採集單元、電壓檢測單元、微控制器驅動檢測單元， 所述恆流充電過程量採集單元的正採集端子與主迴路輸出端連接，恆流充電過程量採集單元的負採集端子與切換單元的固定端連接，切換單元的活動端分別與分閘電容組正極、合閘電容組正極連接，分閘電容組負極以及合閘電容組負極接主迴路的地，電壓檢測單元的一個採集端子與切換單元固定端連接，電壓檢測單元的另一個採集端子與主迴路的地連接，恆流充電過程量採集單元的輸出端與微控制器驅動檢測單元的電流採集引腳連接、電壓檢測單元輸出端與微控制器驅動檢測單元的電壓採集引腳連接，微控制器驅動檢測單元輸出端與切換單元的控制端連接； 分閘電容組或者合閘電容組在切換單元動作後接入主迴路，電壓檢測單元採集接入主迴路電容組的電壓，恆流充電過程量採集單元實時檢測主迴路輸出的充電電流，微控制器驅動檢測單元根據接入主迴路電容組的電壓以及充電電流得到切換單元的控制信號。
2.根據權利要求1所述的永磁真空開關分合閘電容恆流充電切換裝置，其特徵在於，所述主迴路包括:整流濾波模塊、變壓器模塊，所述整流濾波模塊輸入端接交流電，所述變壓器模塊輸入端接整流濾波模塊輸出端，變壓器模塊輸出平滑的充電電流； 其中，所述整流濾波模塊包括整流單元、上電限流保護單元以及濾波電容，所述上電限流單元包括:第一電阻一端與接整流單元的一個輸出端子，第一繼電器公共端、第一電阻另一端均與濾波電容正極連接，第一繼電器的常開點與第一電阻的另一端連接，濾波電容負極接整流單元的另一個輸出端子； 第一繼電器的公共端 在初始上電時與常閉點連接，輸入交流電經過整流單元、第一電阻向濾波電容充電，第一繼電器線圈在濾波電容充電完成後得電動作，第一繼電器公共端與常開點連接將第一電阻短接。
3.根據權利要求2所述的永磁真空開關分合閘電容恆流充電切換裝置，其特徵在於，所述變壓器模塊包括:變壓器，接在變壓器副邊繞組線圈上的尖峰消除電路，所述尖峰消除電路包括:第二、第三、第四二極體，第四、第五電阻，第三、第四電容，第一電感， 其中，第二二極體陰極、第三二極體陰極、第一電感一端、第五電阻一端分別與變壓器副邊繞組線圈的一端連接，第二二極體陽極、第三電容一極均與第四電阻一端連接，第三電容另一極、第四電阻另一端、第四二極體陰極均與第一電感另一端連接，第三二極體陽極、第五電阻另一端均與第四電容一極連接，第四二極體陽極、第四電容另一極、變壓器副邊繞組線圈另一端均接主迴路的地。
4.根據權利要求1或2或3所述的永磁真空開關分合閘電容恆流充電切換裝置，其特徵在於，所述電壓檢測單元包括:第六、第七、第十四、第十五、第十六、第十七、第十八、第二十電阻，調壓電阻，第十七、第十八電容，運算放大器，第三、第四光耦，第十二極體， 其中，第六電阻一端接恆流充電過程量採集單元的負採集端子，第七電阻一端接第六電阻另一端，第七電阻另一端接主迴路的地，第十四電阻一端接第六、第七電阻的連接點，第十四電阻另一端、第十七電容一極、第十五電阻一端均與第十六電阻一端連接，第十七電容另一極、第十五電阻另一端、第十七電阻一端均接主迴路的地，運算放大器的負輸入端接第十六電阻另一端，第十八電容一極、第十八電阻一端分別與運算放大器輸出端連接，第十八電阻另一端與第三光耦陽極連接，第三光耦陰極與第四光耦陽極連接，第三光耦集電極接運算放大器工作電源，第三光耦發射極、第十八電容另一極、第十七電阻另一端均與運算放大器正輸入端連接，第四光耦陰極接主迴路的地，第四光耦發射極接調壓電阻一端，第二十電阻一端接調壓電阻調節端，第二十電阻另一端、第十九電容一極、第十二極體陽極連接後再與微控制器驅動檢測單元的電壓採集引腳連接，第十二極體陰極、第四光耦集電極均接直流電源，調壓電阻另一端、第十九電容另一極均接入微控制器驅動檢測單元的地。
