CN212968516U - 多功能开关柜电动分合闸控制装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提出一种多功能开关柜电动分合闸控制装置，包括：MCU以及连接所述MCU的：开关电源电路、外部行程开关检测电路、电机驱动和检测电路、合闸线圈接线检测和驱动控制电路、以及分闸线圈接线检测和驱动控制电路。其利用不同的接线检测实现对单元类型的判断，使用方便，降低了制造及库存成本。
Description
技术领域
本实用新型涉及电气设备领域，尤其涉及一种多功能开关柜电动分合闸控制装置。
背景技术
现有的开关柜电动分合闸的控制模块（以下简称控制模块）需要根据不同的开关柜型号和不同的工作电压等级配置不同的电压等级。以电力设备环网柜为例，目前一般至少需要有三种类型的电动分合闸模块，分别为进线C单元，出线F单元，断路器V单元。其中每种还要有4种电压等级为DC24V、DC48V、DC110V、DC220。这样就需要12种型号。生产及库存都比较麻烦。
同时，现有的控制模块不具备检测线路故障的功能，难以定位故障源。
实用新型内容
本实用新型针对现有技术存在的缺陷和不足，提出一种多功能开关柜电动分合闸控制装置，通过一套控制装置的方案设计即可以满足至少12种类型的电动分合闸控制的适配，其中，不同的电压等级支配通过开关电源电路实现，而不同类型的单元连接的识别，则通过多个检测电路和单片机进行识别，继而通过多个检测电路的设置，使控制装置还带有了故障检测定位的新的功能。
其具体采用以下技术方案：
一种多功能开关柜电动分合闸控制装置，其特征在于，包括：MCU以及连接所述MCU的：开关电源电路、外部行程开关检测电路、电机驱动和检测电路、合闸线圈接线检测和驱动控制电路、以及分闸线圈接线检测和驱动控制电路。
优选地，所述开关电源电路与开关柜主回路的电源分离，输入电压为DC24V~DC220V，输出电压为DC12V。
优选地，所述MCU采用STM8S003K3。
优选地，所述外部行程开关检测电路由多个相互独立的检测端口构成。
优选地，所述电机驱动和检测电路包括相连接的：电机驱动控制电路、电极接线检测电路和电机正反转控制电路。
优选地，所述合闸线圈接线检测和驱动控制电路包括合闸线圈接线检测电路和合闸线圈驱动控制电路；所述分闸线圈接线检测和驱动控制电路包括分闸线圈接线检测电路和分闸线圈驱动控制电路。
优选地，还包括连接MCU的LED指示电路。
本实用新型及其优选方案在一套控制方案内，利用不同的接线检测实现对单元类型的判断，使用方便，降低了制造及库存成本；采用开关电源电路并将控制回路的电源和主回路的电源分开，利用其宽输入电压的特性，实现DC24~DC220V输入电压均可以DC12V供控制回路使用，减少了因为不同的电压规格产生的不同型号。进一步地，由于采用了多种检测电路，还可以实现对开关柜设备不同组件的通断和是否正常工作的判断，从而提供了故障的检测和定位的功效。
附图说明
下面结合附图和具体实施方式对本实用新型进一步详细的说明：
图1为本实用新型实施例开关电源电路原理示意图；
图2为本实用新型实施例外部行程开关检测电路原理示意图；
图3为本实用新型实施例电机驱动和检测电路原理示意图；
图4为本实用新型实施例合闸线圈接线检测和驱动控制电路原理示意图；
图5为本实用新型实施例分闸线圈接线检测和驱动控制电路原理示意图；
图6为本实用新型实施例MCU电路原理示意图；
图7为本实用新型实施例LED指示电路原理示意图；
图8为本实用新型实施例进线C单元接线示意图；
图9为本实用新型实施例出线F单元接线示意图；
图10为本实用新型实施例断路器V单元接线示意图。
具体实施方式
为让本专利的特征和优点能更明显易懂，下文特举实施例，并配合附图，作详细说明如下：
如图1-图7所示，在本实施例提供的多功能开关柜电动分合闸控制电路中，包括：MCU以及连接MCU的：开关电源电路、外部行程开关检测电路、电机驱动和检测电路、合闸线圈接线检测和驱动控制电路、LED指示电路以及分闸线圈接线检测和驱动控制电路。
其中，开关电源电路的电路原理图如图1所示，在本实施例中，开关电源电路与开关柜主回路的电源分离，输入电压为DC24V~DC220V，输出电压为DC12V。利用其宽输入电压的特性，实现DC24~DC220V输入电压均可以DC12V供控制回路使用。解决了因为不同的电压规格产生的不同型号的适配问题。
如图2所示，外部行程开关检测电路由多个相互独立的检测端口构成，其核心基于三极管的检测电路。当外部行程开关接入时，检测三极管的基极和发射极之间产生压降使三级管导通，从而对外输出检测信号。
