CN110867820A - 一种适配多规格负载电流的交流智能接触器系统 - Google Patents
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Abstract
本申请提供了一种适配多规格负载电流的交流智能接触器系统，包括：多个交流接触器，每个交流接触器的一端连接不同负载，另一端连接至交流主汇流条；处理器，连接各交流接触器，所述处理器包括采样模块、通讯模块及处理模块，所述采样模块用于对与所述多个交流接触器连接的负载进行电流采样，所述通讯模块用于接收采样的额定电流及输入的配置命令字，所述处理模块用于计算热累积熔断值，并在系统上电后对各交流接触器初始化，赋予过流保护功能。本申请解决一个型号飞机需要使用十数个规格交流智能接触器的问题，极大降低了机载设备管理成本。
Description
技术领域
本发明属于机载设备配电技术领域，具体涉及一种适配多规格负载电流的交流智能接触器系统。
背景技术
飞机电网是将飞机电源的电能传送到用电设备的环节，他由传输电能的导线或电缆、导线或电缆的连接装置，防止导线和设备受短路与过载危害的保护装置，控制用电设备工作和电源运行的配电装置及电源检查仪表等组成。智能接触器在电网中起到保护支路用电设备及开关控制作用，相当于熔断器、断路器的作用。
目前国产机载交流智能接触器的特点是能够完成断路器的开关作用，但每种负载规格的交流智能接触器，只能完成对该规格负载电流设备的相当于断路器电流过载保护的作用，无法对其他规格设备进行保护。
机载设备管理繁琐，特别是军用机载设备，成品公司及主机单位在机载设备方面，一个产品和多个产品的管理成本相差悬殊。一个规格的机载设备需要一整套相应的设计图纸、技术文件、器件、管理流程、文档、手续等工作。
发明内容
为了解决上述技术问题至少之一，本申请提供了一种适配多规格负载电流的交流智能接触器系统，可以在不改变产品结构、硬件电路、软件代码的情况下，通过外部通讯更改负载电流参数，使一款交流智能接触器适用于各种不同规格负载电流的用电设备。以达到降低管理、维护机载设备成本的目的。
本申请适配多规格负载电流的交流智能接触器系统包括：
多个交流接触器，每个交流接触器的一端连接不同负载，另一端连接至交流主汇流条；
处理器，连接各交流接触器，所述处理器包括采样模块、通讯模块及处理模块，所述采样模块用于对与所述多个交流接触器连接的负载进行电流采样，所述通讯模块用于接收采样的额定电流及输入的配置命令字，所述处理模块用于计算热累积熔断值，并在系统上电后对各交流接触器初始化，赋予过流保护功能。
优选的是，所述采样模块的采样范围被配置成能够覆盖与各交流接触器连接的所有负载的额定电流值。
优选的是，所述通讯模块采用CAN总线通讯协议，所述配置命令字及额定电流保存在EEPROM中。
优选的是，所述通讯模块采用ARINC429总线通讯协议，所述配置命令字及额定电流保存在FLASH中。
优选的是，所述采样模块的采样精度为0.1A。
优选的是，所述热累积熔断值为：
△I2·△t＝△Q
其中，△I为电流变化量，△t为热累积时间，△Q为热累积熔断值。
本申请能解决一个型号飞机需要使用十数个规格交流智能接触器的问题，极大降低了机载设备管理成本，成品公司及主机单位将十几个产品的设计文件、图纸、管理成本及手续等工作变成了对一个机载产品的控制，每种型号飞机，至少缩小了90％的管理复杂度及管理成本。在后续的维护过程中，由于产品的接口、结构、电路及软件是一致的，可进行原位替换，降低维护难度及备件成本。
附图说明
图1是本申请适配多规格负载电流的交流智能接触器系统的电路原理示意图。
具体实施方式
为使本申请实施的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施方式中的附图，对本申请实施方式中的技术方案进行更加详细的描述。在附图中，自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。所描述的实施方式是本申请一部分实施方式，而不是全部的实施方式。下面通过参考附图描述的实施方式是示例性的，旨在用于解释本申请，而不能理解为对本申请的限制。基于本申请中的实施方式，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本申请保护的范围。下面结合附图对本申请的实施方式进行详细说明。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明保护范围的限制。
本发明提出了一种适配多规格负载电流的交流智能接触器系统，包括：
多个交流接触器，每个交流接触器的一端连接不同负载，另一端连接至交流主汇流条；
处理器，连接各交流接触器，所述处理器包括采样模块、通讯模块及处理模块，所述采样模块用于对与所述多个交流接触器连接的负载进行电流采样，所述通讯模块用于接收采样的额定电流及输入的配置命令字，所述处理模块用于计算热累积熔断值，并在系统上电后对各交流接触器初始化，赋予过流保护功能。
