專利名稱：永磁機(jī)構(gòu)中線圈的控制電路的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種永磁機(jī)構(gòu)中線圈的控制電路，屬于電磁控制技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
永磁機(jī)構(gòu)是由動鐵芯、定鐵芯、永久磁鐵、工作線圈、驅(qū)動軸五部分組成，其 工作原理是合閘時，控制器控制外部電路向線圈提供驅(qū)動電流，線圈產(chǎn)生的磁場與永 久磁鐵產(chǎn)生的磁場相一致，相互疊加，隨著電流的不斷增大，磁場產(chǎn)生的驅(qū)動力逐漸變 大，并且驅(qū)動力隨著磁隙的減小而增大，當(dāng)驅(qū)動力達(dá)到某一程度時，最終將動鐵芯推到 合閘位置，吸合后是靠磁力間的吸引來保持合閘；分閘時，向線圈提供一個反向的小電 流，該電流產(chǎn)生的磁場與永磁體產(chǎn)生的磁場相反，消弱了鐵磁回路的磁場，當(dāng)磁力小于 合閘保持力時，合力推動機(jī)構(gòu)動鐵芯向分閘方向運(yùn)動來完成分閘。由于永磁機(jī)構(gòu)構(gòu)成 簡單，具有長壽命、高可靠、免維護(hù)、高效節(jié)電等特性，并且將隨著國家節(jié)能政策的實(shí) 施，永磁技術(shù)近幾年來被廣泛運(yùn)用于開關(guān)電器等領(lǐng)域。而在開關(guān)電器實(shí)際應(yīng)用中要實(shí)現(xiàn) 上述動作，是通過控制工作線圈的控制電路來實(shí)現(xiàn)的。現(xiàn)有的永磁機(jī)構(gòu)中線圈的控制是 借助大量大功率電子元件來觸發(fā)線圈控制電路啟動線圈工作，而且是分別通過控制合閘 線圈和分閘線圈兩個線圈來實(shí)現(xiàn)永磁機(jī)構(gòu)的分合閘，這種借助大量大功率電子元件進(jìn)行 線圈控制的方法其存在的不足是當(dāng)電壓不穩(wěn)定出現(xiàn)晃電時容易受到干擾，線圈觸發(fā)電路 會因電流的變化出現(xiàn)錯誤觸發(fā)，造成永磁機(jī)構(gòu)錯誤動作，嚴(yán)重時會燒毀電子元件，且動 作速度較慢，不能保證設(shè)備的長期穩(wěn)定、正常的運(yùn)行。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型的目的就是針對上述現(xiàn)有永磁機(jī)構(gòu)中線圈控制存在的不足，提供一 種永磁機(jī)構(gòu)中線圈的控制電路，在現(xiàn)有的基礎(chǔ)上進(jìn)一步優(yōu)化控制電路，采用以CPU中 央微處理器為核心的控制電路，通過控制一個線圈就可以實(shí)現(xiàn)分合閘動作，抗干擾能力 強(qiáng)，保證了在電壓不穩(wěn)定環(huán)境下永磁線圈能夠長期穩(wěn)定、可靠地運(yùn)行。本實(shí)用新型的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的，永磁機(jī)構(gòu)中線圈的控制電路，包括電源模 塊、線圈控制模塊、通訊模塊，其特征是設(shè)有中心處理模塊、電壓采樣模塊、按鍵及顯 示模塊，電源模塊分別與中心處理模塊、線圈控制模塊、電壓采樣模塊、通訊模塊、按 鍵及顯示模塊相連，中心處理模塊分別與線圈控制模塊、電壓采樣模塊、通訊模塊、按 鍵及顯示模塊相連，線圈控制模塊由線圈、電解電容、繼電器、三極管組成，中心處理 模塊設(shè)有CPU和RS485通訊接口。所述的中心處理模塊的CPU采用C8051F300。所述的中心處理模塊的中央微處理器通過RS485通訊接口進(jìn)行遠(yuǎn)程控制。