基于dsPIC的智能无触点开关控制器设计.docx

2009年4月第45卷第2期基于dsPIC的智能无触点开关控制器设计黄志方，牟龙华（同济大学电气工程系，上海201804）摘要：笔者设计了一种智能无触点开关控制器，该控制器是由智能微控制器dsPIC和电力电子器件IGCT组成的一种新型开关器件。与电磁式有触点开关相比，具有无触点、快速、无火花、低开关损耗、可靠性高、使用寿命长等特点，并且通过微控制器实现 对开关的监控和保护。整个开关控制器系统实现了控制功能、保护功能、测量功能、显示功能。关键词：无触点开关；dsPIC；IGCT；光纤触发中图分类号：TM211文献标志码：A文章编号：1001-1609（2009）02-0099-03Design of dsPIC Based Intelligent Contactless Switch ControllerHUANG Zhi-fang， MU Long-hua（Department of Electrical Engineering， Tongji University， Shanghai 201804， China）Abstract: An intelligent contactless switch controller is designed by combining the intelligent microcontroller dsPIC and thepowerelectroniccomponentIGCT，withtheadvantagesofrapidreaction，arc-free，lowerloss，higherreliability，andlongerlifetime. This new switch controller can prevent its circuit from voltaic arc and impact current， and can be monitoredandprotected by microcomputer device. The switch controller system can implemented the functions of control， protection，measuring anddisplaying.Key words: contactless switch； dsPIC； IGCT； fibertriggering0引言目前我国电力系统大量使用的各种开关电器多为电磁式有触点开关，这类开关的结构简单，操作较为方便，且稳态导通时无压降、能耗少，但在闭合、关 断期间有响声，触头间会产生电火花和电弧，对触头磨损很大，需要经常清理和维护。而且会产生很大的浪涌电流，尽管采用带预投电阻的专用接触器一定程度上可以降低浪涌，但是综合效果并非理想。无触点开关是相对于带触头的靠机械部件运动的有触点开关来说的。传统的无触点开关是由半导体器件结合集成电路构成的，在电力半导体的保护和使用的方便易用性方面显得不足，在使用中不尽人意。随着电力电子技术的发展，一种由电力电子元件构成的新型无触点开关诞生，它通过控制可控元件触发脉冲来控制导通角，从而控制其导通时间，而 当其电压自然过零时，可控元件会自动关断。由于这种无触点开关在工作过程中，不存在机械触点的位移和产生电火花的可能，具有动作快、维修工作量少、没有噪音等优点，目前已经在很多领域受到重视并得到了一定的应用。智能无触点开关是将电力电子开关和微处理器结合起来，采用电力电子开关实现电力线路或负载的无触点闭合和断开，同时采用微机技术实现开关的智能化。微机处理技术的发展是实现智能化控制的前提，它是集测量、运算、决策、控制、保护及遥控于一体的综合化智能体系，可以安装于开关设备内部，直接面向一次设备或设备组合；能完成各自对象的实时控制、继电保护、实时电量监控、状态信息记录及历史记录等功能。微机处理技术还可作为计算机分层网络的终端，具有多种可选的通用网络接口， 便于事故分析和状态监视；形成微机防误操作和安全保障系统，适应电力系统自动化发展的需要[1，2]。1 智能无触点开关的结构智能无触点开关系统主要由电力电子开关和基于微处理器的保护测控元件组成，其原理结构框图收稿日期：2008-06-19； 修回日期：2008-11-23作者简介：黄志方（1985-），女，硕士研究生，研究方向为电力系统微机保护与嵌入式系统开发。·100·见图1[1－4]。Apr. 2009High Voltage ApparatusVol.45 No.2dsPIC电源30F60abc触发电力电子开关电源Ia UAIbIcLPFS/H15AN0驱动光纤电路发送器信号IGCT3I0UaUbUc……AN7光纤接收器光