CN216649222U - 断路器的控制电路 - Google Patents

Abstract

本申请提供一种断路器的控制电路，断路器包括主断路器线圈和主断路器触点；控制电路包括：第一控制单元和第二控制单元；其中，第一控制单元是用于控制主断路器触点通断的单元，第二控制单元是用于控制主断路器触点导通的单元，主断路器线圈、主断路器触点以及第一控制单元连接后形成主控制电路；第二控制单元、第一控制单元与主断路器线圈连接形成第一控制电路，以实现第二控制单元通过第一控制电路监测主断路器线圈的状态以保证控制电路未在主断路器触点导通后减小经过主断路器线圈的电流时通过控制第一控制电路停止电源对主断路器线圈的供电。

Description

断路器的控制电路

技术领域

本申请涉及断路器技术领域，尤其涉及一种断路器的控制电路。

背景技术

轨道交通牵引***中，断路器是设置在电网侧和变流器之间的，用于在被控电路中出现过电流或异常情况时断开被控电路与电网侧的连接以保护被控电路。其中，该断路器的导通与关断需要对应的控制电路控制。

断路器的控制电路一般采用控制器中内置的常开继电器和常闭继电器控制断路器的被控线圈的导电状态从而控制断路器的开关状态，即上述常开继电器闭合时，与该常开继电器对应的常开触点闭合，使得与该常开触点连接的断路器线圈导电，断路器触点闭合，被控电路获得电信号；常闭继电器断开时，与该常闭继电器的常闭触点断开，使得与该常闭触点连接的断路器线圈断电，断路器触点断开，被控电路断开电信号。由于断路器导通所需功率大于维持导通状态的运行所需功率，控制电路在断路器导通后的预设时间内通过切换断路器线圈串联电路的方式降低通过该线圈的电流以保护处于导通状态的断路器线圈不被导通大电流烧毁。

但是，控制电路切换上述串联电路不及时易导致断路器线圈烧坏从而对断路器产生不可逆转的损伤。

实用新型内容

本申请提供一种断路器的控制电路，用以解决保护断路器导通后断路器线圈不被烧毁的问题。

本申请提供一种断路器的控制电路，断路器包括主断路器线圈和主断路器触点；控制电路包括：第一控制单元和第二控制单元；其中，第一控制单元是用于控制主断路器触点通断的单元，第二控制单元是用于控制主断路器触点导通的单元；

主断路器线圈、主断路器触点以及第一控制单元连接后形成主控制电路；第二控制单元、第一控制单元与主断路器线圈连接形成第一控制电路。

可选地，控制电路还包括：主控制模块；主控制模块与第一控制单元连接。

可选地，控制电路还包括：阻抗单元；

阻抗单元、主断路器线圈、主断路器触点以及第一控制单元连接后形成主控制电路。

可选地，第一控制单元包括第一从断路器触点和用于控制第一从断路器触点闭合的第一从断路器线圈；

阻抗单元、主断路器线圈、主断路器触点以及第一从断路器触点连接后形成主控制电路。

可选地，阻抗单元包括限流电阻；

第一从断路器触点的第二端与限流电阻的第一端连接，限流电阻的第二端与主断路器触点的第一端连接，主断路器触点的第二端与主断路器线圈的第一端连接；第一从断路器触点的第一端连接电源正极，主断路器线圈的第二端连接电源负极。

可选地，主控制模块与第一从断路器触点的第二端连接。

可选地，控制电路还包括第三控制单元；

第三控制单元与第一从断路器线圈连接后形成第二控制电路。

可选地，第三控制单元包括第三从断路器触点和用于控制第三从断路器触点闭合的第三从断路器线圈；

第三从断路器触点的第一端连接第一从断路器线圈的第二端，第一从断路器线圈的第一端与电源正极连接，第三从断路器触点的第二端连接电源负极。

可选地，第二控制单元包括第二从断路器触点和用于控制第二从断路器触点闭合的第二从断路器线圈；

第二从断路器触点的第一端连接第一从断路器触点的第二端。

可选地，控制电路还包括第四控制单元；

第四控制单元与第二从断路器线圈连接后形成第三控制电路。

本申请提供一种断路器的控制电路，断路器包括主断路器线圈和主断路器触点；控制电路包括：第一控制单元和第二控制单元；其中，第一控制单元是用于控制主断路器触点通断的单元，第二控制单元是用于控制主断路器触点导通的单元，主断路器线圈、主断路器触点以及第一控制单元连接后形成主控制电路；第二控制单元、第一控制单元与主断路器线圈连接形成第一控制电路，以实现第二控制单元通过第一控制电路监测主断路器线圈的状态以保证控制电路未在主断路器触点导通后减小经过主断路器线圈的电流时通过控制第一控制电路停止电源对主断路器线圈的供电。

