本發(fā)明屬于電氣設(shè)備領(lǐng)域，特別是涉及一種勵(lì)磁式自動(dòng)轉(zhuǎn)換開關(guān)電器控制器。

背景技術(shù)：

近年來，隨著用戶對(duì)自動(dòng)轉(zhuǎn)換開關(guān)電器的轉(zhuǎn)換速度的要求越來越高，勵(lì)磁式制動(dòng)轉(zhuǎn)換開關(guān)電器逐漸成為市場的主流。由于勵(lì)磁式轉(zhuǎn)換開關(guān)電器的主要驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)是電磁鐵，電磁鐵的工作電流往往遠(yuǎn)大于電機(jī)式，并且電磁鐵的響應(yīng)速度遠(yuǎn)快于電機(jī)式。另外，勵(lì)磁式轉(zhuǎn)換開關(guān)所用電磁鐵一般采用直流電磁鐵，而電機(jī)多采用交流電磁鐵。所以勵(lì)磁式自動(dòng)轉(zhuǎn)換開關(guān)電器控制器也不同于電機(jī)式自動(dòng)轉(zhuǎn)換開關(guān)電器控制器。

同時(shí)，隨著礦山、化工等現(xiàn)場的應(yīng)用，配電電壓等級(jí)也由普通的220V電壓上升為660V電壓。這樣一來對(duì)于普通的控制起來說，耐壓的要求也會(huì)由于變得更加苛刻，而不能使用。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提供一種勵(lì)磁式自動(dòng)轉(zhuǎn)換開關(guān)電器控制器，其能很好地與電磁鐵相配合，將響應(yīng)時(shí)間縮短到納米級(jí)，滿足用戶對(duì)與自動(dòng)轉(zhuǎn)換開關(guān)電器的新需求。

為此，本發(fā)明的技術(shù)方案如下：

一種勵(lì)磁式自動(dòng)轉(zhuǎn)換開關(guān)電器控制器，包括與第一電源連接的第一采樣模塊、與第二電源連接的第二采樣模塊、處理模塊、第一勵(lì)磁機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)裝置和第二勵(lì)磁機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)裝置；

所述第一、二采樣模塊分別與處理模塊連接，用于將與其連接的電源的高壓強(qiáng)電信息轉(zhuǎn)化為低電壓等級(jí)集成電路系統(tǒng)能夠接受的信號(hào)，并在接收到處理模塊的調(diào)用指令后，將該信號(hào)傳輸至處理模塊；

所述處理模塊將接收到的信號(hào)進(jìn)行分析，判斷需要轉(zhuǎn)換電源時(shí)向所述第一勵(lì)磁機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)裝置和第二勵(lì)磁機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)裝置發(fā)送信號(hào)；

所述第一、第二勵(lì)磁機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)裝置結(jié)構(gòu)相同，分別用于控制第一、第二電源在執(zhí)行開關(guān)上的接通或斷開；

所述第一勵(lì)磁機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)裝置包括整流橋D4、N型MOSFET Q1、N型MOSFET Q2、電磁鐵L1、TVS管D1、TVS管D2、TVS管D3、TVS管D5、電阻器R1～R8和繼電器REA1；所述繼電器REA1連接在所述處理模塊上，由其控制；所述繼電器REA1的第一常開觸點(diǎn)連接在電阻器R1的第一端；電阻器R1的第二端連接在整流橋D4直流側(cè)高電平管腳上；整流橋D4直流側(cè)低電平管腳接參考點(diǎn)；整流橋D4的交流側(cè)直接接交流660V電源；電阻R5與電阻器R1的第二端和電阻器R6的第一端相連，電阻器R6的第二端連接N型MOSFET Q1的柵極；電阻器R7與電阻器R6的第二端和TVS管D1的陰極相連；TVS管D1的陽極接TVS管D2的陰極，TVS管D2的陽極接參考點(diǎn)；電磁鐵L1的一端連接在整流橋D4直流側(cè)高電平管腳上，另一端連接在N型MOSFET Q1的漏極；N型MOSFET Q1的柵極與TVS管D5陰極相連，N型MOSFET Q1的源極與TVS管D5陽極相連；N型MOSFET Q1的源極與N型MOSFET Q2的漏極相連，N型MOSFET Q2的源極接參考點(diǎn)；繼電器REA1的第二常開觸點(diǎn)串聯(lián)有電阻器R2、電阻器R3、電阻器R4和電阻器R8，電阻器R8連接TVS管D3的陰極，TVS管D3的陽極接參考點(diǎn)；所述電磁鐵L1為執(zhí)行開關(guān)內(nèi)的電磁鐵，其導(dǎo)通時(shí)產(chǎn)生磁力吸附合閘。

