CN111697550A - 一种用于自动扶梯控制系统的主电源回路 - Google Patents

一种用于自动扶梯控制系统的主电源回路 Download PDF

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Abstract

本发明属于自动扶梯控制技术领域，提供了一种用于自动扶梯控制系统的主电源回路，包括主断路器、变频器、运行接触器、扶梯曳引机、控制回路断路器和控制变压器，其特征在于，还包括浪涌吸收板、漏电保护器以及控制电源板；浪涌吸收板并联接入主电源回路上，用于吸收主电源回路中的预设干扰尖峰电流以及预设干扰尖峰电压；漏电保护器串联接入主电源回路上，用于主电源回路漏电、过载或短路时断开；控制电源板串联接入主电源回路上，用于提供为预设电压的正余弦交流电。采用本主电源回路能够避免浪涌对回路中的伤害还能确保自动扶梯在外部电网网压波动的情况下仍能安全可靠运行；保证乘梯安全。

Description

一种用于自动扶梯控制系统的主电源回路
技术领域
本发明属于自动扶梯控制技术领域，具体涉及一种用于自动扶梯控制系统的主电源回路。
背景技术
目前自动扶梯主电源回路中保护电路设计较简单，没有独立的防雷击、抗浪涌保护措施，而且基本上都不配置漏电保护器，同时目前自动扶梯控制回路还不具备当外部电网由于受雷击、对地或发电厂故障及其它外部和内部原因造成电网短时间故障，从而引起网线电压短时间大幅度波动，甚至会发生短时断相状况下仍可保证扶梯正常运行功能。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是针对现有技术的现状，而提供一种用于自动扶梯控制系统的主电源回路，在整个主电源回路中增设用于吸收外界电网突然产生的干扰尖峰电流或电压，避免浪涌对回路中其它部件的损害的浪涌保护板、另外还配置了扶梯专用相序保护器和控制电源板，可确保自动扶梯在外部网压波动的情况下仍能安全可靠运行，保证乘梯安全；能避免网压波动而造成自动扶梯急停，同时增加乘梯安全保护。
本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为：提出一种用于自动扶梯控制系统的主电源回路，包括：主断路器、变频器、运行接触器、扶梯曳引机、控制回路断路器和控制变压器，其特征在于，还包括浪涌吸收板、漏电保护器以及控制电源板；
所述浪涌吸收板并联接入主电源回路上，用于吸收主电源回路中的预设干扰尖峰电流以及预设干扰尖峰电压；
所述漏电保护器串联接入主电源回路上，用于主电源回路过载或短路时断开；
所述控制电源板串联接入主电源回路上，用于提供为预设电压的正余弦交流电。
进一步地，还包括三相EMI滤波器；
所述三相EMI滤波器的一端并联接入漏电保护器和控制回路断路器之间，所述三相EMI滤波器的另一端接变频器的一端，用于过滤和抑制主电源回路至变频器之间的预设电磁干扰噪声。
所述主断路器的一端和外接电源连接，主断路器的另一端和漏电保护器的一端连接；
所述浪涌吸收板并联接主断路器和漏电保护器之间；
所述漏电保护器的另一端接控制回路断路器的一端；
所述三相EMI滤波器的一端接漏电保护器和控制回路断路器之间，所述三相EMI滤波器的另一端接变频器的一端，所述变频器的另一端通过运行接触器和扶梯曳引机连接；
所述控制回路断路器的另一端接控制电源板的一端；
所述控制电源板的另一端接控制变压器的一端，所述控制变压器的另一端分别接自动扶梯控制系统中预设开关电源、预设安全回路、预设工作制动器回路以及预设附加制动器回路。
进一步地，所述变频器包括直流滤波电容组；
所述直流滤波电容组用于外接电路的电压按照预设时间降低时对主电源回路补偿电压。
进一步地，控制变压器为电磁感应变压器；
所述控制变压器包括初级绕组、第一次级绕组以及第二次级绕组；
所述控制变压器的初级绕组和控制电源板的一端连接，所述变压器的第一次级绕组和自动扶梯控制系统中预设开关电源连接，所述变压器的第二次级绕组和自动扶梯控制系统中预设安全回路、预设工作制动器回路以及预设附加制动器回路相连。
进一步地，控制变压器还包括第一保险丝FU1、第二保险丝FU2以及第三保险丝FU3；
