CN105806366A - 一种用于陀螺罗经的过流保护报警装置和方法 - Google Patents

一种用于陀螺罗经的过流保护报警装置和方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种用于陀螺罗经的过流保护报警装置和方法，该装置包括过流保护单元、报警指示单元和报警输出单元，该方法通过上述装置对陀螺马达三相绕组的过流保护，采用发光二极管指示过流绕组，并可对外发出报警信号用于后续处理。本发明过流保护报警装置具有结构简单、成本低廉和稳定可靠的优点。

Description

一种用于陀螺罗经的过流保护报警装置和方法
技术领域
本发明涉及船舶导航技术领域，尤其是涉及一种用于陀螺罗经的过流保护报警装置和方法。
背景技术
长久以来，陀螺罗经作为一种能够准确寻找地理北向的导航仪器，在各类船舶上得到广泛应用，成为海上导航的主要仪器。陀螺罗经是利用陀螺仪的定轴性和进动性，通过实时采样电磁摆仰角信号，向陀螺仪施加控制和补偿电流，最终实现稳定指北功能。陀螺罗经工作后，陀螺马达必须高速旋转，陀螺仪方能具备定轴性与进动性。因此，陀螺马达的工作状态决定了陀螺罗经能否正常工作。
现有技术中的陀螺罗经过流保护装置具有以下缺点：一、不具备报警提示和对外发出失电故障报警信号的功能，一旦发生过流保护动作后，设备操作人员不易发现故障情况，致使陀螺马达长时间缺相运行，甚至损坏陀螺马达；二、维修人员无法直观地发现故障点，延长了检测修理时间；三、未对外发出失电故障报警信号，无法进行紧急停机、易地提示报警等后续处理。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术中存在的不足，提供一种用于陀螺罗经的过流保护报警装置和方法，不仅可以提供陀螺马达三相绕组的过流保护，还能够通过发光元件指示过流绕组，并可对外发出失电故障报警信号用于后续处理。
为了解决上述技术问题，本发明提供的技术方案如下：
一种用于陀螺罗经的过流保护报警装置,该装置包括过流保护单元、报警指示单元和报警输出单元，所述过流保护单元包括熔断器，所述熔断器分别串接在三相电源的各个输入线路；所述报警指示单元包括第一电阻、第一整流二极管和第一发光二极管，所述第一整流二极管和第一发光二极管并联后与第一电阻串联，所述报警指示单元并联接在熔断器两端；所述报警输出单元包括第二电阻、第三电阻、第四电阻、第二整流二极管、第二发光二极管、滤波电容、稳压二极管、第一直流电源、第二直流电源、第一光耦、第二光耦和报警器，所述第一光耦包括第一发光件和第一受光件，所述第二光耦包括第二发光件和第二受光件，所述第二电阻、稳压二极管和第一发光件串联后与滤波电容并联，所述稳压二极管与三相电源电路的电流走向相反，所述第二电阻、稳压二极管、第一发光件和滤波电容均与第二整流二极管串联，所述第二整流二极管与过流保护单元和报警指示单元均串联连接，所述第三电阻和第二发光二极管串联后与第一受光件串联，所述第一直流电源、第三电阻、第二发光二极管、第一受光件和第二发光件串联，所述第二受光件与报警器并联后与第二直流电源和第四电阻串联。
在上述的本发明一种用于陀螺罗经的过流保护报警装置中，所述稳压二极管的反向击穿电压小于经过整流滤波后的电源电压。
一种陀螺罗经的过流保护报警方法，正常状态下，陀螺罗经启动后，三相交流电源通过过流保护单元送至陀螺马达，陀螺马达通电高速旋转，此时，熔断器正常过电，过流保护单元的电阻远小于报警指示单元的总电阻，报警指示单元上的电压降接近0V，此时报警指示单元中的第一发光二极管不会点亮，报警输出单元上的相电压接近电源电压，该电压经整流滤波转换为直流电压，高于稳压二极管的反向击穿电压，击穿后的电流使得第一光耦上的第一发光件发光，使得第一受光件感光导通，此时第一直流电源、第三电阻、第二发光二极管、第一受光件和第二发光件形成通路，第二发光二极管发射光信号，第二直流电源、第四电阻和第二受光件形成通路，报警器短路，对外输出0电平信号；