進(jìn)一步，所述勵(lì)磁式自動(dòng)轉(zhuǎn)換開關(guān)電器控制器還包括HMI模塊，其與處理模塊連接，用于顯示所述處理模塊中的數(shù)據(jù)及人工向所述處理模塊中輸入相關(guān)數(shù)據(jù)。

進(jìn)一步，所述處理模塊的工作步驟如下：

步驟S01：初始化；

步驟S02：處理模塊向第一采樣模塊、第二采樣模塊分別發(fā)送指令，調(diào)取數(shù)據(jù)，所述第一、二采樣模塊分別將采集到的第一、二電源的相關(guān)數(shù)據(jù)傳送至所述處理模塊；

步驟S03：所述處理模塊對(duì)接收到的數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算；

步驟S04：依據(jù)計(jì)算結(jié)果判斷數(shù)據(jù)是否正常，正常則代表電源符合使用要求，返回步驟S02；不正常，則需對(duì)數(shù)據(jù)出現(xiàn)不正常的次數(shù)進(jìn)行累加；

步驟S05：判斷累加后次數(shù)是否超出預(yù)設(shè)值，沒有超過則返回步驟S02；超過則進(jìn)入下一步邏輯判斷S06；

步驟S06：依據(jù)接收到的數(shù)據(jù)和預(yù)設(shè)條件進(jìn)行邏輯判斷，確定是否需要啟動(dòng)相應(yīng)勵(lì)磁機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)裝置，控制執(zhí)行開關(guān)的開合；

步驟S07：若步驟S06判斷的結(jié)果是需要啟動(dòng)相應(yīng)勵(lì)磁機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)裝置，則在相應(yīng)勵(lì)磁機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)裝置的光電耦合器U1的輸入端加電信號(hào)。

進(jìn)一步，該勵(lì)磁式自動(dòng)轉(zhuǎn)換開關(guān)電器控制器還包括位置反饋模塊；與處理模塊相連，用于向所述處理模塊反饋執(zhí)行開關(guān)的狀態(tài)；所述處理模塊接收到所述位置反饋模塊的信息后，判斷執(zhí)行開關(guān)的狀態(tài)是否與其上次發(fā)出指令的狀態(tài)一致。

利用該技術(shù)方案進(jìn)行工作時(shí)，處理模塊完成上述步驟S01～07后，還會(huì)進(jìn)行步驟S08：依據(jù)位置反饋模塊反饋的執(zhí)行開關(guān)的狀態(tài)，判斷執(zhí)行開關(guān)的狀態(tài)是否與其上次發(fā)出指令的狀態(tài)一致，若一致，則結(jié)束程序，反之報(bào)警。

該勵(lì)磁式自動(dòng)轉(zhuǎn)換開關(guān)電器控制器具有如下優(yōu)點(diǎn)

1)能夠快速執(zhí)行對(duì)電磁鐵的通電和斷電的命令；

2)整體功耗非常低，能夠降低產(chǎn)品的發(fā)熱，同時(shí)降低產(chǎn)品的成本；

3)能夠在控制電壓660V的等級(jí)下可靠工作；

4)體積小，重量輕。

附圖說明

圖1為本發(fā)明提供的勵(lì)磁式自動(dòng)轉(zhuǎn)換開關(guān)電器控制器的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為勵(lì)磁機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)裝置的電路圖；

