ba于pic单片机的永磁操动机构操作线圈电子控制单元

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1、一种基于PIC单片机的永磁操动机构操作线圈电子控制单元AnElectronicControlUnitofOperatingCoilinPermanentMagneticActuatorBasedonPICSingle-chipComputer(西安交通大学电气工程学院，西安710049)申潭林静王汝文陈德桂孙志强(Xi'anJiaotongUniversity710049Xi'an)ShenTanLinJingWangRuwenChenDeguiSunZhiqiang[摘要]将PIC16F877和争行显示驭动器MAX7219应用于永A机构电子拉制器的设计.硬件电路简单，成本低;软件简洁;开发

2、方便。[Abstract]Thesingle-chipcomputerPIC16F877andtheserialdriverMAX7219areappliedtothedesignoftheelectroniccontrollerforpermanentmagneticactuator.Thehardwareandsoftwarestructureoftheelectroniccontrolunitaresimplifie氏anditsdevelopmentismoreconvenientandeconomical.【关键询]PIC单片机;永磁操动机构;电子控制单元[Keywords]PIC

3、single-chipcomputer;permanentmagneticactuator;electroniccontrolunit1概述真空断路器由于其结构紧凑、免维护和安全等特点而在中压开关领域占据统治地位。但弹簧机构由于零部件较多、结构复杂而降低了可靠性。近年来发展起来的永磁操动机构的吸力特性与真空断路器的负载特性比较一致，而且永磁机构具有自保持功能.无需脱锁扣装置，而使结构十分简单，工作可靠性提高川，它的机械寿命可达10万次。它还有一个重要的特点就是动作快速而准确。适合于实现自动重合功能。随着现代电子技术的进步、电力电子器件性能和参数的提高。电子元器件逐渐代替机电式继电器和有触点的

4、辅助开关等来实现对断路器的控制与驱动.电子控制系统可以控制永磁机构的分合闸特性。实现速度特性的智能控制以及开关的选相操作[21。电子控制系统的高操作精度有助于选定合分闸的最佳时刻[31以及完成重合闸操作.其结构框图如图1所示:机构线圈供电单元提供操作回路的电源，一般有直流电源供电和电容器供电两种方式;机构线圈操作回路完成线圈电流的通断控制以及续流操作;电子控制单元实现电源状态的实时检测，实现开关状态及控制单元的监视，完成逻辑控制功能。机构线圈供电单元机构线圈操作回路电子控制单元图I电子控制系统结构框图本文的机构线圈供电单元采用大容量电容器提供直流电压。三相工频交流电经过ACIDC模块和滤波器

5、后，给大容量电容器充电，在机构动作时，由电容器放电提供操作线圈所需的能量。采用带有迟滞回环特性的比较器来调整电容器电压，以保证电容器两端的电压在断路器可靠操作所要求的范围内。机构线圈操作回路选用功—223率开关器件IGBT来控制合分闸线圈的通断，该种电力电子元件开关速度快.可以很好的完成线圈回路的通断操作，驱动电路选用专用模块。电子控制单元实现电源状态检测功能、控制机构合分闸以及输入输出回路等。以下主要付论电子控制单元的实现。将PIC16F877单片机和申行显示驱动器MAX7219应用于双线圈双稳态永磁操动机构电子控制单元中。PIC单片机印一系列特点如片内资源丰富、驱动能力强、指令精简、具有

6、在线调试功能等使得电子控制单元硬件电路简单，成本低:软件简洁;开发方便。MAX7219和单片机之间串行传送数据，占用单片机端口少，其本身可直接驱动8位LED显示，进一步简化了控制单元的硬件电路。MAX7219和单片机之间的通讯程序也非常简单，简化了控制单元的显示程序。2电子空制单元的结构设计及控制功能2.1结构设计电了控制单元的工作流程是:由中央运算单元接收电源检测信号以及各种外部输入，经逻辑运算处理后，给出合、分闲操作信号或完成一次重合闸操作，并相应地给出各种状态信号或示警信号。由显示驱动器驱动LED显示开头荣作次数.其结构框图如图2所示。图2电子控制单元结构框图开关量输入信号包括外部合分

7、闸操作指令、接近开关检测的合分闸位置信号，现场提供的失压、过流信号等。状态显示包括合分闸状态显示、操作电源显示、允许操作显示等.示警输出包括电源电压跌落、电容电压跌落、机构动作不到位显示、失压过流故障等。继电器输出驱动开关柜面板指示灯及相邻开关柜之间的连锁信号。操作次数显示采用六位LED,2.2控制单元实现的功能本文的电子控制单元完成了断路器操作及使用现场对控制器要求的各种功能:1)控制操作电源电容器的充、放