電源模塊為各個模塊提供工作電源，電壓采樣模塊通過電阻分壓原理對控制電 壓進(jìn)行采樣，并將采樣信號傳送到中心處理模塊，中心處理模塊采用高速CPU通過實(shí) 時監(jiān)控控制電壓，來實(shí)現(xiàn)對線路的各種現(xiàn)象進(jìn)行相應(yīng)處理，線圈控制模塊由線圈、電解電容、繼電器、三極管組成，利用繼電器的觸頭的相互轉(zhuǎn)換實(shí)現(xiàn)線圈的分合閘，是永磁 機(jī)構(gòu)中線圈的直接控制部分，通訊模塊、按鍵及顯示模塊可以對運(yùn)行數(shù)據(jù)進(jìn)行采集和修 改。中心處理模塊CPU通過處理來自電壓采樣模塊控制電壓信號，并在最短的時間計(jì)算 出電壓值，當(dāng)電壓值大于或者小于設(shè)定值，CPU會進(jìn)行不同處理方式，并通過線圈控制 模塊實(shí)現(xiàn)線圈的分合閘。啟動時，當(dāng)控制電壓小于或者大于設(shè)定值，CPU主芯片通過處 理采樣到的控制電壓信號，控制線圈控制模塊實(shí)現(xiàn)永磁機(jī)構(gòu)不動作。正常工作時，控制 電壓出現(xiàn)斷電或者晃電，可以通過設(shè)置延時分?jǐn)鄷r間，來實(shí)現(xiàn)線圈的延時分?jǐn)?。整個控 制電路構(gòu)成簡單，運(yùn)行平穩(wěn)。本實(shí)用新型中心處理模塊采用新華龍C8051F300微處理器(CPU)進(jìn)行信號處 理，高速8051微控制器內(nèi)核速度可達(dá)25MIPS (系統(tǒng)時鐘為25MHZ)，運(yùn)算準(zhǔn)確，處理速 度快，信號輸出迅速。線圈控制模塊采用CPU控制，通過CPU控制，當(dāng)電壓不穩(wěn)定出現(xiàn)晃電或斷電 時，可以延時1-3秒分?jǐn)?，能夠可靠地避開晃電影響，保證設(shè)備正常運(yùn)行。通過RS485 通訊接口進(jìn)行遠(yuǎn)程控制。

圖1為本實(shí)用新型的電路框圖；圖2為本實(shí)用新型電路原理具體實(shí)施方式
結(jié)合附圖進(jìn)一步說明本實(shí)用新型，如圖1所示，永磁機(jī)構(gòu)中線圈的控制電路，由電源模塊、線圈控制模塊、通訊模塊、中心處 理模塊、電壓采樣模塊、按鍵及顯示模塊等組成，電源模塊分別與中心處理模塊、線圈 控制模塊、電壓采樣模塊、通訊模塊、按鍵及顯示模塊相連，中心處理模塊分別與線圈 控制模塊、電壓采樣模塊、通訊模塊、按鍵及顯示模塊相連，線圈控制模塊由線圈、電 解電容、繼電器、三極管組成，中心處理模塊設(shè)有RS485通訊接口。中心處理模塊CPU 采用C8051F300。中心處理模塊的中央微處理器通過RS485通訊接口進(jìn)行遠(yuǎn)程控制。電路之間信號傳遞接通電源，經(jīng)過電源模塊的處理分別給中心處理模塊、通 訊模塊、線圈控制模塊、電壓采樣電路提供電源?？刂齐妷翰蓸有盘柦?jīng)過信號處理進(jìn)入 中央CPU處理，處理后的信號傳送到線圈控制模塊，同時實(shí)現(xiàn)所控制永磁機(jī)構(gòu)的動作。如圖2所示，接通控制電源，電源經(jīng)過電源模塊的整流電路之后分為三路第 一給線圈控制模塊的線圈儲能，電解電容進(jìn)行充電。第二路經(jīng)過電阻R2和R3分壓原理 對控制電壓進(jìn)行采樣，并把控制電壓信號送入CPU。第三路是輸入開關(guān)電源初級，通過 開關(guān)電源來產(chǎn)生不同的電壓，其中一路為產(chǎn)生直流5V電壓經(jīng)過穩(wěn)壓芯片的處理得到直流 3V的電壓直接給中心處理模塊主控制器C8051F300提供電壓。