附图说明

此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本申请的实施例，并与说明书一起用于解释本申请的原理。

图1为本申请一实施例提供的断路器的控制电路的应用场景图；

图2为本申请一实施例提供的断路器的控制电路的结构示意图；

图3为本申请另一实施例提供的断路器的控制电路的结构示意图；

图4为本申请另一实施例提供的断路器的控制电路的结构示意图。

通过上述附图，已示出本申请明确的实施例，后文中将有更详细的描述。这些附图和文字描述并不是为了通过任何方式限制本申请构思的范围，而是通过参考特定实施例为本领域技术人员说明本申请的概念。

具体实施方式

这里将详细地对示例性实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本申请相一致的所有实施方式。相反，它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本申请的一些方面相一致的装置和方法的例子。

本申请的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”、等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换。例如，在不脱离本文范围的情况下，第一供电区也可以被称为第二供电区，类似地，第二供电区也可以被称为第一供电区。

再者，如同在本文中所使用的，单数形式“一”、“一个”和“该”旨在也包括复数形式，除非上下文中有相反的指示。

应当进一步理解，术语“包含”、“包括”表明存在的特征、步骤、操作、元件、组件、项目、种类、和/或组，但不排除一个或多个其他特征、步骤、操作、元件、组件、项目、种类、和/或组的存在、出现或添加。

轨道交通牵引***中，断路器是设置在电网侧和变流器之间的，用于在被控电路中出现过电流或异常情况时断开被控电路与电网侧的连接以保护被控电路。其中，该断路器的导通与关断需要对应的控制电路控制。

断路器的控制电路一般采用控制器中内置的常开继电器和常闭继电器控制断路器的被控线圈的导电状态从而控制断路器的开关状态，即上述常开继电器闭合时，与该常开继电器对应的常开触点闭合，使得与该常开触点连接的断路器线圈导电，断路器触点闭合，被控电路获得电信号；常闭继电器断开时，与该常闭继电器的常闭触点断开，使得与该常闭触点连接的断路器线圈断电，断路器触点断开，被控电路断开电信号。由于断路器导通所需功率大于维持导通状态的运行所需功率，控制电路在断路器导通后的预设时间内通过切换断路器线圈串联电路的方式降低通过该线圈的电流以保护处于导通状态的断路器线圈不被导通大电流烧毁。

但是，控制电路切换上述串联电路不及时易导致断路器线圈烧坏从而对断路器产生不可逆转的损伤。

针对上述技术问题，本申请实施例提供一种断路器的控制电路，旨在解决保护断路器导通后断路器线圈不被烧毁的问题。本申请的技术构思是：通过在控制断路器线圈的控制电路中添加监测断路器线圈对应的断路器触点连接后的电流变化状态来控制检测器线圈的导电状况，以保护断路器导通后线圈不被烧毁。

图1为本申请一实施例提供的断路器的控制电路的应用场景图，如图1所示，包括电源10、断路器11和被控电路12。当断路器11闭合时，被控电路12与电源10连接，被控电路12根据获得的电信号进行对应的操作。当被控电路12出现异常现象或者被控电路12中的负载过大导致经过断路器11的电流超出预设电流值时，断路器11会断开电源10和被控电路12之间的连接。其中，断路器11的导通与关断受到控制电路13的控制。在一实施例中，控制电路13中设有控制器、断路器线圈和断路器触点，当控制器接收到电路导通的指令时，控制断路器线圈通电以实现断路器触点闭合，断路器导通；当控制器接收到电路断开指令或者检测到经过断路器触点的电信号异常时，停止控制电路13对断路器线圈供电以断开断路器触点，断路器断开，从而保护被控电路12。

