CN106451765A - 一种船用塑壳断路器控制装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种船用塑壳断路器控制装置，包括发电机、线圈、电压电源、二次电源、DC‑DC电源、电压采样电阻、电流采样电阻、电压放大电路、电流放大电路、通讯驱动IC、MCU单片机、LCD液晶显示器和断路器，通过设置两路电源，在出现大电流故障的时候，电压跌落的时候另一路电源也能保证控制器正常工作；通过设置MCU单片机和LCD液晶显示器，实现了电压、电流的显示功能，过压、欠压、断相保护功能，同时，独立的电流与电压测量可以实现功率的测量显示功能、频率的测量和显示功能；通过设置通讯驱动IC，将通讯驱动IC与MCU单机片电性连接，可选择通讯功能用上传测量与保护数据，也可以实现遥控分闸功能。
Description
技术领域
本发明涉及一种控制装置，具体涉及一种船用塑壳断路器控制装置。
背景技术
市场上现有的船用塑壳断路器主流技术都是热磁式的：通过在船用塑壳断路器铜排上的电流产生热量，使得其内部的金属片受热，根据热量的大小，该金属片产生不同程度的形变来触动其内部的执行部分，使得该船用塑壳断路器动作，主要保护是瞬时保护与长延时(过载保护)；也有一部分产品是热磁式塑壳断路器通过外置控制模块实现瞬时保护、过载保护、单相电压保护；也有部分内置的控制器也只能完成瞬时保护与长延时(过载保护)短路短延时保护。
内置的控制器只能够实现的保护是瞬时保护、长延时、短路延时保护，而且精度较差，故障分闸就不能工作，没办法知道是什么故障动作，外置控制模块与热磁式塑壳断路器通过继电器连接短延时功能不能够实现，由于电流互感器是通过主电流互感器在次连接二次互感器达不到5％的精度，超过15In的额定电流之后就会出现电流信号失真；电压的显示功能和过压、欠压、断相保护功能只是对两相之间进行保护的，C相的电压与断相故障不能保护；主电源的电压要在100V以上外置控制模块才能够正常保护，外置控制模块取电AB相电压，如果断其一相电压，外置控制模块就失去保护作用；当负载出现短路时，电压会很低，外置控制模块取电电压太低就会工作不正常，瞬时动作就来不及保护动作；传统的船用塑壳断路器不能够实现发电机频率变化的测量显示与保护功能，发电机在过载或启动的时候频率会很不稳定，对频率要求高的电器就不能正常工作，不能使电器断开主回路，同时，传统的船用塑壳断路器不具有通讯功能。
发明内容
本发明提供一种船用塑壳断路器控制装置，解决了传统断路器不具有电压、电流、功率、功率因数和频率的显示功能，同时，不具有电压保护和通讯功能的问题。
为了解决上述技术问题，本发明提供了如下的技术方案：
本发明一种船用塑壳断路器控制装置，包括发电机、线圈、电压电源、二次电源、DC-DC电源、电压采样电阻、电流采样电阻、电压放大电路、电流放大电路、通讯驱动IC、MCU单片机、LCD液晶显示器和断路器，所述断路器内设有所述线圈，所述线圈与所述发电机电性连接，所述断路器内设有所述电压电源和所述二次电源，所述电压电源与所述发电机电性连接，所述二次电源与所述线圈电性连接，所述电压电源的一侧设有所述电压采样电阻，所述电压采样电阻与所述电压电源电性连接，所述二次电源的一侧设有所述电流采样电阻，所述电流采样电阻与所述二次电源电性连接，所述电压采样电阻的一侧设有所述电压放大电路，所述电压放大电路与所述电压采样电阻电性连接，所述电流采样电阻的一侧设有所述电流放大电路，所述电流放大电路与所述电流采样电阻电性连接，所述电流放大电路的一侧设有所述MCU单片机，所述MCU单片机分别与所述电压放大电路和电流放大电路电性连接，所述MCU单片机的一侧设有所述LCD液晶显示器和所述通讯驱动IC，所述LCD液晶显示器和所述通讯驱动IC均与所述MCU单片机电性连接。
作为本发明的一种优选技术方案，所述电压电源内设有开关电源，所述线圈内设有速饱和线圈与空心线圈。