陀螺罗经的陀螺马达某相绕组发生过流时，此时过流保护单元发生动作，熔断器过流熔断，切断过流绕组通路，此时过流保护单元断路，报警指示单元上的电压降接近电源电压，第一发光二极管点亮，指示相应的过流绕组，而此时报警输出单元上相应的相电压接近0V，该电压经过整流滤波转换为直流电压，远低于稳压二极管的反向击穿电压，第一光耦的第一发光件不发光，第一受光件不导通，此时第一直流电源、第三电阻、第二发光二极管、第一受光件和第二发光件断路，第二发光二极管熄灭，第二直流电源、第四电阻和第二受光件断路，第二直流电源、第四电阻和报警器形成通路，报警器报警，对外输出1电平信号。
根据上述技术方案，本发明相比于现有技术具有以下优点：
一、本发明利用第一发光二极管和第二发光二极管发出的光信号指示过流绕组，同时能够准确定位具体的故障线路，利于发现故障和排出故障。
二、本发明接入报警器，能够在故障发生时及时提醒工作人员，避免人员发现不及时延误维修造成损失。
三、本发明过流保护报警装置采用了少量的电子元件，其结构简单，实施方便，成本低廉，具有较高的经济效益。
附图说明
图1是本发明过流保护报警装置的电路图。
具体实施方式
下面我们结合附图和具体的实例对本发明一种用于陀螺罗经的过流保护报警装置和方法做进一步的详细阐述，以求更为清楚明了地理解其结构组成和工作原理，但不能以此限制本发明专利的保护范围。
如图1所示，一种用于陀螺罗经的过流保护报警装置,该装置包括过流保护单元、报警指示单元和报警输出单元，所述过流保护单元包括熔断器1，所述熔断器1分别串接在三相电源的各个输入线路，熔断器1在陀螺马达21某相绕组发生过流时熔断，断开该相绕组，对陀螺马达21进行相应保护。
所述报警指示单元包括第一电阻2、第一整流二极管3和第一发光二极管4，所述第一整流二极管3和第一发光二极管4并联后与第一电阻2串联，所述报警指示单元并联接在熔断器1两端。
所述报警输出单元包括第二电阻5、第三电阻6、第四电阻7、第二整流二极管8、第二发光二极管9、滤波电容10、稳压二极管11、第一直流电源12、第二直流电源13、第一光耦14、第二光耦15和报警器16，所述第一光耦14包括第一发光件17和第一受光件18，所述第一受光件18在感光后导通，所述第二光耦15包括第二发光件19和第二受光件20，所述第二受光件20在感光后导通，所述第二电阻5、稳压二极管11和第一发光件17串联后与滤波电容10并联，所述稳压二极管11的反向击穿电压小于经过整流滤波后的电源电压，所述第二电阻5、稳压二极管11、第一发光件17和滤波电容10均与第二整流二极管8串联，所述第二整流二极管8与过流保护单元和报警指示单元均串联连接。
所述报警指示单元的总电阻远大于陀螺马达21的绕组阻值，保证在过流保护单元动作时，报警指示单元的第一发光二极管4点亮，报警输出单元中经过整流滤波后的电压小于稳压二极管11的反向击穿电压，使得第二发光二极管9熄灭，报警器报警。
所述第一直流电源12、第三电阻6、第二发光二极管9、第一受光件18和第二发光件19串联，所述第二受光件20与报警器16并联后与第二直流电源13和第四电阻7串联。
