CN101420113A - 带有计数、计时功能的三相电源保护器 - Google Patents

带有计数、计时功能的三相电源保护器 Download PDF

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Abstract

一种带有计数、计时功能的三相电源保护器，包括单片机、电压检测模块、输出模块、工作状态检测模块、电源模块，单片机包括根据接收到的工作信号累计三相电用电设备的工作次数的计数模块、根据工作状态检测模块输入的三相电用电设备的工作信号计算三相电用电设备的工作时间的计时模块，单片机还用于将接收的低电压信号进行A/D变换并得到三相交流电源所对应的三相电压值，根据三相电压值检查三相交流电源的过欠压故障、缺相和三相不平衡故障、错相故障，并由计数模块和计时模块累积故障发生的次数和持续时间。将原先需要多个低压电器元件才能完成的功能集成到了一个产品中，降低了成本、耗电和占用空间。

Description

带有计数、计时功能的三相电源保护器
技术领域
本发明涉及一种低压电器元件，尤其是一种带有计数、计时功能的三相电源保护器。
背景技术
电压继电器、相序继电器、计时器、计数器都是传统的低压电器元件，用于保证三相电用电设备(9)的运行安全，其中：电压继电器用于电压过高、过低保护，相序继电器用于缺相、相序保护，计时器用于累计工作时间，计数器用于累计工作次数。在很多电气控制系统中，往往需要同时用到这些功能，这就需要相应的安装至少三到四个低压电器元件，使得系统的线路复杂、体积大，并且能耗较高。
发明内容
本发明的目的在于提供一种带有计数、计时功能的三相电源保护器，将电压继电器、相序继电器、计时器、计数器的功能结合在一起，在同一个低压电器元件上实现了过电压保护、欠电压保护、缺相保护、相序保护、累计工作时间、累计工作次数、累计故障时间、累计故障次数等功能。
为了达到上述目的，本发明所采用的技术方案是：
一种带有计数、计时功能的三相电源保护器，它包括单片机；电压检测模块，用于从三相交流电源中提取用于检测的三相交流电压信号，并将其转换成适合单片机直接处理的低电压，三相交流电源用于为三相电用电设备供电；输出模块，当单片机检测出故障时，通过输出模块切断三相电用电设备与三相交流电源之间的电路连接；工作状态检测模块，用于将三相电用电设备的工作信号传送给单片机，单片机包括计数模块，计数模块根据接收到的工作信号累计三相电用电设备的工作次数，单片机还包括计时模块，计时模块根据工作状态检测模块输入的三相电用电设备的工作信号计算三相电用电设备的工作时间；电源模块，电源模块为三相电源保护器供电；单片机还用于将接收的低电压信号进行A/D变换并得到三相交流电源所对应的三相电压值，根据三相电压值检查三相交流电源的过欠压故障、缺相和三相不平衡故障、错相故障，并由计数模块和计时模块累积故障发生的次数和持续时间。
由于上述技术方案的采用，本发明具有以下优点：
本发明运用单片机技术，将电压继电器、相序继电器、计时器、计数器等传统的低压电器元件的功能集成到一个元件中，在同一个产品上实现了过电压保护、欠电压保护、缺相保护、相序保护、累计工作时间、累计工作次数、累计故障时间、累计故障次数等功能，将原先需要多个低压电器元件才能完成的功能集成到了一个产品中，降低了成本、耗电和占用空间。
并且因为运用了单片机软件技术，产品性能比传统的低压电器元件有了极大的提升，在稳定性、操作方便性、显示直观性等方面有重大改进。另外，将这些传统低压电器元件的功能结合在一起，能够实现原来所有器件都不具备的故障记录功能，达到了1+1>2的效果。
附图说明
图1为本发明的原理框图；
其中：1、电压检测模块；2、按键输入模块；3、显示模块；4、电源模块；5、输出模块；6、工作状态检测模块；7、单片机；71、计时模块；72、计数模块；8、三相交流电源；9、三相电用电设备。
具体实施方式
一种带有计数、计时功能的三相电源保护器，它包括单片机7；
电压检测模块1，用于从三相交流电源8中提取用于检测的三相交流电压信号，并将其转换成适合单片机7直接处理的低电压，三相交流电源8用于为三相电用电设备9供电；
输出模块5，当单片机7检测出故障时，通过输出模块5切断三相电用电设备9与三相交流电源8之间的电路连接，这里输出模块5由包含继电器的电子线路组成，这里，继电器由单片机7驱动，并且可以由具有开关功能的其他电子元件代替；
工作状态检测模块6，用于将三相电用电设备9的工作信号传送给单片机7，单片机7包括计数模块72，计数模块72根据接收到的工作信号累计三相电用电设备9的工作次数，单片机7还包括计时模块71，计时模块71根据工作状态检测模块6输入的三相电用电设备9的工作信号计算三相电用电设备9的工作时间，这里，工作状态检测模块6带有一个光电隔离电路，当三相电用电设备9接通三相交流电源8工作时，光电耦合器的输出为低电平，当三相电用电设备9断电时，光电耦合器的输出为高电平，这个高、低电平信号被输入单片机7，由计时模块71和计数模块72实现对三相电用电设备9工作次数和工作时间的累计；
电源模块4，电源模块4用于将高压交流电变换成稳定的低压直流电为整个三相电源保护器电路供电，这里电源模块4采用电容降压型稳压电路；
单片机7还用于将接收的低电压信号进行A/D变换并得到三相交流电源7所对应的三相电压值，根据三相电压值检查三相交流电源7的过欠压故障、缺相和三相不平衡故障、错相故障，并由计数模块72和计时模块71累积故障发生的次数和持续时间，这里，单片机7通过比较三相电压值与预设在单片机7内部的过欠压阈值来检查三相交流电源8的过欠压故障、通过比较三相电压值之间的差异来检查三相交流电源8的缺相和三相不平衡故障、通过对三相电压值进行运算分析后得到三相电压值之间的相位差，并依此检查三相交流电源8的错相故障。
输出模块5还包括能够发出声、光报警信号的报警装置，当单片机7检测到故障时，控制输出模块5发出声、光报警信号。
如图1所示的带有计数、计时功能的三相电源保护器，还包括与单片机7连接的显示模块3，显示模块3根据单片机7的指令，显示文字、图像信息二者中的至少一个，其中，显示模块3中的光学显示元件可以是液晶显示器(LCD)或发光管显示器(LED)，同时，它还包括用于驱动光学显示元件的电子线路。单片机7驱动显示模块3显示经过A/D变换后三相交流电源7所对应的三相电压值。
如图1所示的带有计数、计时功能的三相电源保护器，还包括与单片机7连接的按键输入模块2，操作者通过按键输入模块2向单片机7输入控制信号。操作者通过按键输入模块2向单片机7输入多种故障检查的动作延时参数以及过欠压阈值。
本发明的工作原理是：
电压检测模块1将三相交流电源8的电压变换成适当的低电压送入单片机7，单片机7对输入的低电压信号进行A/D转换并进行运算后得到三相交流电源8的三相电压值，通过显示模块3将这个电压值显示出来。单片机7内部软件通过将检测到的电压值和内部预设的过压、欠压阈值进行比较，判断是否有过压、欠压故障；通过比较检测到的三相电压之间的差异，可判断是否存在缺相或三相不平衡故障；通过对三相电压瞬时值的运算分析，可判断是否存在错相故障。当检测到过压、欠压、缺相、三相不平衡、错相等故障时，单片机7驱动输出模块5断开三相电用电设备9与三相交流电源8之间的连接通路并驱动输出模块5发出声、光报警，由计数模块72和计时模块71累计故障持续的时间和故障次数。工作状态检测模块6将三相电用电设备9的工作状态信号传送给单片机7，由计数模块72和计时模块71根据这个工作状态信号累计三相电用电设备9的工作时间和工作次数。