作为本发明的一种优选技术方案，所述电压电源和所述二次电源的一侧均设有所述DC-DC电源，所述DC-DC电源均与所述电压电源和所述二次电源电性连接，所述电压采样电阻和所述电流采样电阻分别与所述DC-DC电源电性连接。
作为本发明的一种优选技术方案，所述MCU单片机中设有AD通道和控制器局域网总线，AD通道分别与所述电压放大电路和电流放大电路电性连接，控制器局域网总线与所述通讯驱动IC电性连接。
作为本发明的一种优选技术方案，所述通讯驱动IC中设有自带隔离CAN收发器与RS-收发器。
本发明所达到的有益效果是：通过设置MCU单片机和LCD液晶显示器，实现了电压、电流的显示功能，过压、欠压、断相保护功能，同时，独立的电流与电压测量可以实现功率的测量显示功能、频率的测量和显示功能；通过设置通讯驱动IC，将通讯驱动IC与MCU单机片电性连接，可选择通讯功能用上传测量与保护数据，也可以实现遥控分闸功能。
附图说明
附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。
在附图中：
图1是本发明一种船用塑壳断路器控制装置的整体结构示意图；
图中：1、发电机；2、线圈；3、电压电源；4、二次电源；5、DC-DC电源；6、电压采样电阻；7、电流采样电阻；8、电压放大电路；9、电流放大电路；10、通讯驱动IC；11、MCU单片机；12、LCD液晶显示器；13、断路器。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。
实施例：如图1所示，本发明一种船用塑壳断路器控制装置，包括发电机1、线圈2、电压电源3、二次电源4、DC-DC电源5、电压采样电阻6、电流采样电阻7、电压放大电路8、电流放大电路9、通讯驱动IC10、MCU单片机11、LCD液晶显示器12和断路器13，断路器13内设有线圈2，线圈2与发电机1电性连接，断路器13内设有电压电源3和二次电源4，电压电源3与发电机1电性连接，二次电源4与线圈2电性连接，电压电源3的一侧设有电压采样电阻6，电压采样电阻6与电压电源3电性连接，二次电源4的一侧设有电流采样电阻7，电流采样电阻7与二次电源4电性连接，电压采样电阻6的一侧设有电压放大电路8，电压放大电路8与电压采样电阻6电性连接，电流采样电阻7的一侧设有电流放大电路9，电流放大电路9与电流采样电阻7电性连接，电流放大电路9的一侧设有MCU单片机11，MCU单片机11分别与电压放大电路8和电流放大电路9电性连接，MCU单片机11的一侧设有LCD液晶显示器12和通讯驱动IC10，LCD液晶显示器12和通讯驱动IC10均与MCU单片机11电性连接。
电压电源3内设有开关电源，线圈2内设有速饱和线圈与空心线圈，开关电源的设置，便于电压电源是通过开关电源模块从主回路三相取电。速饱和线圈与空心线圈的设置，在发电机1发电时，线圈2储能，便于二次电源4从速饱和互感器中取电。
电压电源3和二次电源4的一侧均设有DC-DC电源5，DC-DC电源5均与电压电源3和二次电源4电性连接，电压采样电阻6和电流采样电阻7分别与DC-DC电源5电性连接，DC-DC电源5便于对电压电源3和二次电源4产生的电压进行分压，便于向电路中不同的构件提供各自所需要的不同电压，同时，通讯所需的隔离电源通过隔离DC-DC电源5给通讯驱动IC10供电。
MCU单片机11中设有AD通道和控制器局域网总线，AD通道分别与电压放大电路8和电流放大电路9电性连接，控制器局域网总线与通讯驱动IC10电性连接，AD通道的设置，便于对电压、电流、功率、功率因数和频率的数据进行采集，并完成电压保护。控制器局域网总线的设置，便于将MCU单片机11与通讯驱动IC10电性连接，可以选择通讯功能上传测量与保护数据，也可以实现遥控分闸功能。
通讯驱动IC10中设有自带隔离CAN收发器与RS-485收发器，便于通过自带隔离CAN收发器与RS-485收发器接收所连接的设备发送的信息，同时可以向设备发送命令。