一种陀螺罗经的过流保护报警方法，正常状态下，陀螺罗经启动后，三相交流电源通过过流保护单元送至陀螺马达21，陀螺马达21通电高速旋转，此时，熔断器1正常过电，过流保护单元的电阻远小于报警指示单元的总电阻，报警指示单元上的电压降接近0V，此时报警指示单元中的第一发光二极管4不会点亮，报警输出单元上的相电压接近电源电压，该电压经整流滤波转换为直流电压，高于稳压二极管11的反向击穿电压，击穿后的电流使得第一光耦14上的第一发光件17发光，使得第一受光件18感光导通，此时第一直流电源12、第三电阻6、第二发光二极管9、第一受光件18和第二发光件19形成通路，第二发光二极管9发射光信号，第二直流电源13、第四电阻7和第二受光件20形成通路，报警器16短路，对外输出0电平信号；
陀螺罗经的陀螺马达21某相绕组发生过流时，此时过流保护单元发生动作，熔断器1过流熔断，切断过流绕组通路，此时过流保护单元断路，报警指示单元上的电压降接近电源电压，第一发光二极管4点亮，指示相应的过流绕组，而此时报警输出单元上相应的相电压接近0V，该电压经过整流滤波转换为直流电压，远低于稳压二极管11的反向击穿电压，第一光耦14的第一发光件17不发光，第一受光件18不导通，此时第一直流电源12、第三电阻6、第二发光二极管9、第一受光件18和第二发光件19断路，第二发光二极管9熄灭，第二直流电源13、第四电阻7和第二受光件20断路，第二直流电源13、第四电阻7和报警器16形成通路，报警器16报警，对外输出1电平信号。
下面以具体电子元件为例，三相交流电源为AC115V/400Hz，F1、F2和F3为熔断器1，熔断器1的熔断电流为1.5A，R1、R3和R5为第一电阻2，第一电阻2的规格为RJ14-100K，D1、D5和D9为第一整流二极管3，第一整流二极管3的规格为IN4148，D2、D6和D10为第一发光二极管4，D3、D7和D11为第二整流二极管8，第二整流二极管8的规格为IN4007，C1、C2和C3为滤波电容10，滤波电容10规格为CT4-200V-0.47u，R2、R4和R6为第二电阻5，第二电阻5规格为RJ14-6.2K，D4、D8和D12为稳压二极管11，稳压二极管11的规格为BZX79C75，U1、U2和U3为第一光耦14，第一光耦14的规格为TLP627，第一直流电源12的电压为24V，R7为第三电阻6，第三电阻6的规格为RJ14-10K，D13为第二发光二极管9，U4为第二光耦15，第二光耦15规格为TLP627，第二直流电源13的电压为3.3V，R8为第四电阻7，第四电阻7的规格为RJ14-10K。
上述实施例一的工作过程如下：陀螺罗经启动后，AC115V/400Hz三相交流电源经熔断器1（F1、F2、F3）送至陀螺马达21，陀螺马达21通电高速旋转；此时，由于熔断器1两端的电压降接近0V，因此第一发光二极管4（D2、D6、D10）不会点亮；而第二整流二极管8（D3、D7、D11）正极的相电压则接近AC115V，该电压经整流滤波转换为直流电压，高于稳压二极管11（D4、D8、D12）的75V反向击穿电压，击穿电流使第一光耦14（U1、U2、U3）导通，第二发光二极管9（D13）点亮，第二光耦15（U4）导通，报警器短路，对外输出0电平的信号。
在陀螺马达21的A/B/C相绕组发生过流时，熔断器1（F1/F2/F3）熔断；此时，熔断器1（F1/F2/F3）两端的电压降接近AC115V，第一发光二极管4（D2/D6/D10）点亮，指示A/B/C相绕组过流；而第二整流二极管8（D3/D7/D11）正极的相电压则接近0V，该电压经整流滤波转换为直流电压，远低于稳压二极管5（D4/D8/D12）的75V反向击穿电压，第一光耦14（U1/U2/U3）截止，第二发光二极管9（D13）熄灭，第二光耦15（U4）截止，报警器报警，对外输出1电平的报警信号。此时，工作人员可以根据报警信号和相应的指示信号来对故障进行检修。
毫无疑问，本发明一种用于陀螺罗经的过流保护报警装置和方法除了上述实施例以外还有其他类似的结构组成和使用方式。总而言之，本发明一种用于陀螺罗经的过流保护报警装置和方法还包括其他对于本技术领域技术人员来说显而易见的变换和替代。

