CN106685385A - 无需地或零线的缺相保护、可控硅故障报警无触点接触器 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了属于电气工程技术领域的一种无需地或零线的缺相保护、可控硅故障报警无触点接触器。该无触点接触器由故障检测及保护电路、控制电路、光电隔离、触发电路和主电路组成；其中控制电路与故障检测及保护电路、电源和触发电路相连；控制电路由缺相保护信号调理电路、光电隔离和缺相保护逻辑电路组成；触发电路连接主电路。其信号取样电路采用Y型相线接法；接触器内部构造“中性线”，缺相保护信号由逻辑电路处理后输出；因此本发明具有缺相保护和可控硅故障检测功能，电网出现电压上下浮动20%的干扰时无触点接触器保护不动作，可控硅故障时报警，防止负载损坏，其故障保护电路抗干扰性强，适用于三相三线或三相四线制控制柜。
Description
技术领域
本发明属于电气工程技术领域，特别涉及一种无需地或零线的缺相保护、可控硅故障报警无触点接触器。
背景技术
无触点接触器用晶闸管反并联来替代机械式接触器的触点开关，没有接触点，不会打火、放电，没有烧死断不开的问题，且晶闸管是过零触发及过零关断，没有控制线圈发热的问题。提高了无触点接触器的可靠性。目前应用于电气工程项目控制柜中的国内外生产的无触点接触器，多数无任何保护功能，只是开关器件，少数带有缺相保护和可控硅故障报警功能的也需要地线或零线才能工作， 在特殊的工作场合或不便使用地线或零线的情况下（如行车上），就有很大的局限性。
发明内容
本发明的目的是提供一种无需地或零线的缺相保护、可控硅故障报警无触点接触器，其特征在于，该无触点接触器由故障检测及保护电路、控制电路、光电隔离、触发电路和主电路组成；其中控制电路与故障检测及保护电路、电源和触发电路相连，触发电路连接主电路；所述故障检测及保护电路为信号取样电路1，信号取样电路1的上半部的R、S、T分别通过三个RC并联电路接到缺相保护信号调理电路2的三个整流桥的一个AC端，三个整流桥的另一AC端连接成一个节点N，成为Y型连接；整流桥的输出V+、V-，三个整流桥分别对应缺相保护信号调理电路2中的R、S、T三相；信号取样电路1的下半部的U、V、W分别通过三个RC并联电路接成一个节点N´，成为Y型连接； 节点N和节点N之间连接电阻R7构造出中性线NN＇；所述控制电路由缺相保护信号调理电路2、光电隔离5和缺相保护逻辑电路3串联组成；缺相保护逻辑电路3与控制器6连接，控制器6通过触发电路7连接主电路8。
所述缺相保护信号调理电路的每一相均有阻容滤波及稳压电路，三个稳压电路分别通过三个光电隔离器5连接到缺相保护逻辑电路3的74LS10模块，74LS10模块输出经过Q1晶体管输出保护信号Uo+、Uo-，连接控制器6的晶体管Q2的控制极和地，控制器6连接触发电路7输入端，触发电路7输出连接主电路8晶闸管控制极。
所述节点N和节点N´之间连接电阻R7构造出中性线NN＇与信号处理电路4连接，该信号处理电路由半波整流、阻容滤波、稳压电路及可控硅故障报警灯LED2组成。
所述触发电路每相采用二个MOC3083过零触发光电耦合器U1、U2串联，并带有均压电阻确保串联光耦的安全；三相回路的三组光耦U1、U2；U3、U4和U5、U6采用串联连接，保证三组六个光耦输出分别连接至主电路8的六个晶闸管控制极，使其同时触发导通。
本发明的有益效果是本发明为无需地线或零线的无触点接触器；其特点包括1)信号取样电路采用Y型相线接法；2）接触器内部构造“中性线”，实现在无地或零线的情况下，可以实现缺相保护、可控硅故障报警；3）缺相保护信号由逻辑电路处理后输出；4）可控硅故障检测信号经平波、延时、去干扰处理；5）上述信号多步处理，电网出现电压上下浮动20%的干扰时，保护不误动。因此本发明具有缺相保护和可控硅故障检测功能，其故障保护电路抗干扰性强，电源缺相时无触点接触器不动作，可控硅故障时报警，防止负载损坏。适用于三相三线或三相四线制控制柜。
附图说明
图1是三相无触点接触器框图。
图2是三相无触点接触器主电路原理图。
图3是缺相保护和可控硅故障检测具体电路图。
具体实施方式
本发明提供一种无需地或零线的缺相保护、可控硅故障报警无触点接触器，下面结合附图予以说明。
图1所示为三相无触点接触器框图。该无触点接触器由故障检测及保护电路、控制电路、光电隔离、触发电路和主电路组成；其中控制电路与故障检测及保护电路、电源和触发电路相连，触发电路连接主电路；其中故障检测及保护电路为信号取样电路，
图3是缺相保护和可控硅故障检测具体电路图所述故障检测及保护电路为信号取样电路1，信号取样电路1的上半部的R、S、T分别通过三个RC并联电路接到缺相保护信号调理电路2的三个整流桥的一个AC端，三个整流桥的另一AC端连接成一个节点N，成为Y型连接；整流桥的输出V+、V-，三个整流桥分别对应缺相保护信号调理电路2中的R、S、T三相；信号取样电路1的下半部的U、V、W分别通过三个RC并联电路接成一个节点N´，成为Y型连接； 节点N和节点N之间连接电阻R7构造出中性线NN＇；该中性线NN＇与信号处理电路4连接，该信号处理电路由半波整流、阻容滤波、稳压电路及可控硅故障报警灯LED2组成。