具体的，使用时，发电机1向电压电源3供电，二次电源4从速饱和互感器中取电，然后通过DC-DC电源5对电压电源3和二次电源4产生的电压进行分压，电压通过高采样电阻分压通过运算放大处理输送到MCU单片机11中的AD通道中并进行电压采样；空芯互感器感应主回路中的电流，再通过采样电阻转换成电压小信号，然后通过运算放大处理，输送到MCU单片机11中的AD通道中并进行电流数据采集，然后通过MCU单片机11中的定时计时器计算电流和电压两次通过零点的时间得出频率值，然后MCU单片机11再将采集到的数据传送到LCD液晶显示器12上显示出来；同时，DC-DC电源5向通讯驱动IC10供电，通讯驱动IC10内的自带隔离CAN收发器和RS-485收发器工作，通过通讯功能将所连接的设备上的信息上传测量并保护数据，MCU单片机11接收信息，并通过LCD液晶显示器12显示，MCU单片机11同时可以通过自带隔离CAN收发器和RS-485收发器向连接的设备输送信息。
该种船用塑壳断路器控制装置，通过设置MCU单片机11和LCD液晶显示器12，实现了电压、电流的显示功能，过压、欠压、断相保护功能，同时，独立的电流与电压测量可以实现功率的测量显示功能、频率的测量和显示功能；通过设置通讯驱动IC10，将通讯驱动IC10与MCU单机片11电性连接，可选择通讯功能用上传测量与保护数据，也可以实现遥控分闸功能。
最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (5)
1.一种船用塑壳断路器控制装置，包括发电机(1)、线圈(2)、电压电源(3)、二次电源(4)、DC-DC电源(5)、电压采样电阻(6)、电流采样电阻(7)、电压放大电路(8)、电流放大电路(9)、通讯驱动IC(10)、MCU单片机(11)、LCD液晶显示器(12)和断路器(13)，其特征在于，所述断路器(13)内设有所述线圈(2)，所述线圈(2)与所述发电机(1)电性连接，所述断路器(13)内设有所述电压电源(3)和所述二次电源(4)，所述电压电源(3)与所述发电机(1)电性连接，所述二次电源(4)与所述线圈(2)电性连接，所述电压电源(3)的一侧设有所述电压采样电阻(6)，所述电压采样电阻(6)与所述电压电源(3)电性连接，所述二次电源(4)的一侧设有所述电流采样电阻(7)，所述电流采样电阻(7)与所述二次电源(4)电性连接，所述电压采样电阻(6)的一侧设有所述电压放大电路(8)，所述电压放大电路(8)与所述电压采样电阻(6)电性连接，所述电流采样电阻(7)的一侧设有所述电流放大电路(9)，所述电流放大电路(9)与所述电流采样电阻(7)电性连接，所述电流放大电路(9)的一侧设有所述MCU单片机(11)，所述MCU单片机(11)分别与所述电压放大电路(8)和电流放大电路(9)电性连接，所述MCU单片机(11)的一侧设有所述LCD液晶显示器(12)和所述通讯驱动IC(10)，所述LCD液晶显示器(12)和所述通讯驱动IC(10)均与所述MCU单片机(11)电性连接。
2.根据权利要求1所述的一种船用塑壳断路器控制装置，其特征在于，所述电压电源(3)内设有开关电源，所述线圈(2)内设有速饱和线圈与空心线圈。
3.根据权利要求1所述的一种船用塑壳断路器控制装置，其特征在于，所述电压电源(3)和所述二次电源(4)的一侧均设有所述DC-DC电源(5)，所述DC-DC电源(5)均与所述电压电源(3)和所述二次电源(4)电性连接，所述电压采样电阻(6)和所述电流采样电阻(7)分别与所述DC-DC电源(5)电性连接。
4.根据权利要求1所述的一种船用塑壳断路器控制装置，其特征在于，所述MCU单片机(11)中设有AD通道和控制器局域网总线，AD通道分别与所述电压放大电路(8)和电流放大电路(9)电性连接，控制器局域网总线与所述通讯驱动IC(10)电性连接。
5.根据权利要求1所述的一种船用塑壳断路器控制装置，其特征在于，所述通讯驱动IC(10)中设有自带隔离CAN收发器与RS-485收发器。
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