如图3所示，电机驱动和检测电路由相连接的：电机驱动控制电路、电极接线检测电路和电机正反转控制电路构成。
其中，对于电极接线检测电路，当电机未接上线路之前，三极管未触发，MDT上拉为高电平，则判定电机未接线；当电机接上线路后，电源正极通过电机触发三极管，将MDT拉低为低电平，则判定电机已连接。
对于故障判断：当电机连接好时，MDT为低电平，此时如果驱动电机，电机负极通过MOS管和地联通，三极管解除触发，MDT上拉为高电平，则驱动电路正常，反之，则驱动电路异常。
如图4、图5所示，在本实施例中，合闸线圈接线检测和驱动控制电路包括合闸线圈接线检测电路和合闸线圈驱动控制电路；分闸线圈接线检测和驱动控制电路包括分闸线圈接线检测电路和分闸线圈驱动控制电路。
合闸和分闸电路基本类似，当线圈未接上电路之前，三极管未触发，YxDT(x=1或2)上拉为高电平，则判定合闸或分闸线圈未接线；当线圈接上线路后，电源正极通过线圈触发三极管，当YxDT拉低为低电平，判定线圈已连接。
对于故障判断：当线圈连接好时，YxDT为低电平。此时如果驱动线圈，线圈负极通过MOS管与地连通，三极管解除触发，YxDT上拉为高电平，则表明驱动电路正常，反之则驱动电路异常。
如图6所示，本实施例中，MCU采用STM8S003K3，其根据各检测电路传递的信号，判断哪些电路模块完成接线，并根据预设的判断逻辑，对控制逻辑进行输出。也可以根据预设的判断逻辑，输出哪些模块存在故障的提示信号。
如图7所示，本实施例提供的LED指示电路即是用于显示MCU输出的工作状态或故障状态信号，以便操作使用。其也可以替换或增加蜂鸣器或LCD显示屏实现类似的功能。
通过以上电路结构的设计，本实施例即可以实现基于接线的工作模式判断和选择：
如图8所示，当模块接线按进线C单元接线图接线后, 模块通过检测电路判定：
1) 电机已连接；
2) 分合闸线圈均未连接；
则判定为C单元,执行C单元控制逻辑。
如图9所示，当模块接线按出线F单元接线图接线后, 模块通过检测电路判定
1) 电机已连接；
2) 分合闸线圈均已连接；
3) 保护跳闸信号和自动储能信号均未连接；
则判定为F单元, 执行F单元控制逻辑。
如图10所示，当模块接线按出线F单元接线图接线后, 模块通过检测电路判定
1) 电机已连接；
2) 分合闸线圈均已连接；
3) 保护跳闸信号和自动储能信号均已连接（连接至外部行程开关检测电路）；
则判定为V单元, 执行V单元控制逻辑。
综上，1）本实施例采用宽输入的开关电源，统一了电压等级；
2）本实施例通过线路检测电路，可以判定不同的接线方式，执行不同的控制逻辑，统一了不同开关柜的控制要求；
3）本实施例通过线路检测电路，还可以进一步实现故障检测功能，实现故障早发现并快速定位，提高产品可靠性。
本专利不局限于上述最佳实施方式，任何人在本专利的启示下都可以得出其它各种形式的多功能开关柜电动分合闸控制装置，凡依本实用新型申请专利范围所做的均等变化与修饰，皆应属本专利的涵盖范围。
Claims (7)
1.一种多功能开关柜电动分合闸控制装置，其特征在于，包括：MCU以及连接所述MCU的：开关电源电路、外部行程开关检测电路、电机驱动和检测电路、合闸线圈接线检测和驱动控制电路、以及分闸线圈接线检测和驱动控制电路。
2.根据权利要求1所述的多功能开关柜电动分合闸控制装置，其特征在于：所述开关电源电路与开关柜主回路的电源分离，输入电压为DC24V~DC220V，输出电压为DC12V。
3.根据权利要求1所述的多功能开关柜电动分合闸控制装置，其特征在于：所述MCU采用STM8S003K3。
4.根据权利要求1所述的多功能开关柜电动分合闸控制装置，其特征在于：所述外部行程开关检测电路由多个相互独立的检测端口构成。
5.根据权利要求1所述的多功能开关柜电动分合闸控制装置，其特征在于：所述电机驱动和检测电路包括相连接的：电机驱动控制电路、电极接线检测电路和电机正反转控制电路。
6.根据权利要求1所述的多功能开关柜电动分合闸控制装置，其特征在于：所述合闸线圈接线检测和驱动控制电路包括合闸线圈接线检测电路和合闸线圈驱动控制电路；所述分闸线圈接线检测和驱动控制电路包括分闸线圈接线检测电路和分闸线圈驱动控制电路。
7.根据权利要求1所述的多功能开关柜电动分合闸控制装置，其特征在于：还包括连接MCU的LED指示电路。
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2020
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