[发明专利]一种单极开关分断时间反馈自校正控制方法

权利要求书

1.一种单极开关分断时间反馈自校正控制方法，提供相互连接的电磁系统与触头系统；所述触头系统包括触头电压、电流检测模块，电流检测模块实现主触头电流的零点检测，配合电磁机构闭环控制系统的闭环控制完成零电流分闸操作，其特征在于：该方法通过建立基于分断电弧电压Mallat变换的触头反馈环，分析将在电弧电压的特征频带检测触头刚分时刻，并获得单极开关的历史分断动作时间，即从线圈下电到触头刚分时刻，再经加权平均算法实现下次动作时间的预测，自适应寻找最佳的触发延迟时间，当包括环境变化、控制电压波动及操作机构老化原因引起接触器分断动作时间变化时，迅速调整预测值，达到跟踪接触器分断动作时间变化的目的，自动寻找到当前工况下的稳定分断时刻，实现零电流分断；所述电磁机构闭环控制系统包括微处理器、线圈输入电源、激磁线圈、开关电源、第一开关管、第二开关管、由瞬态抑制二极管D₂与续流二极管D₁形成的退磁回路、用于将线圈输入电源整流成平稳直流电源的整流滤波模块、用于检测整个电磁机构闭环控制系统电压值的线圈电压检测模块、用于检测激磁线圈电流的线圈电流检测模块，所述微处理器通过控制第一开关管和第二开关管的状态，调节所述激磁线圈电流的大小；

基于所述方法，电磁机构闭环控制系统、基于分断电弧电压Mallat变换的触头反馈环的具体工程过程如下：

系统上电后，开关电源为各个模块供电，微处理器控制程序初始化；

吸合阶段：当线圈输入电源电压达到电磁系统电压吸合范围时，微处理器控制第一开关管导通，吸合过程开始；通过线圈电流检测模块实现对激磁线圈电流的实时采样，完成对第一开关管状态的控制，实现电磁系统闭环起动；

吸持阶段：吸合过程结束后，电磁开关转入吸持控制程序；由微处理器实现对激磁线圈电流的闭环控制，将线圈电流维持在一个低值范围内，实现电磁开关节能无声运行；

分断阶段：当线圈输入电压低于电磁系统电压释放值时，触头系统开始进行电流过零检测，零点检测成功后，根据预测的分断时间，微处理器计算本次零电流分断所需的延迟触发时间并给出分断信号，控制第一开关管和第二开关管关断，快速去磁电路工作，激磁线圈迅速退磁，同时Mallat变换算法启动实行，进入起弧电压观测状态；将Mallat变换算法视为对触头电压信号的低通及高通滤波，即将触头电压信号分解为不同尺度下的各个分量，根据离线分析结果，将观察变量锁定在分断起弧时刻特征频带的高频分量系数；随后，动静铁芯带动动静触头快速分离，触头间产生电弧，此时的触头电压反馈信号通过Mallat变换算法处理后将在特征频带产生一个数值较高的高频信号分量，由于这一分量值是吸持状态下的十几到几十倍，具有很好的区分性，因此可以用来实时反馈触头刚分时刻，获得机构分断动作时间，将其存入微处理器的掉电可保存模块中，单极开关的分断时间实时反馈完成，主回路断开，分断过程结束；

在下次上电时，微处理器将调用Mallat变换算法检测到的历史分断时间进行加权平均计算得到本次分断时间预测值；不同时间序列的分断时间具有不同大小的权系数，越近采集的数据可靠性越高，占有的权重也越大；使得预测值不仅能有效地适应动作时间的波动，也能较快的反映机构动作的变化趋势，容错能力强，提升实时反馈自校正的稳定性。