圖3為處理模塊的工作流程圖。

具體實(shí)施方式

以下結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行詳細(xì)描述。

如圖1所示，一種勵(lì)磁式自動(dòng)轉(zhuǎn)換開關(guān)電器控制器，包括與第一電源連接的第一采樣模塊1、與第二電源連接的第二采樣模塊2、處理模塊3、第一勵(lì)磁機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)裝置5和第二勵(lì)磁機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)裝置6；

所述第一、二采樣模塊1、2分別與處理模塊3連接，用于將與其連接的電源的高壓強(qiáng)電信息轉(zhuǎn)化為低電壓等級(jí)集成電路系統(tǒng)能夠接受的信號(hào)，并在接收到處理模塊3的調(diào)用指令后，將該信號(hào)傳輸至處理模塊3；

所述處理模塊3將接收到的信號(hào)進(jìn)行分析，判斷需要轉(zhuǎn)換電源時(shí)向所述第一勵(lì)磁機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)裝置5和第二勵(lì)磁機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)裝置發(fā)送信號(hào)6；

所述第一、第二勵(lì)磁機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)裝置5，6結(jié)構(gòu)相同，分別用于控制第一、第二電源在執(zhí)行開關(guān)上的接通或斷開；

如圖2所示，所述第一勵(lì)磁機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)裝置5包括整流橋D4、N型MOSFET Q1、N型MOSFET Q2、電磁鐵L1、TVS管D1、TVS管D2、TVS管D3、TVS管D5、電阻器R1～R8和繼電器REA1；所述繼電器REA1連接在所述處理模塊3上，由其控制；所述繼電器REA1的第一常開觸點(diǎn)連接在電阻器R1的第一端；電阻器R1的第二端連接在整流橋D4直流側(cè)高電平管腳上；整流橋D4直流側(cè)低電平管腳接參考點(diǎn)；整流橋D4的交流側(cè)直接接交流660V電源；電阻R5與電阻器R1的第二端和電阻器R6的第一端相連，電阻器R6的第二端連接N型MOSFET Q1的柵極；電阻器R7與電阻器R6的第二端和TVS管D1的陰極相連；TVS管D1的陽極接TVS管D2的陰極，TVS管D2的陽極接參考點(diǎn)；

電磁鐵L1的一端連接在整流橋D4直流側(cè)高電平管腳上，另一端連接在N型MOSFET Q1的漏極；N型MOSFET Q1的柵極與TVS管D5陰極相連，N型MOSFET Q1的源極與TVS管D5陽極相連；N型MOSFET Q1的源極與N型MOSFET Q2的漏極相連，N型MOSFET Q2的源極接參考點(diǎn)；

繼電器REA1的第二常開觸點(diǎn)串聯(lián)有電阻器R2、電阻器R3、電阻器R4和電阻器R8，電阻器R8連接TVS管D3的陰極，TVS管D3的陽極接參考點(diǎn)；所述電磁鐵L1為執(zhí)行開關(guān)內(nèi)的電磁鐵，其導(dǎo)通時(shí)產(chǎn)生磁力吸附合閘。