Claims (9)

1、一种带有计数、计时功能的三相电源保护器，其特征在于：它包括
单片机(7)；
电压检测模块(1)，用于从三相交流电源(8)中提取用于检测的三相交流电压信号，并将其转换成适合所述的单片机(7)直接处理的低电压，所述的三相交流电源(8)用于为三相电用电设备(9)供电；
输出模块(5)，当所述的单片机(7)检测出故障时，通过所述的输出模块(5)切断所述的三相电用电设备(9)与所述的三相交流电源(8)之间的电路连接；
工作状态检测模块(6)，用于将所述的三相电用电设备(9)的工作信号传送给所述的单片机(7)，所述的单片机(7)包括计数模块(72)，所述的计数模块(72)根据接收到的所述的工作信号累计所述的三相电用电设备(9)的工作次数，所述的单片机(7)还包括计时模块(71)，所述的计时模块(71)根据所述的工作状态检测模块(6)输入的所述的三相电用电设备(9)的工作信号计算所述的三相电用电设备(9)的工作时间；
电源模块(4)，所述的电源模块(4)为所述的三相电源保护器供电；
所述的单片机(7)还用于将接收的低电压信号进行A/D变换并得到所述的三相交流电源(7)所对应的三相电压值，根据所述的三相电压值检查所述的三相交流电源(7)的过欠压故障、缺相和三相不平衡故障、错相故障，并由所述的计数模块(72)和计时模块(71)累计故障发生的次数和持续时间。
2、根据权利要求1所述的带有计数、计时功能的三相电源保护器，其特征在于：所述的单片机(7)通过比较所述的三相电压值与预设在所述的单片机(7)内部的过欠压阈值来检查所述的三相交流电源(8)的过欠压故障。
3、根据权利要求1所述的带有计数、计时功能的三相电源保护器，其特征在于：所述的单片机(7)通过比较所述的三相电压值之间的差异来检查所述的三相交流电源(8)的缺相和三相不平衡故障。
4、根据权利要求1所述的带有计数、计时功能的三相电源保护器，其特征在于：所述的单片机(7)通过对所述的三相电压值进行运算分析后得到所述的三相电压值之间的相位差，并依此检查所述的三相交流电源(8)的错相故障。
5、根据权利要求1所述的带有计数、计时功能的三相电源保护器，其特征在于：它还包括与所述的单片机(7)连接的显示模块(3)，所述的显示模块(3)根据所述的单片机(7)的指令，显示文字、图像信息二者中的至少一个。
6、根据权利要求5所述的带有计数、计时功能的三相电源保护器，其特征在于：所述的单片机(7)驱动所述的显示模块(3)显示经过A/D变换后所述的三相交流电源(7)所对应的所述的三相电压值。
7、根据权利要求1所述的带有计数、计时功能的三相电源保护器，其特征在于：它还包括与所述的单片机(7)连接的按键输入模块(2)，操作者通过所述的按键输入模块(2)向所述的单片机(7)输入控制信号。
8、根据权利要求7所述的带有计数、计时功能的三相电源保护器，其特征在于：操作者通过所述的按键输入模块(2)向所述的单片机(7)输入多种所述的故障检查的动作延时参数以及所述的过欠压阈值。
9、根据权利要求1所述的带有计数、计时功能的三相电源保护器，其特征在于：所述的输出模块(5)还包括能够发出声、光报警信号的报警装置，当所述的单片机(7)检测到故障时，控制所述的输出模块(5)发出声、光报警信号。
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