1、BLDCM 操动机构

图2为550kV配电机操动机构的隔离开关实物图。DS电机操动机构是一台配有限位器的BLDCM，它通过拐臂直接驱动DS传动主轴，带动开关触头实现分合操作，克服了以往的高压隔离开关操动机构采用弹簧、液压或气动技术，具有的连杆多、结构复杂等缺点．

2、DS电机机构控制系统

控制系统选用DSP作为控制模块核心来完成整个系统的功能。该系统还包括分合闸隔离驱动控制电路、电机位置检测电路、速度检测电路、绕组线圈电流检测电路以及电容充放电控制电路等。电动机操动机构及控制器的电气原理图如图3所示。

1)分合闸隔离驱动控制电路设计。采用功率开关器件IGBT来控制三相绕组电流的通断，并设置RCD缓冲电路改变器件的开关轨迹控制各种瞬态过压，降低器件开关损耗，保护器件安全运行。如图3所示，在IGBT关断过程中，电容C通过二极管充电，吸收关断过程产生的du/dt，在IGBT开通后，通过电阻R放电。吸收二极管必须选用快速恢复二极管，其额定电流应不小于主电路器件额定电流的1/10。此外，应尽量减小线路电感，应选用内部电感尽量小且高频特性好的吸收电容。

2)电机位置检测电路设计。位置检测电路起着测量转子磁极相对位置的作用，为逻辑开关电路提供正确的换相信息，然后控制定子绕组换相。本控制系统采用三个锁存型霍尔元件按一定角度固定在霍尔盘上作为电机位置检测传感器。霍尔盘固定在电机外壳上，制作一个圆形磁钢模拟电机内部磁场分布，磁钢固定在电机主轴上。当电机运动时带动磁钢旋转，霍尔元件输出电平发生变化，DSP通过捕获霍尔元件输出信号获取电机转子所处位置。

3)速度检测电路设计。采用光电旋转编码器去检测转子的速度，光电旋转编码器由固定在定子上的光电耦合开关和固定在转子轴上的遮光盘所组成。光电耦合开关沿圆周均匀分布，每只光耦合开关由相互对着的红外发光二极管和光敏三极管组成。遮光盘位于发光二极管和光敏三极管中间，盘上开有一定角度的窗口。红外发光二极管通电后发出红外光，当遮光盘随电机转子一同旋转时，红外光间断地照在光敏三极管上，使其不断导通和截止，其输出信号反映了转子的速度。

4)绕组线圈电流检测电路设计。传统的电流检测电路多利用分压电阻的方式，此种方法简单，但电阻会因为温漂而发生变化，无法保证测量的精度。同时外部电路与控制电路之间没有电气隔离，极易造成主回路中的较高电压对控制回路的冲击，对控制系统的安全构成威胁。因此在电流测量电路中，采用可实现电气隔离的霍尔型电流传感器CHF-400B，传感器输出电压与输入电流成比例，比值为1/100。电机在正常运行过程中每相绕组中的电流是交变的，但是A/D模块的输入电压范围是0～3.3V，所以在传感器输出信号前应先通过加法器，再经过比例运算电路以保证线圈电流信号的安全性。

5)电容充放电控制电路设计。BLDCM 采用储能电容代替传统的弹簧等储能方式。在控制系统中设计了电容的充放电控制回路，当控制器上电后，首先对电容器组进行充电，由DSP采集电容电压的信号并进行处理，当电压值达到系统操作要求时，DSP发出停止充电指令，切断外界电源。