[发明专利]塑壳式低压断路器用双核智能型可通讯控制器

说明书

技术领域

本发明属于电工电能技术领域，涉及一种塑壳式低压断路器用双核智能型可通讯控制器。该双核智能型可通讯控制器也适用于在电力系统中进行电能分配和电机拖动控制的其他断路器，同时对采取特殊工作频率的行业也有重要的实际应用价值。

背景技术

我国目前生产的低压断路器分四代，其中第四代智能型可通讯低压断路器的市场份额约占30％，但它们大多属智能型万能式断路器，而可通讯智能型塑壳式低压断路器非常少。随着电力系统容量的不断提高，利用性价比高的智能型可通讯塑壳式低压断路器替代智能型可通讯万能式低压断路器是当今国内外智能断路器研究的一个方向，目前国内在开发同类产品方面技术还不成熟、处于起步阶段，市场对产品的需求旺盛、应用前景十分广阔。

随着电力系统的发展和塑壳式低压断路器开断能力的不断提高，利用体积和成本比万能式明显少得多的智能型可通讯塑壳式低压断路器替代智能型可通讯万能式低压断路器已经成为电器行业共同追求的目标。但是，无论是哪种智能型低压断路器，它们采用的电流特性曲线都是沿袭传统断路器的模拟热效应而设计的特性曲线，存在算法复杂、动作保护特性不够科学、无触头温度检测等缺陷。

发明内容

针对上述现有技术存在的缺陷或不足，本发明的目的在于，提供一种塑壳式低压断路器用双核智能型可通讯控制器，且该双核智能型可通讯控制器也能广泛应用于电力系统的电能分配和电机拖动控制以及采取特殊工作频率的其他类型断路器。

为实现上述任务，本发明采取如下的技术解决方案：

一种塑壳式低压断路器用双核智能型可通讯控制器，其特征在于，其硬件结构主要包括有空心电流互感器、霍尔电流互感器、零序电流互感器，电压互感器，上述各互感器上分别连接有校正电路，并通过该校正电路同时与一个16路模拟开关相连，16路模拟开关连接有信号调理模块，信号调理模块与一个10位串行A/D转换器连接；10位串行A/D转换器与一个用于电量检测和分析的信号处理器连接，所述的信号处理器还同时与一个主控制器构成双核微处理器，分别对数据进行分析和处理；

信号处理器上分别连接有触头温度传感器和断路器状态传感器、以及驱动电路，驱动电路和快速脱扣电磁铁相连；快速脱扣电磁铁还通过一个模拟比较电路和一个空心电流互感器相连；

主控制器上有键盘、串行E²PROM、液晶显示器和通讯接口，通过该通讯接口连接声光报警器。

本技术发明的塑壳式低压断路器用双核智能型可通讯控制器具有下列特点：

1、首次在可通讯智能型塑壳式低压断路器中采用双微处理器(双核)构架。其中，一个微处理器采用单时钟/机器周期的高速MCU，专用于信号检测和分析，另一个微处理器采用普通形式，负责通讯、显示、键盘输入等工作，这样更适于对电流的实时监控。这种方法既能同时执行两个任务，又降低了成本。

2、在该控制器中采用包括“全段电流保护”、“电流/触头温度复合监控”、“不均等循环电量检测”等新型故障保护方法(该保护方法已另申报发明专利)，因此塑壳式低压断路器本体中可省去双金属片热保护装置。

3、首次提出利用传感器将辅助开关信号提供给智能控制器以记录和显示断路器的工作状态，此方法相对光电开关方式可靠性更高、电磁兼容性更强，能完成对断路器正常工作状态不间断的监测和显示，以及记录断路器每次开断的电流大小、开断类型、拒分或拒合等信息。

4、研发的新型控制单元能与上位机进行通信，其具有适应能力强、通讯距离较远、抗干扰能力强等特点，可实现“四遥”功能。

附图说明

图1是本发明的塑壳式低压断路器用双核智能型可通讯控制器的硬件组成框图；

图2是电压传感及电源电路；

图3是信号选择与调理电路；

图4是短路保护电路；

图5是RT1602A与SST89E564的接口电路；

图6是DS1302时钟电路；

图7是通信接口及冗余电源电路；

图8是主程序总框图；

图9是部分软件子程序；

图10是CRC校验子程序流程图；

图11是Modbus通信协议RTU接收中断程序流程图；

图12是主机Modbus通信流程图；

图13是与双核可通讯智能控制器通讯的微机界面图；

以下结合附图对本发明作进一步的详细说明。

具体实施方式

一、主要的硬件和软件

1、硬件电路设计：