對(duì)于勵(lì)磁式自動(dòng)轉(zhuǎn)換開關(guān)電器控制器來說，它與普通電機(jī)式自動(dòng)轉(zhuǎn)換開關(guān)電器控制器的最大區(qū)別是勵(lì)磁機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)裝置。下面單獨(dú)對(duì)勵(lì)磁機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)裝置的工作過程進(jìn)行詳細(xì)描述，首先由于勵(lì)磁機(jī)構(gòu)主要使用直流式電磁鐵，這樣首先需要交流轉(zhuǎn)直流的整流裝置將交流660V電壓轉(zhuǎn)化為直流峰值933V的脈動(dòng)電壓，由于使用了兩個(gè)N MOSFET的串聯(lián)結(jié)構(gòu)，所以可以耐受較高的電壓。同時(shí)將串聯(lián)的N型MOSFET Q1、Q2與電磁鐵的勵(lì)磁線圈連接在直流660V電壓的兩側(cè)。而N型MOSFET Q2的控制主要是通過繼電器REA1的閉合，導(dǎo)致N型MOSFET Q2的柵極與源極之間處于導(dǎo)通電壓，使得N型MOSFET Q2的源極與漏極導(dǎo)通。此時(shí)，N型MOSFET Q1的源極通過N型MOSFET Q2與參考電平導(dǎo)通，導(dǎo)致TVS管D5導(dǎo)通，使得N型MOSFET Q1的源極與漏極導(dǎo)通。這樣，電磁鐵兩端電壓為660V直流電，從而電磁鐵工作。當(dāng)繼電器REA1停止工作，則N型MOSFET Q2截止，N型MOSFET Q2的漏極與源極電容開始儲(chǔ)能，最后導(dǎo)致TVS管D5截止，從而N型MOSFET Q1的漏極與源極截止。這樣，電磁鐵兩端電壓為0V，從而電磁鐵停止工作。

如圖3所示，所述處理模塊的工作步驟如下：

步驟S01：初始化；

步驟S02：處理模塊向第一采樣模塊1、第二采樣模塊2分別發(fā)送指令，調(diào)取數(shù)據(jù)，所述第一、二采樣模塊1、2分別將采集到的第一、二電源的相關(guān)數(shù)據(jù)傳送至所述處理模塊3；

步驟S03：所述處理模塊3對(duì)接收到的數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算；

步驟S04：依據(jù)計(jì)算結(jié)果判斷數(shù)據(jù)是否正常，正常則代表電源符合使用要求，返回步驟S02；不正常，則需對(duì)數(shù)據(jù)出現(xiàn)不正常的次數(shù)進(jìn)行累加；

步驟S05：判斷累加后次數(shù)是否超出預(yù)設(shè)值，沒有超過則返回步驟S02；超過則進(jìn)入下一步邏輯判斷S06；

步驟S06：依據(jù)接收到的數(shù)據(jù)和預(yù)設(shè)條件進(jìn)行邏輯判斷，確定是否需要啟動(dòng)相應(yīng)勵(lì)磁機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)裝置5或6，控制執(zhí)行開關(guān)的開合；

步驟S07：若步驟S06判斷的結(jié)果是需要啟動(dòng)相應(yīng)勵(lì)磁機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)裝置，則向相應(yīng)勵(lì)磁機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)裝置的繼電器REA1發(fā)送閉合指令。

作為本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，所述勵(lì)磁式自動(dòng)轉(zhuǎn)換開關(guān)電器控制器還包括HMI模塊4，其與處理模塊3連接，用于顯示所述處理模塊3中的數(shù)據(jù)及人工向所述處理模塊3中輸入相關(guān)數(shù)據(jù)。

作為對(duì)本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例，該勵(lì)磁式自動(dòng)轉(zhuǎn)換開關(guān)電器控制器還包括位置反饋模塊7；與處理模塊3相連，用于向所述處理模塊3反饋執(zhí)行開關(guān)的狀態(tài)；所述處理模塊3接收到所述位置反饋模塊7的信息后，判斷執(zhí)行開關(guān)的狀態(tài)是否與其上次發(fā)出指令的狀態(tài)一致。

利用該技術(shù)方案進(jìn)行工作時(shí)，處理模塊3完成上述步驟S01～07后，還會(huì)進(jìn)行步驟S08：依據(jù)位置反饋模塊7反饋的執(zhí)行開關(guān)的狀態(tài)，判斷執(zhí)行開關(guān)的狀態(tài)是否與其上次發(fā)出指令的狀態(tài)一致，若一致，則結(jié)束程序，反之報(bào)警。