图2为本申请一实施例提供的断路器的控制电路的结构示意图。如图2所示，断路器包括主断路器线圈22和主断路器触点23，在一实施例中，断路器为常开继电器，其包含的主断路器触点23受到主断路器线圈22的控制，即该断路器中的主断路器线圈22通电时，根据电磁感应定律，主断路器触点23中的两端产生极性相反的磁场以实现吸合，主断路器触点23导通，从而实现断路器导通。

断路器的控制电路包括：用于控制主断路器触点23通断的第一控制单元20和用于控制主断路器触点21导通的第二控制单元21。其中，主断路器线圈22、主断路器触点23以及第一控制单元20连接后形成主控制电路；第二控制单元21与第一控制单元20、主断路器线圈22连接形成第一控制电路。

更具体地，当第二控制单元21和第一控制单元20满足导通条件时，向主断路器线圈22输送电信号，第一控制电路导通，主断路器线圈22中产生吸合功率满足预设吸合条件时，主断路器触点23吸合，主控制电路中第一控制单元20的外部电路导通。在第二控制单元21断开以实现控制电路停止通过第一控制电路向主断路器线圈22供电时，主控制电路仍是导通状态，即断路器导通。在此基础上，当第一控制单元20也停止向主断路器线圈供电时，主断路器触点23由于用于维持吸合状态的功率降低，主断路器触点23断开，断路器断开。

其中，在第二控制单元21和第一控制单元20均为主断路器线圈22供电时，当断路器连接的负载出现异常时，第一控制单元20亦能够断开主控制电路以断开电网侧和包含负载的被控电路的连接以保护被控电路。

在上述技术方案中，通过在原始控制电路中的单个控制单元控制断路器的导通与关断的基础上添加另一控制单元以实现多个控制单元对断路器导通和关断的控制，以限制主断路器触点的闭合与断开的条件，以保护断路器导通后断路器线圈不被烧毁。

图3为本申请另一实施例提供的断路器的控制电路的结构示意图，如图3所示，控制电路还包括：主控制模块25和阻抗单元24。其中，用于控制第一控制单元20在第二控制单元21导通后控制导通的主控制模块与第一控制单元25连接。上述连接方式包括但不限于电连接。

控制电路中，阻抗单元24、主断路器线圈22、主断路器触点23以及第一控制单元20连接后形成主控制电路。其中，阻抗单元24在主控制电路中的串联降低了第二控制单元21断开后，为主断路器线圈22提供电信号的电路从第一控制电路切换到主控制电路后，经过主断路器线圈22的电流及对应产生的功率，以匹配主断路器触点的吸合状态的所需功率，防止大电流对主断路器线圈22的损坏。

在上述技术方案中，由于在控制电路中引入用于控制第一控制单元20在第二控制单元21导通的基础上进行导通的主控制模块25，实现了控制电路中线圈与触点的导通与断开状态，并实现控制电路的切换和经过主断路器线圈22的电流大小的顺次变换，实现了对控制电路中主断路器线圈的保护。

图4为本申请另一实施例提供的断路器的控制电路的结构示意图。如图4所示，在图3所示实施例的基础上，控制电路还包括第三控制单元26和第四控制单元27。第一控制单元20包括第一从断路器触点202和用于控制第一从断路器触点202闭合的第一从断路器线圈201。第二控制单元21包括第二从断路器触点212和用于控制第二从断路器触点212闭合的第二从断路器线圈211。阻抗单元24包括限流电阻。第三控制单元26包括第三从断路器触点262和用于控制第三从断路器触点262闭合的第三从断路器线圈261。第四控制单元27包括第四从断路器触点272和用于控制第四从断路器触点272闭合的第四从断路器线圈271。

在上述控制电路中，阻抗单元24、主断路器线圈22、主断路器触点23以及第一从断路器触点202连接后形成主控制电路。在一实施例中，电源正极A与及第一从断路器触点20、限流电阻、主断路器触点23、断路器线圈22、电源负极B顺次连接以形成主控制电路。

更具体地，电源正极A与第一从断路器触点202的第一端连接，第一从断路器触点202的第二端与限流电阻的第一端连接，限流电阻的第二端与主断路器触点23的第一端连接，主断路器触点23的第二端与主断路器线圈22的第一端连接，主断路线圈22的第二端连接于电源负极B，形成主控制电路。