二路為產(chǎn)生直流18V電 壓直接給線圈控制模塊繼電器的線圈提供電源。在電路接通電源時，控制電壓電路進(jìn)行電壓采樣，并把采樣信號輸入CPU，同 時開關(guān)電源工作，并給CPU提供工作電壓和繼電器線圈提供工作電壓；控制電壓在設(shè)定 值范圍之內(nèi)，CPU發(fā)出合閘信號，三極管Q2導(dǎo)通，繼電器KMl工作，常閉點(diǎn)變成開點(diǎn)，常開變成閉點(diǎn)，主回路導(dǎo)通，永磁機(jī)構(gòu)合閘。當(dāng)控制電壓低于或高于設(shè)定值時，微處理器不給出合閘信號，三極管Q2不導(dǎo)通 繼電器不工作，主回路不導(dǎo)通，永磁機(jī)構(gòu)不合閘。當(dāng)永磁機(jī)構(gòu)在正常運(yùn)行時，出現(xiàn)控制電壓過高，電壓采樣模塊把采樣到的電壓 信號輸入CPU，CPU發(fā)出分閘信號，三極管Q2導(dǎo)通，繼電器KMl線圈工作，常開點(diǎn)變 成閉點(diǎn)，主回路斷開，永磁機(jī)構(gòu)分閘?？刂齐妷撼霈F(xiàn)晃電或者斷電，電壓采樣模塊把采 樣到的信號輸入CPU，CPU通過R13或R14之間跳線來實(shí)現(xiàn)延時發(fā)出分閘信號，三極管 Q2導(dǎo)通，繼電器KMl線圈工作，常開點(diǎn)變成閉點(diǎn)，主回路斷開，永磁機(jī)構(gòu)延時1-3秒分 斷。通過RS485通訊接口進(jìn)行遠(yuǎn)程控制。
權(quán)利要求1.一種永磁機(jī)構(gòu)中線圈的控制電路，包括電源模塊、線圈控制模塊、通訊模塊，其 特征是設(shè)有中心處理模塊、電壓采樣模塊、按鍵及顯示模塊，電源模塊分別與中心處理 模塊、線圈控制模塊、電壓采樣模塊、通訊模塊、按鍵及顯示模塊相連，中心處理模塊 分別與線圈控制模塊、電壓采樣模塊、通訊模塊、按鍵及顯示模塊相連，線圈控制模塊 由線圈、電解電容、繼電器、三極管組成，中心處理模塊設(shè)有CPU和RS485通訊接口。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的永磁機(jī)構(gòu)中線圈的控制電路，其特征是所述的中心處理模塊 的 CPU 采用 C8051F300。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的永磁機(jī)構(gòu)中線圈的控制電路，其特征是所述的中心處理模塊 的中央微處理器通過RS485通訊接口進(jìn)行遠(yuǎn)程控制。
專利摘要永磁機(jī)構(gòu)中線圈的控制電路，屬于電磁控制技術(shù)領(lǐng)域。包括電源模塊、線圈控制模塊、通訊模塊，其特征是設(shè)有中心處理模塊、電壓采樣模塊、按鍵及顯示模塊，電源模塊分別與中心處理模塊、線圈控制模塊、電壓采樣模塊、通訊模塊、按鍵及顯示模塊相連，中心處理模塊分別與線圈控制模塊、電壓采樣模塊、通訊模塊、按鍵及顯示模塊相連，線圈控制模塊由線圈、電解電容、繼電器、三極管組成，中心處理模塊設(shè)有CPU和RS485通訊接口。中心處理模塊的CPU采用C8051F300。中心處理模塊的中央微處理器通過RS485通訊接口進(jìn)行遠(yuǎn)程控制。本實(shí)用新型電路構(gòu)成簡單，運(yùn)行平穩(wěn)、準(zhǔn)確，處理速度快，信號輸出迅速，能夠可靠地避開晃電影響，保證設(shè)備正常運(yùn)行。
文檔編號H01H3/28GK201796752SQ201020253958
公開日2011年4月13日 申請日期2010年7月2日 優(yōu)先權(quán)日2010年7月2日
發(fā)明者周榮 申請人:揚(yáng)州新菱電器有限公司