基本信息
- 项目名称：
- 智能大功率开关驱动控制器
- 来源：
- 第十二届“挑战杯”省赛作品
- 小类：
- 机械与控制
- 大类：
- 科技发明制作A类
- 简介：
- 本开关就是采用强电系统控制大电容蓄能装置瞬时释放出高压大电流，以此驱动直流电磁铁工作，直流电磁铁铁心导杆进而发生可控距离的直线运动，该直线运动带动高压开关的闭合与断开。它可实现高压断路器的同步开合快速开合，运行可靠性高，同时做到强弱电系统的隔离，从而保证操作人员的人身安全。且本控制系统可实现在线操作和远程遥控操作，提高了操作的智能化水平。
- 详细介绍：
- 智能大功率开关驱动控制器可消除现有开关存在的滑动摩擦，使开关动作轻松顺畅，使接点接触非常紧密可靠，构造简单，充分利用了磁与铁、磁与磁相吸而又可分离的原理，使动、静触点接触得更可靠，简化了现有跷板式开关的结构，降低了成本，省去了一些机械结构及其磨损，提高了开关的耐用性和安全性。而且永磁体的磁场有磁吹灭孤作用，工作可靠，使用寿命长。 智能大功率开关驱动控制器的优点是稳定性好、传输速度快、抗干扰能力强。智能大功率开关驱动控制器单独使用专门的信号线，不受其他如电力线、无线电等辐射杂波干扰，产品操作稳定性非常强。性能方面的稳定将决定传输信号的速度和抗干扰能力。我们所制作的智能大功率开关驱动控制器属于第三代智能开关，技术上比较完善，所以传输速度，稳定性，抗干扰能力非常好，设计理念上有合理化的电路安全设计，避免开关出现短路和烧毁等损失。 智能产品的高安全和可靠性能，能最大限度地提高系统和产品的运行质量和供电质量，并达到节省成本，提高经济效益的目的。智能大功率开关驱动控制器的智能化，小型化，高安全和可靠性能必然符合社会发展的需要，它用途广泛，可作各种形式的大功率开关、直流运动设备的驱动器。操作方便，结构简单，具有噪音小，动作灵敏可靠，重量轻的优点。
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作品专业信息
设计、发明的目的和基本思路、创新点、技术关键和主要技术指标
- 传统的大功率开关控制主要是依赖于手动和机械操作，然而随着电力电子技术、微型计算机技术、自动控制理论学科的迅速发展，为智能型的弱电控制强电系统提供了技术支持。弱电系统特别是微型计算机系统控制强电技术的应用越来越广，利用价值越来越高。较早期高压断路器的手动操作或手动和机械操作相配合，极易发生带负荷操作隔离开关会造成断路器误动作，母线三相短路或接地等操作事故，严重破坏了电力系统的稳定性并危及人身安全。本制作的智能永磁开关控制器就是采用弱电系统控制大电容蓄能装置瞬时释放出高压大电流，以此驱动直流电磁铁工作，控制直流电磁铁铁心导杆进而发生可控距离的直线运动，该直线运动带动高压开关的闭合与断开。本开关控制器可实现高压断路器的快速闭合与断开，且运行可靠性高；系统同时做到强弱电系统的隔离，同时控制器采用了遥控控制操作，同样达到预期效果，从而更确保操作人员的人身安全。因此，智能大功率开关驱动控制器的研制具有重要的意义和价值. 电容充电时间：4s~5s 电容充满后电压：300V~310V 电容放电时间：10ms左右 放电瞬间电流：21A
科学性、先进性
- 本开关控制器可实现同步开合，快速开合，且运行可靠性高；系统同时做到强弱电系统的隔离，保证了操作人员的人身安全。在技术上比较完善，所以传输速度，稳定性，抗干扰能力非常好。在设计理念上有合理化的电路安全设计，避免开关出现短路和烧毁等现象。此外，本控制器采用了现在比较流行的遥控控制技术，同样达到手动操作效果。 传统开关接线繁琐，自动化程度低，实现遥控和遥调功能的难度较大。开关会产生电火花，会对继电器的触点产生损害，轻者使触点烧出凹坑，重则烧熔触点，引起事故；还有可能产生较大的“泄放电压”，甚至可以击穿某些电路板上的电子元件，使其损坏，对于触点来说，由于触点连接的电路上有可能也存在着电感性负载，所以在通电或断电的瞬间也会产生上面所说的现象。因此，为了消除电火花或“反峰电压”的影响，除了需要触点上并联“电火花”电容外，若继电器线圈工作于直流电路，还应该在线圈的两端反向并联一只“续流二极管”，用以消除由于线圈的电感特性对电路产生的影响或损害。
获奖情况及鉴定结果
- 2010年底，信阳市科技局有关专家与我院院长及相关老师对作品进行了对作品的可靠性、实用性进行评定，经评定效果良好，并对该作品进行验收。 本作品于2010年12月在信阳师范学院第八届“挑战杯”大学生科技作品竞赛中获一等奖。 本作品参与了河南省第九届挑战杯得终审决赛。
作品所处阶段
- 可生产阶段
技术转让方式
- 目前没技术转让。
作品可展示的形式
- 实物、产品；现场演示
使用说明,技术特点和优势,适应范围,推广前景的技术性说明,市场分析,经济效益预测
- 智能大功率开关驱动控制器用途广泛，操作方便，结构简单，具有噪音小，动作灵敏高，重量轻的优点。可实现同步开合，快速开合，运行可靠性高。系统同时做到强弱电系统的隔离，保证了操作人员的人身安全。产品在技术上比较完善，所以传输速度，稳定性，抗干扰能力非常好；在设计理念上有合理化的电路安全设计，避免开关出现短路和烧毁等损失。智能大功率开关驱动控制器可以消除现有开关存在的滑动摩擦，使开关动作轻松顺畅，接点接触紧密可靠。大功率开关驱动控制器不仅简化了现有跷板式开关的结构，降低了成本，省去了一些机械结构及其磨损，提高了开关的耐用性和安全性，而且永磁体的磁场有磁吹灭孤作用，工作可靠，使用寿命长。智能产品的高安全和可靠性，最大限度地提高系统和产品的运行质量和供电质量，并达到节省成本，提高经济效益的目。随着社会发展，高可靠性、少免维护型产品的市场需求必将快速稳步增长，而这也正是智能大功率开关驱动控制器的一个比较重要的优点。
同类课题研究水平概述
- 在中压断路器领域，国外永磁机构技术的研究开始于20世纪80年代末，欧洲以英国和德国为代表。 1）1989年英国曼彻斯特大学系统与能量组为GEC公司设计了一台永磁机构模型。 2）1992年前后，永磁机构技术开始在英国工业应用。 3）1995年英国的Whipp&Bourne公司进一步改进了结构。 4）1997年ABB Calor Emag开关设备公司VM1型配永磁机构的真空断路器，VM1所配的永磁机构是一种双稳态线圈结构，采用电容其作为充放电组件，可以实现充合闸操作。采用微电子逻辑电子线路组成的控制单元及传感智能单元，微电子逻辑电子线路控制单元具有强的电磁干扰抑制能力，并具有自诊断及可通讯功能。 5）英国IPEC公司推出用于中压开关装置的电磁驱动器（MAGACT）该公司将永久磁铁由静铁心移到动铁心上，且操作时所需的电能大大降低。 6） 继ABB公司之后，国外其它一些开关制造企业也纷纷向市场推出了类似的产品。乌克兰TAVRIDA公司的永磁驱动机构为单稳态结构，采用分闸弹簧使断路器保持在分闸位置。