5.根據權利要求4所述的永磁真空開關分合閘電容恆流充電切換裝置，其特徵在於:所述切換單元包括繼電器、繼電器驅動電路，繼電器的公共端與恆流充電過程量採集單元的負採集端子連接，分閘電容組正極與繼電器常開點連接，合閘電容組正極與繼電器常閉點連接，繼電器驅動電路在微控制器驅動檢測單元的控制引腳輸出低電平時向繼電器線圈供電，繼電器得電後動作， 所述繼電器驅動電路包括:第八、第九、第十電阻，第一光耦，第十二二極體、三極體，第八電阻一端接微控制器驅動檢測單元的控制引腳，第八電阻另一端接第一光耦陰極，第一光耦陽極接微控制器驅動檢測單元的工作電源，第一光耦發射極與第九電阻一端連接，第九電阻另一端與三極體基極連接，三極體發射極接微控制器驅動檢測單元的地，第一光耦集電極、第十二二極體陰極、第十電阻一端均接直流電源，第十二二極體陽極、第十電阻另一端均接三極體集電極，第十電阻並聯在繼電器線圈的兩端子之間。
6.根據權利要求4所述的永磁真空開關分合閘電容恆流充電切換裝置，其特徵在於:所述切換單元包括兩個功率管、功率管驅動電路，兩個功率管的集電極均與恆流充電過程量採集單元的負採集端子連接，一個功率管的發射極接分閘電容組正極，另一個功率管的發射極接合閘電容組正極，兩個功率管的基極分別與功率管驅動電路的輸出端連接，功率開關管驅動電路在微 控制器驅動檢測單元輸出PWM的作用下生成功率開關管的控制信號， 所述功率管驅動電路包括:驅動晶片、第一與非門器件、第二與非門器件、第二光耦，功率管集電極經過外接二極體與驅動晶片檢測端腳連接，驅動晶片故障信號輸出端與第二光耦發射極連接，驅動晶片正、負電壓接入埠之間接有濾波支路，濾波支路為串聯連接的兩個濾波電容，功率管發射極與兩個濾波電容的連接點連接，限流電阻接驅動晶片工作電壓源後與第二光耦集電極連接，第二光耦陽極接直流電源，第一與非門器件的兩個輸入端均與第二光耦陰極連接，第二與非門器件的一個輸入端接第一與非門器件輸出端，第二與非門器件的另一個輸入端接微控制器驅動檢測單元控制引腳，第二與非門器件輸出端接驅動晶片輸入端。
7.權利要求1至3任意一項所述永磁真空開關分合閘電容恆流充電可切換裝置的控制方法，其特徵在於，微控制器驅動檢測單元以PID控制器實現對分合閘電容器組的恆流充電，利用BP神經網絡修正PID參數:用4-5-3結構的BP網絡結構訓練PID參數:以給定充電電流I1 = yMf (k)，實時採樣的充電電流i2 = yout (k)?電流誤差i3 = I1-12 = error (k),閥值i4作為BP神經網絡輸入層節點以比例參數Kp、積分參數1、微分參數Kd為BP神經網絡輸出，以切換單元的控制信號u (k):
u (k) =u (k-1) +kp (error (k) -error (k_l)) +kjerror (k) +kd (error (k) _2error (k_l) +error (k-2))為被控對象， 其中，k為取值大於2的採樣序號，u (k) ,U (k-Ι)分別為根據第k次、第k-Ι次採集的充電電流得到的切換單元控制信號，error (k)、error (k-1)、error (k-2)分別為根據第k次、第k_l次、第k_2次米 集的充電電流得到的電流誤差。
【文檔編號】H01H33/66GK104021978SQ201410290621
【公開日】2014年9月3日 申請日期:2014年6月25日 優先權日:2014年6月25日
【發明者】汪先兵, 費樹岷, 金敏毅, 薛涵, 趙鶴, 卜永祥 申請人:法泰電器（江蘇）股份有限公司