所述控制电路由缺相保护信号调理电路2、光电隔离5和缺相保护逻辑电路3串联组成；所述缺相保护信号调理电路2的每一相均有阻容滤波及稳压电路，三个稳压电路分别通过三个光电隔离器5连接到缺相保护逻辑电路3的74LS10模块，74LS10模块输出经过Q1晶体管输出保护信号Uo+、Uo-，连接到控制器6的晶体管Q2的控制极和地。
图2所示是三相无触点接触器主电路原理图。图中控制器6连接触发电路7输入端，触发电路7输出连接主电路8晶闸管控制极。触发电路每相采用二个MOC3083过零触发光电耦合器U1、U2串联，并带有均压电阻确保串联光耦的安全；三相回路的三组光耦U1、U2；U3、U4和U5、U6采用串联连接，保证三组六个光耦输出分别连接至主电路8的六个晶闸管控制极，使其同时触发导通。
由于六个光耦串联连接，无触点接触器的控制信号电压比并联触发的高很多，防止了无触点接触器因干扰误触发的可能；触发电路6为恒流控制，流过光耦的输入电流是恒定的，恒定电流由晶体管Q2的控制极 ，发射极电阻确定；如图2所示，主电路连接电源的R、S、T三相输入，U、V、W三相输出；其每一相是用两个晶闸管反并联构成，为了防止晶闸管损坏，在反并联的晶闸管两端加了R、C阻容吸收电路。
本发明的工作原理是图3中的信号取样电路1将高压转为低压后送入缺相保护信号调理电路2和信号处理电路4,信号取样电路1的上下两部分均为Y型连接，Y型连接的两个节点N和节点N´之间连接电阻R7构造出中性线NN＇；缺相保护信号调理电路2将处理过的信号再经过光电隔离器5光耦后输出，当电网电压波动时(如电网电压上下浮动20%)，输出的信号稳定、不受影响，从而实现了在使用缺相保护、可控硅故障报警无触点接触器时无需地或零线的目的；具体包括：
1.在缺相保护逻辑电路3中，如果不缺相，74LS10输出低电平，缺相报警灯LED1不亮，Q1不工作，无保护信号输出，此时控制器6的恒流源晶体管Q2工作正常，给触发电路7触发信号，触发电路7收到触发信号，主回路8正常工作。如果缺相，假设R相缺相，对应的R相无光耦输出信号，R相的光电隔离器5无输出信号，对应的S、T相光电隔离器5有输出信号，则三路信号送入缺相保护逻辑电路3的74LS10模块，74LS10逻辑判断后输出高电平，缺相报警灯LED1亮， Q1导通输出保护信号Uo+、Uo-，控制器6的恒流源晶体管Q2控制极电位被下拉至地，因此恒流源晶体管Q2截止，触发电路7无触发信号，主回路8停止工作，保护了主回路晶闸管；缺两相，三相时同理。
2.当可控硅有故障时，不给控制信号，因三相不平衡，则会有电流流过NN＇，产生可控硅故障信号，该信号通过信号处理电路4的整流、平波、稳压后，使可控硅故障报警灯LED2点亮报警。
Claims (4)
1. 一种无需地或零线的缺相保护、可控硅故障报警无触点接触器，其特征在于，该无触点接触器由故障检测及保护电路、控制电路、光电隔离、触发电路和主电路组成；其中控制电路与故障检测及保护电路、电源和触发电路相连，触发电路连接主电路；所述故障检测及保护电路为信号取样电路（1），信号取样电路（1）的上半部的R、S、T分别通过三个RC并联电路接到缺相保护信号调理电路（2）的三个整流桥的一个AC端，三个整流桥的另一AC端连接成一个节点N，成为Y型连接；整流桥的输出V+、V-，三个整流桥分别对应缺相保护信号调理电路（2）中的R、S、T三相；信号取样电路（1）的下半部的U、V、W分别通过三个RC并联电路接成一个节点N´，成为Y型连接； 节点N和节点N之间连接电阻R7构造出中性线NN＇；所述控制电路由缺相保护信号调理电路（2）、光电隔离（5）和缺相保护逻辑电路（3）串联组成；缺相保护逻辑电路（3）与控制器（6）连接，控制器（6）通过触发电路（7）连接主电路（8）。
2.根据权利要求1所述一种无需地或零线的缺相保护、可控硅故障报警无触点接触器，其特征在于，所述缺相保护信号调理电路（2）的每一相均有阻容滤波及稳压电路，三个稳压电路分别通过三个光电隔离器（5）连接到缺相保护逻辑电路（3）的74LS10模块，74LS10模块输出经过Q1晶体管输出保护信号Uo+、Uo-，连接控制器（6）的晶体管Q2的控制极和地，控制器（6）连接触发电路（7）输入端，触发电路（7）输出连接主电路（8）晶闸管控制极。
3.根据权利要求1所述一种无需地或零线的缺相保护、可控硅故障报警无触点接触器，其特征在于，所述节点N和节点N´之间连接电阻R7构造出中性线NN＇与信号处理电路（4）连接，该信号处理电路由半波整流、阻容滤波、稳压电路及可控硅故障报警灯LED2组成。
4.根据权利要求2所述一种无需地或零线的缺相保护、可控硅故障报警无触点接触器，其特征在于，所述触发电路每相采用二个MOC3083过零触发光电耦合器U1、U2串联，并带有均压电阻确保串联光耦的安全；三相回路的三组光耦U1、U2；U3、U4和U5、U6采用串联连接，保证三组六个光耦输出分别连接至主电路（8）的六个晶闸管控制极，使其同时触发导通。
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