其中，第一从断路器触点202受第一控制单元20中的第一从断路器线圈201控制，即第一从断路器线圈201导电时，第一从断路器触点202闭合。

第一从断路器线圈201的第一端与电源正极A连接，第一从断路器线圈201的第二端与第三控制单元26中的第三从断路器触点262的第一端连接，第三从断路器触点262的第二端与电源负极B连接，构成第二控制电路。当第三从断路器触点262闭合时，第一从断路器线圈201导电，第一从断路器触点202闭合。

其中，第三从断路器触点262是由第三控制单元26中的第三从断路器线圈261控制的，即第三从断路器线圈261收到电信号时，第三从断路器触点262闭合。

上述第三从断路器线圈261收到的电信号是由与第三从断路器线圈261连接的主控制模块25发出的。当主控制模块25生成第三控制单元26导通的电信号时，第三从断路器线圈261导通，第三从断路器触点262闭合，第一从断路器线圈201获得电信号，第一从断路器触点202闭合。主控制模块25还与第一从断路器触点202的第二端相连，当第一从断路器触点202闭合时，主控制模块25收到表示第一控制模块闭合成功的电信号。在一实施例中主控制模块25为可编程的FPGA芯片。

其中，第四从断路器触点272是由第四控制单元27中的第四从断路器线圈271控制的，即第三从断路器线圈261收到电信号时，第三从断路器触点262闭合。

第一从断路器触点202的第二端还与第二控制单元21包括第二从断路器触点212的第一端连接，第二从断路器触点212的第二端与主断路器线圈22的第一端连接，结合电源正极A、电源负极B构成第一控制电路。在上述第一从断路器触点202闭合的基础上，第第二从断路器触点212闭合，第一控制电路导通，主断路器线圈22导通，主断路器触点23亦随动闭合，主控制电路亦实现闭合。

其中，第二从断路器触点212是由第二控制单元21中的第二从断路器线圈211控制的，即第二从断路器线圈211收到电信号时，第二从断路器触点212闭合。

第二从断路器线圈211的第一端与电源正极A连接，第二从断路器线圈211的第二端与第四控制单元27中的第四从断路器触点272的第一端连接，第四从断路器触点272的第二端与电源负极B连接，构成第三控制电路。当第四从断路器触点272闭合时，第二从断路器线圈211导电，第一从断路器触点212闭合。

上述第四从断路器线圈271收到的电信号是由与第四从断路器线圈271连接的主控制模块25发出的。当主控制模块25在接收到表示第一控制模块闭合成功的电信号之后，生用于导通第四控制单元27中的第四从断路器线圈271的电信号。当第四从断路器线圈271导通后，第四从断路器触点272闭合，第二从断路器线圈211获得电信号，第二从断路器触点212闭合，主断路器线圈22闭合。

由于经过主断路器线圈22的电信号是由第一控制电路提供的，在该线圈闭合后，第一控制电路中的电流大于维持主断路器线圈22的所需电流。为了保护主断路器线圈22不被大电流损坏，需要降低经过主断路器线圈22的电流。其中，根据安培定则，降低电流的方法包括保持被保护器件所在电路中阻值不变，降低供电电压；或者，保持被保护器件所在电路中供电电压不变，增大电路中的阻值。

在本申请所提供的断路器的控制电路中，选择增大电路中的阻值以降低经过被保护器件的电流，即增大主断路器线圈22所在电路中的阻值以降低经过主断路器线圈22的电流。其中，改变阻值是通过改变控制上述主断路器线圈22的控制电路中的器件。

更具体地，当主断路器线圈22导通时，主断路器触点23闭合，第一从断路器触点202的第二端到主断路器线圈22的第一端之间的电路导通，上述导通的电路中包含限流电阻。

在预设时间范围内，主控制模块25生成用于断开第二控制单元21中的第二从断路器触点212的电信号并将其发送给第四控制单元27中的第四从断路器线圈271。第四从断路器线圈271通过控制第四从断路器触点272的断开停止电源向第二控制单元21中的第二从断路器线圈211供电，从而关断第二从断路器触点212，此时，经过主断路器线圈22的电流是从电源正极A经过第一从断路器触点202、限流电阻、主断路器触点23、主断路器线圈22到电源负极B的电流。

