一種高壓線路機(jī)器人感應(yīng)取電裝置及其工作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及電力電子技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種高壓線路機(jī)器人寬電流感應(yīng)取電裝置及其工作方法。
【背景技術(shù)】
[0002]高壓輸電線路，多采用架空的形式，跨越荒無人煙的山野、河流等，這給高壓線路的檢修工作帶來了較大的困難。目前的高壓輸電線路的檢修工作，多采用人工檢修的方式。這種檢修方式存在諸多不足:
[0003]1、檢修時(shí)，高壓線路必須停電，這就給社會(huì)、經(jīng)濟(jì)效益帶來較大影響。
[0004]2、檢修人員高空作業(yè)，稍有不慎就可能危害人身安全。
[0005]3、檢修人員工作強(qiáng)度高。
[0006]采用自動(dòng)化程度較高的機(jī)器人進(jìn)行高壓線路檢修，恰可避免上述缺陷:機(jī)器人可帶電作業(yè)，檢修時(shí)線路不需停電。檢修人員在地面或在監(jiān)控車、監(jiān)控室內(nèi)操作機(jī)器人進(jìn)行檢修工作，無需面臨高空作業(yè)的風(fēng)險(xiǎn)。
[0007]但高壓線路機(jī)器人，需在架空輸電線路上進(jìn)行帶電作業(yè)，目前只能采用電池供電的方式作為系統(tǒng)的電源。而機(jī)器人攜帶的電池容量有限，嚴(yán)重制約了線路機(jī)器人的工作時(shí)間、工作強(qiáng)度、作業(yè)范圍。盲目增加電池容量，不僅會(huì)增加系統(tǒng)的體積、重量，增加現(xiàn)場(chǎng)操作人員的工作強(qiáng)度及運(yùn)輸難度，還會(huì)因?yàn)殡姵厥歉呙芏鹊哪芰枯d體，存在較高的安全隱患，從而影響整個(gè)系統(tǒng)的可靠性、安全性，甚至?xí)绊懖僮魅藛T的人身安全。
[0008]感應(yīng)取電，就是利用取電變壓器，通過電磁感應(yīng)的原理，獲取高壓輸電線路傳輸電流的電磁能量，為線路機(jī)器人的電池充電，從而解決機(jī)器人的供電問題。
[0009]目前的感應(yīng)取電裝置，是采用固定匝比的取電變壓器進(jìn)行電磁能量的感應(yīng)，而高壓輸電線路的傳輸電流變化范圍較大，這種取電方式只能在較寬的電流范圍內(nèi)折中選取一個(gè)固定匝比，主要問題:
[0010]1.在線路電流較大時(shí)，感應(yīng)的充電電流理論值也較大，需要較低匝比的變壓器提高輸出電流，固定匝比變壓器不能有效提高輸出電流。
[0011]2.在線路電流較小時(shí)，感應(yīng)的充電電壓理論值也較小，需要較高匝比的變壓器提高輸出電壓，而固定匝比變壓器不能有效提高輸出電壓，導(dǎo)致較小電流時(shí)段的取電電壓低于電池電壓不能給電池充電，取電能量得不到充分利用。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0012]本發(fā)明的目的就是為了解決上述技術(shù)問題，提供了一種高壓線路機(jī)器人寬電流感應(yīng)取電裝置及其工作方法，它具有可變?cè)驯鹊淖儔浩?，可在較寬的線路電流范圍內(nèi)獲得較高的取電效率。
[0013]為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案:
[0014]一種高壓線路機(jī)器人感應(yīng)取電裝置，包括取電變壓器、繼電器、整流橋電路、蓄電池、穩(wěn)壓器、電流檢測(cè)電路以及控制電路；
[0015]所述繼電器和整流橋電路依次串接在取電變壓器次級(jí)線圈的兩端，所述整流橋電路與蓄電池和穩(wěn)壓器分別連接，所述繼電器與控制電路連接，蓄電池與電流檢測(cè)電路連接，所述電流檢測(cè)電路與控制電路串聯(lián)連接；
[0016]所述繼電器觸電將取電變壓器次級(jí)線圈分成匝數(shù)不同的兩部分，通過控制電路控制繼電器觸電的開合，從而切換取電變壓器的匝數(shù)比。
