摘要：可控硅交流调压装置是一种以可控硅为基础的电源功率控制器，具有体积小、反应快和寿命长等诸多优点，本文以可控硅交流器为基础，结合外混式自吸泵工作原理，设计了一种可控硅流量控制的一种断路器空压机换油装置，能够有效的对断路器空压机进行保养，从而延长其使用寿命。
关键词：可控硅交流调压器；断路器空压机；换油装置
1 可控硅交流调压器及其原理
可控硅交流调压器：是一种以可控硅（电力电子功率器件）为基础，以智能数字控制电路为核心的电源功率控制电器，简称可控硅调压器，又称可控硅调功器，可控硅调整器，晶闸管调整器，晶闸管调压器，电力调整器，电力调压器，功率控制器。具有效率高、无机械噪声和磨损、响应速度快、体积小、重量轻等诸多优点。（T1E脚接R2上端）可控硅是一种新型的半导体器件，它具有体积小、重量轻、效率高、寿命长、动作快以及使用方便等优点，目前交流调压器多采用可控硅调压器。可控硅交流调压器由可控整流电路和触发电路两部分组成，其电路原里图如下图1所示。
图1 可控硅交流调压器的电路原理
从图中可知，二极管D1—D4组成桥式整流电路，双基极二极管T1构成张弛振荡器作为可控硅的同步触发电路。当调压器接上市电后，220V交流电通过负载电阻RL经二极管D1—D4整流，在可控硅SCR的A、K两端形成一个脉动直流电压，该电压由电阻R1降压后作为触发电路的直流电源。在交流电的正半周时，整流电压通过R4、W1对电容C充电。当充电电压Uc达到T1管的峰值电压Up时，T1管由截止变为导通，于是电容C通过T1管的e、b1结和R2迅速放电，结果在R2上获得一个尖脉冲。这个脉冲作为控制信号送到可控硅SCR的控制极，使可控硅导通。可控硅导通后的管压降很低，一般小于1V，所以张弛振荡器停止工作。当交流电通过零点时，可控硅自关断。当交流电在负半周时，电容C又从新充电……如此周而复始，便可调整负载RL上的功率了。调压器的调节电位器选用阻值为470KΩ的WH114-1型合成碳膜电位器，这种电位器可以直接焊在电路板上，电阻除R1要用功率为1W的金属膜电阻外，其佘的都用功率为1/8W的碳膜电阻。D1—D4选用反向击穿电压大于300V、最大整流电流大于0.3A的硅整流二极管，如2CZ21B、2CZ83E、2DP3B等。SCR选用正向与反向电压大于300V、额定平均电流大于1A的可控硅整流器件。
2 外混式自吸泵工作原理
外混式自吸泵的工作原理是：水泵启动前先在泵壳内灌满水（或泵壳内自身存有水）。启动后叶轮高速旋转使叶轮槽道中的水流向涡壳，这时入口形成真空，使进水逆止门打开，吸入管内的空气进入泵内，并经叶轮槽道到达外缘。另一方面，被叶轮排到气水分离室中的水又经左右回水孔流回到叶轮外缘。左回水孔流回的水在在压力差和重力的作用下，射向叶轮槽道内，并被叶轮击碎，与吸入管路来的空气混合后，甩向涡壳，向旋转方向流动。然后与右回水孔流来的水汇合，顺着涡壳流动。由于液体在涡壳内不断冲击叶栅，不断被叶轮击碎，就同空气强烈搅拌混合，生成气水混合物，并不断地流动致使气水不能分离。混合物在涡壳出口被隔舌剥离，沿短管进入分离室。在分离室内空气被分离出来，由出口管排掉，而水仍经左右回水孔流向叶轮外缘，并与吸入管空气相混合。如此反复循环，逐渐将吸入管路中的空气排尽，使水进入泵内，完成自吸过程。
3 断路器空压机换油装置
阐述一种简单，操作简便，控制准确的油泵控制器控制电路以及一种油泵控制器的控制电路，电源极性保护电路分别与单片机调速控制电路、全桥功率驱动电路连接。单片机调速控制电路直接控制全桥功率驱动电路，再控制油泵电机开动，由油泵电机反馈到转子位置检测电路，最终反馈到单片机调速控制电路。单片机调速控制电路还连接有限流保护电路。当述第一输入端，所述第四电子开关的第二、第三端分别接至所述第二输入端及所述正输出端，当所述第一、第二输入端分别连接于一直流电源的正、负极时，所述比较放大器输出高电平使所述第一、第二电子开关导通，所述第三、第四电子开关截止，所述正、负输出端分别与所述第一、第二输入端连通而输出正确的极性，当所述第一、第二输入端分别连接于所述直流电源的负、正极，所述比较放大器输出低电平使所述第一、第二电子开关截止，所述第三、第四电子开关导通，所述正、负输出端分别与所述第二、第一输入端连通而输出正确的极性。上述的第一、第二电子开关为NPN型三极管，所述第三、第四电子开关为PNP型三极管，所述第一、第二、第三端分别为基极、发射极、集电极。本实用新型相比现有技术的有益效果是本实用新型控制电路简单，操作简便，电源的极性保护和无霍尔传感技术，保证了控制电路的准确性。
控制系统分为主机和从机两部分，均使用51单片机作为处理器。从机主要完成现地位移传感器数据的采集和测量用工作平台投入/退出的控制，通过串口通信将采集的位移传感器数据和工作平台位置信号发送给主机。主机主要完成接收从机数据的处理、判断和显示，并完成操作界面按钮的判断和执行。主机操作界面设置有手控/自控切换按钮、手控启泵/停泵切换按钮、自控起泵按钮、紧急停泵按钮和工作平台投入/退出切换按钮，利用LCD128×64液晶显示器作为显示界面。工作平台通过控制两个直流12 V减速电机实现水平旋转和垂直升降，位移传感器在需要测量时通过旋转和下降接触到测量点，测量完成后通过上升和反向旋转远离测量点，避免机组运行对传感器造成破坏。工作平台投退通过工作平台投入/退出切换按钮实现。无论手控还是自控，紧急停泵按钮都可以停止油泵的运行，避免意外发生。
结论
本文对可控硅交流调压器及其原理和外混式自吸泵工作原理进行了介绍，并基于可控硅交流调压装置为基础，设计了一种断路器空压机的控油装置，通过此装置能够有效的对空压机的润滑系统进行保养，保证空压机的安全稳定运行，并且提升其使用寿命。
参考文献：
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论文作者:严飞
论文发表刊物:《电力设备》2017年第34期
论文发表时间:2018/5/14
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