当断路器需要断开时，主控制模块25生成控制第一从断路器触点202的指令并将其发送给第三控制单元26中的第三从断路器线圈261，第三从断路器线圈261失去电信号，第三从断路器触点262断开，第一从断路器线圈201失去导通的电信号，第一从断路器触点202断开。主断路器线圈22失去导通的电信号，主断路器触点23断开，断路器完成断开操作。

在上述技术方案中，由于控制电路中置有用于控制断路器道导通与关断的第一控制单元、第二控制单元、控制第一控制单元导通的第三控制单元、控制第二控制单元导通的第四控制单元及控制上述四种控制单元按照预设指令及预设时间执行预设操作的主控制模块，实现控制电路对主断路器线圈的双步导电与断电操作，从而保护主断路器线圈不被电源产生的大电流损坏。

本领域技术人员在考虑说明书及实践这里公开的实用新型后，将容易想到本申请的其它实施方案。本申请旨在涵盖本申请的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本申请的一般性原理并包括本申请未公开的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的，本申请的真正范围和精神由下面的权利要求书指出。

应当理解的是，本申请并不局限于上面已经描述并在附图中示出的精确结构，并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本申请的范围仅由所附的权利要求书来限制。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本申请的技术方案，而非对其限制。尽管参照前述各实施例对本申请进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换。而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本申请各实施例技术方案的范围。

Claims (10)

1.一种断路器的控制电路，其特征在于，所述断路器包括主断路器线圈和主断路器触点；所述控制电路包括：第一控制单元和第二控制单元；其中，所述第一控制单元是用于控制主断路器触点通断的单元，所述第二控制单元是用于控制主断路器触点导通的单元；

所述主断路器线圈、所述主断路器触点以及所述第一控制单元连接后形成主控制电路；所述第二控制单元、第一控制单元与所述主断路器线圈连接形成第一控制电路。

2.根据权利要求1所述的控制电路，其特征在于，所述控制电路还包括：主控制模块；所述主控制模块与所述第一控制单元连接。

3.根据权利要求2所述的控制电路，其特征在于，所述控制电路还包括：阻抗单元；

所述阻抗单元、所述主断路器线圈、所述主断路器触点以及所述第一控制单元连接后形成主控制电路。

4.根据权利要求3所述的控制电路，其特征在于，所述第一控制单元包括第一从断路器触点和用于控制第一从断路器触点通断的第一从断路器线圈；

所述阻抗单元、所述主断路器线圈、所述主断路器触点以及所述第一从断路器触点连接后形成主控制电路。

5.根据权利要求4所述的控制电路，其特征在于，所述阻抗单元包括限流电阻；

所述第一从断路器触点的第二端与所述限流电阻的第一端连接，所述限流电阻的第二端与所述主断路器触点的第一端连接，所述主断路器触点的第二端与所述主断路器线圈的第一端连接；所述第一从断路器触点的第一端连接电源正极，所述主断路器线圈的第二端连接电源负极。

6.根据权利要求5所述的控制电路，其特征在于，所述主控制模块与所述第一从断路器触点的第二端连接。

7.根据权利要求4所述的控制电路，其特征在于，所述控制电路还包括第三控制单元；

所述第三控制单元与第一从断路器线圈连接后形成第二控制电路。

8.根据权利要求7所述的控制电路，其特征在于，所述第三控制单元包括第三从断路器触点和用于控制第三从断路器触点闭合的第三从断路器线圈；

所述第三从断路器触点的第一端连接所述第一从断路器线圈的第二端，所述第一从断路器线圈的第一端与电源正极连接，所述第三从断路器触点的第二端连接电源负极。

9.根据权利要求5所述的控制电路，其特征在于，所述第二控制单元包括第二从断路器触点和用于控制第二从断路器触点闭合的第二从断路器线圈；

所述第二从断路器触点的第一端连接所述第一从断路器触点的第二端。

10.根据权利要求9所述的控制电路，其特征在于，所述控制电路还包括第四控制单元；

所述第四控制单元与第二从断路器线圈连接后形成第三控制电路。

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