[0017]所述電流檢測(cè)電路包括:取樣電阻Rl —端連接整流橋電路的3號(hào)接口、另一端連接蓄電池的負(fù)極；所述取樣電阻Rl串聯(lián)電阻R5后接入集成運(yùn)算放大器UlA的正向輸入端，集成運(yùn)算放大器UlA的反向輸入端連接電阻R6后接地；電阻R7串接在集成運(yùn)算放大器UlA的反向輸入端和輸出端之間，集成運(yùn)算放大器UlA的輸出端依次串聯(lián)二極管D1、電阻R8后，與所述控制電路連接；電阻R9 —端與電阻R8連接、另一端接地；電容Cl 一端與電阻R8連接、另一端接地。
[0018]所述控制電路包括:
[0019]電阻RlO —端與電流檢測(cè)電路連接、另一端接入集成運(yùn)算放大器UlB的正向輸入端，集成運(yùn)算放大器UlB的反向輸入端串接電阻R12后接地，電阻Rll串接在集成運(yùn)算放大器UlB的正向輸入端和輸出端之間，電阻R13 —端連接集成運(yùn)算放大器UlB的反向輸入端、另一端接VCC ;集成運(yùn)算放大器UlB的輸出端依次串接電阻R15和三極管Ql的基極，三極管Ql的集電極與繼電器連接，三極管Ql的發(fā)射極接地。
[0020]所述取電變壓器為采用單匝初級(jí)繞組、兩組次級(jí)繞組的變壓器；取電變壓器次級(jí)線圈的I號(hào)端子和2號(hào)端子分別連接繼電器Kl觸點(diǎn)和K2觸點(diǎn)，Kl觸點(diǎn)和K2觸點(diǎn)的另一端連接至整流橋電路的I號(hào)接口，取電變壓器次級(jí)線圈的3號(hào)端子連接至整流橋電路的2號(hào)接口。
[0021 ] 所述整流橋電路串接在蓄電池的正負(fù)極之間。
[0022]所述繼電器為單刀雙置繼電器。
[0023]一種高壓線路機(jī)器人感應(yīng)取電裝置的工作方法，包括:
[0024]I)在線路電流較大時(shí)，對(duì)應(yīng)較大的充電電流，電流檢測(cè)電路輸出高電位，控制電路檢測(cè)到高電位后使三極管導(dǎo)通，繼電器吸合至K2觸點(diǎn)，取電變壓器切換至低匝數(shù)比；
[0025]2)在線路電流較小時(shí)，對(duì)應(yīng)較小的充電電流，電流檢測(cè)電路輸出低電位，控制電路檢測(cè)到低電位后使三極管斷開，繼電器吸合至Kl觸點(diǎn)，取電變壓器切換至低匝數(shù)比。
[0026]本發(fā)明有益效果:
[0027]本發(fā)明對(duì)于較寬的高壓線路電流，取電變壓器可以折中選取高、低2種匝比:
[0028]1.在線路電流較大時(shí)，感應(yīng)的充電電流理論值也較大，通過控制電路使取電變壓器切換至較低匝比，有效提高取電輸出電流。
[0029]2.在線路電流較小時(shí)，感應(yīng)的充電電壓理論值也較小，通過控制電路使取電變壓器切換至較高匝比，提高取電輸出電壓，使更多時(shí)段的取電輸出電壓高于電池電壓，有效保證取電輸出電流。
【附圖說明】
[0030]圖1是本發(fā)明高壓線路機(jī)器人寬電流感應(yīng)取電裝置電路原理圖；
【具體實(shí)施方式】
[0031]下面結(jié)合附圖和實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】作進(jìn)一步詳細(xì)描述。
[0032]高壓線路機(jī)器人寬電流感應(yīng)取電裝置如圖1所示，包括取電變壓器、繼電器、整流橋電路、蓄電池、穩(wěn)壓器、電流檢測(cè)電路以及控制電路；繼電器和整流橋電路依次串接在取電變壓器次級(jí)線圈的兩端，整流橋電路與蓄電池和穩(wěn)壓器分別連接，繼電器與控制電路連接，蓄電池與電流檢測(cè)電路連接，電流檢測(cè)電路與控制電路串聯(lián)連接。
[0033]電流檢測(cè)電路包括:取樣電阻Rl —端連接整流橋電路的3號(hào)接口、另一端連接蓄電池的負(fù)極；所述取樣電阻Rl串聯(lián)電阻R5后接入集成運(yùn)算