Claims (3)

1.一种用于陀螺罗经的过流保护报警装置,其特征在于，该装置包括过流保护单元、报警指示单元和报警输出单元，
过流保护单元包括熔断器(1)，所述熔断器(1)分别串接在三相电源的各个输入线路；
报警指示单元包括第一电阻(2)、第一整流二极管(3)和第一发光二极管(4)，所述第一整流二极管(3)和第一发光二极管(4)并联后与第一电阻(2)串联，所述报警指示单元并联接在熔断器(1)两端；
报警输出单元包括第二电阻(5)、第三电阻(6)、第四电阻(7)、第二整流二极管(8)、第二发光二极管(9)、滤波电容(10)、稳压二极管(11)、第一直流电源(12)、第二直流电源(13)、第一光耦(14)、第二光耦(15)和报警器(16)，所述第一光耦(14)包括第一发光件(17)和第一受光件(18)，所述第二光耦(15)包括第二发光件(19)和第二受光件(20)，所述第二电阻(5)、稳压二极管(11)和第一发光件(17)串联后与滤波电容(10)并联，所述第二电阻(5)、稳压二极管(11)、第一发光件(17)和滤波电容(10)均与第二整流二极管(8)串联，所述第二整流二极管(8)与过流保护单元和报警指示单元均串联连接，所述第三电阻(6)和第二发光二极管(9)串联后与第一受光件(18)串联，所述第一直流电源(12)、第三电阻(6)、第二发光二极管(9)、第一受光件(18)和第二发光件(19)串联，所述第二受光件(20)与报警器(16)并联后与第二直流电源(13)和第四电阻(7)串联。
2.根据权利要求1所述的一种用于陀螺罗经的过流保护报警装置，其特征在于，所述稳压二极管(11)的反向击穿电压小于经过整流滤波后的电源电压。
3.一种利用权利要求1所述的一种用于陀螺罗经的过流保护报警装置实现过流保护报警的方法，其特征在于，
正常状态下，陀螺罗经启动后，三相交流电源通过过流保护单元送至陀螺马达(21)，陀螺马达(21)通电高速旋转，此时，熔断器(1)正常过电，过流保护单元的电阻远小于报警指示单元的总电阻，报警指示单元上的电压降接近0V，此时报警指示单元中的第一发光二极管(4)不会点亮，报警输出单元上的相电压接近电源电压，该电压经整流滤波转换为直流电压，高于稳压二极管(11)的反向击穿电压，击穿后的电流使得第一光耦(14)上的第一发光件(17)发光，使得第一受光件(18)感光导通，此时第一直流电源(12)、第三电阻(6)、第二发光二极管(9)、第一受光件(18)和第二发光件(19)形成通路，第二发光二极管(9)发射光信号，第二直流电源(13)、第四电阻(7)和第二受光件(20)形成通路，报警器(16)短路，对外输出0电平信号；
陀螺罗经的陀螺马达(21)某相绕组发生过流时，此时过流保护单元发生动作，熔断器(1)过流熔断，切断过流绕组通路，此时过流保护单元断路，报警指示单元上的电压降接近电源电压，第一发光二极管(4)点亮，指示相应的过流绕组，而此时报警输出单元上相应的相电压接近0V，该电压经过整流滤波转换为直流电压，远低于稳压二极管(11)的反向击穿电压，第一光耦(14)的第一发光件(17)不发光，第一受光件(18)不导通，此时第一直流电源(12)、第三电阻(6)、第二发光二极管(9)、第一受光件(18)和第二发光件(19)断路，第二发光二极管(9)熄灭，第二直流电源(13)、第四电阻(7)和第二受光件(20)断路，第二直流电源(13)、第四电阻(7)和报警器(16)形成通路，报警器(16)报警，对外输出1电平信号。
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Application publication date: 20160727