参考图1，三相交流输入后经交流主汇流条进行分配，分别通过各交流接触器1连接至不同负载2，其中各交流接触器1包括KM2-KM6，负载2包括不同供油泵、液冷泵、顺桨泵、机载雷达等。
在一些可选实施方式中，所述采样模块的采样范围被配置成能够覆盖与各交流接触器连接的所有负载的额定电流值。例如图1所示的雷达的额定电流高达150A，则要求采样模块的采样范围为0-150A。
本申请的处理器芯片为嵌入式芯片，交流智能接触器为基于以嵌入式芯片为处理器核心的具有控制、保护、自检测功能的传统固定负载规格的交流智能接触器。
本申请根据机型特点选用大范围电流采样模块。大范围的精度为0.1A，下限为0A，上限是指对应型号飞机中最大负载电流用电设备的短路保护保护点的负载电流，短路保护点为额定电流的3～5倍，具体值由型号顶层文件确定。
本申请的通讯模块按照通讯协议接收、解析上位机发送的不同规格负载电流设备的额定电流配置参数，包括额定电流、负载类型及地址信息等。
根据通讯接收的额定电流设置过流保护曲线。增加可配置保护曲线功能的，读取通讯接收到的额定电流配置参数，改变相应的保护曲线，以实现适用期更改后的用电设备。
本申请对于过流保护采用反延时保护。它与热效应累积有关，具有反时限特性，其动作时间和故障电流的平方成反比，如下式所示：
△I2·△t＝△Q
其中，△I为电流变化量，△t为热累积时间，△Q为热累积熔断值。
软件算法实现热累积。当热累积达到过流热累积门限时执行保护流程，根据读取通讯接收到的额定电流配置参数改版其相应的过流热累积门限值，达到改变保护曲线的目的。
实施例1，针对某大型运输机，原飞机有三十多种不同规格的用电设备，为此配备了十一个规格的交流智能接触器产品，其中有的用电设备智能使用额定电流相近的交流智能接触器进行匹配。针对该问题，本申请的解决方案如下：
(1)基于以单片机为处理器核心的具有控制、保护、自检测功能的传统固定负载规格的交流智能接触器。
(2)大范围电流采样模块；根据顶层文件要求，最大负载用电设备额定电流为150A；设计时将电流采样模块采样范围设计为(0～750)A，精度为0.1A。
(3)采用CAN通讯协议，当收到配置的命令字及额定电流参数后，解析保存参数信息，并存至EEPROM。
(4)根据读取到的额定电流参数，计算出过流保护功能中的热累积熔断值，将新熔断点写入EEPROM固定位置，产品上电后初始化功能读取该熔断值，赋予过流保护功能。
实施例2，针对舰载预警机，原飞机的右配电中心有四种不同规格的用电设备2，因此，机载设备公司需四种规格的交流智能接触器1，四套设计方案、图纸、设计文件，类似产品只因不同规格需评审4次，软件的过流保护曲线不同，根据GJB5000A管理体系，需作为4套软件研发。针对该问题，本申请的解决方案如下：
(1)基于以DSP为处理器核心的具有控制、保护、自检测功能的传统固定负载规格的交流智能接触器。
(2)大范围电流采样模块；根据顶层文件要求，最大负载用电设备额定电流为150A；设计时将电流采样模块采样范围设计为(0～750)A，精度为0.1A。
(3)采用ARINC429通讯协议，采用中断式接收，当收到配置的命令字及额定电流参数后，解析保存参数信息，并存至FLASH。
(4)根据读取到的额定电流参数，计算出过流保护功能中的热累积熔断值，将新熔断点写入FLASH固定位置，产品上电后初始化功能读取该熔断值，赋予过流保护功能。
以上所述，仅为本申请的具体实施方式，但本申请的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此，本申请的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。
Claims (6)
1.一种适配多规格负载电流的交流智能接触器系统，其特征在于，包括：
多个交流接触器，每个交流接触器的一端连接不同负载，另一端连接至交流主汇流条；
处理器，连接各交流接触器，所述处理器包括采样模块、通讯模块及处理模块，所述采样模块用于对与所述多个交流接触器连接的负载进行电流采样，所述通讯模块用于接收采样的额定电流及输入的配置命令字，所述处理模块用于计算热累积熔断值，并在系统上电后对各交流接触器初始化，赋予过流保护功能。
2.如权利要求1所述的适配多规格负载电流的交流智能接触器系统，其特征在于，所述采样模块的采样范围被配置成能够覆盖与各交流接触器连接的所有负载的额定电流值。
3.如权利要求1所述的适配多规格负载电流的交流智能接触器系统，其特征在于，所述通讯模块采用CAN总线通讯协议，所述配置命令字及额定电流保存在EEPROM中。
4.如权利要求1所述的适配多规格负载电流的交流智能接触器系统，其特征在于，所述通讯模块采用ARINC429总线通讯协议，所述配置命令字及额定电流保存在FLASH中。
5.如权利要求3所述的适配多规格负载电流的交流智能接触器系统，其特征在于，所述采样模块的采样精度为0.1A。
6.如权利要求1所述的适配多规格负载电流的交流智能接触器系统，其特征在于，所述热累积熔断值为：
△I2·△t＝△Q
其中，△I为电流变化量，△t为热累积时间，△Q为热累积熔断值。
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