所述控制变压器的初级绕组通过第一保险丝FU1和控制电源板连接，所述变压器的第一次级绕组通过第二保险丝FU2和自动扶梯控制系统中预设开关电源连接，所述变压器的第二次级绕组通过第三保险丝FU3和自动扶梯控制系统中预设安全回路、预设工作制动器回路以及预设附加制动器回路连接。
进一步地，控制电源板包括单相多级EMI滤波电路，用于输出预设稳定电源至自动扶梯控制系统中预设开关电源、预设安全回路、预设工作制动器回路以及预设附加制动器回路。
进一步地，主电源回路还包括扶梯相序保护器；
所述扶梯相序保护器并联接入在控制回路断路器和控制电源板之间，用于识别电网相位，并输出信号至自动扶梯控制系统中控制器；
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
(1)本主电源回路中设置有浪涌吸收板，能有效吸收外界电网突然产生的干扰尖峰电流或者电压，避免浪涌尖峰电压对回路中其它部件的损害。
(2)本主电源回路中设置有漏电保护器，当设备发生漏电可能会导致人身触电事故时，漏电保护器会立刻切断输出电源，保证扶梯使用安全。
(3)本主电源回路中设置有扶梯专用相序保护器，用来自动识别电网相位，并输出信号给自动扶梯控制系统中的控制器，该相序保护器中内部含高频滤波电路并增设磁珠可消除存在于电路中的RF噪声，提供相位检测可靠性，同时该相序保护器自带500ms输出延时断开功能。
(4)本主电源回路中的控制电源板，为自动扶梯控制回路提供AC220V正余弦交流电，可确保当外部网压有波动或出现任一相或两相电网发生故障时均不会影响AC220V交流电源输出。
附图说明
图1为本用于自动扶梯控制系统的主电源回路的电路原理图。
图2为本用于自动扶梯控制系统的主电源回路实施例中浪涌保护板的电路原理图；
图3为本用于自动扶梯控制系统的主电源回路实施例中控制电源板的电路原理图。
具体实施方式
以下是本发明的具体实施例并结合附图，对本发明的技术方案作进一步的描述，但本发明并不限于这些实施例。
实施例
本实施例提供了一种用于自动扶梯控制系统的主电源回路，如图1所示，本用于自动扶梯控制系统的主电源回路，包括：KQ1主断路器、SA浪涌吸收板、KQ2漏电保护器、DW三相EMI滤波器、INV变频器、KMY运行接触器、M扶梯曳引机、K1控制回路断路器、JXW扶梯专用相序保护器、PW控制电源板、TC控制变压器所组成。
KMY运行接触器用来打开和切断变频器输出到曳引机的电源；M扶梯曳引机是扶梯拖动部件，用来拖动扶梯上下运行；K1控制回路断路器用来打开和切断控制回路供电，同时具备过载和短路保护功能。
KQ1主断路器是扶梯控制回路主电源开关，KQ1主断路器能手动打开，同时当负载发生过载或短路时能自动立刻断开，保证电源使用安全。
SA浪涌吸收板并联接在主电源回路的主线路上如图1所示，用来吸收外界电网突然产生的干扰尖峰电流或者电压，避免浪涌尖峰电压对回路其它部件的损害。
目前电扶梯控制系统中没有独立的浪涌保护电路，完全依赖用户配电箱内浪涌保护器来吸收电网上浪涌电压，因考虑电扶梯控制系统各元件性能的特殊性，用户配电设备上的浪涌保护器完全满足不了电扶梯控制系统各部件安全保护需求，因此往往在雷暴天气时，容易造成电扶梯控制系统，轻者发生干扰异常停梯，重者损坏控制元件等现象。
如图2所示，本浪涌吸收板的由GD1-6陶瓷气体放电管、RV1-6压敏电阻、Cx1-3电容器和Cy1-3电容器所组成。
GD1-6陶瓷气体放电管是一种能防雷击的放电管，用于保护电扶梯控制系统设备及部件不能耐受高于正常工作电压的瞬时过电压冲击。
RV1-6压敏电阻是一种对电压变化反应灵敏的限压型元件，用于限制有害的浪涌突波电压，有效地保护系统或元件。各压敏电阻与陶瓷气体放电管串联组合后，按相线与相线和相线与地线配置方式，布置在电扶梯控制系统输入电源上。
Cx1-3是X安规电容器，串联组合后，布置在输入电源相线与相线之间，消除电源上差模干扰，起到抑制电源电磁干扰作用。
Cy1-3是Y安规电容器，布置在输入电源相线与地线之间，消除电源上共模干扰，起到抑制电源电磁干扰作用。
具体的工作原理为：当输入到控制系统R/S/T端子上的主电源上有瞬间突波过电压时，浪涌保护电路通过RV1和GD1对R/S端电压进行钳位保护，通过RV2和GD2对S/T端电压进行钳位保护，通过RV3和GD3对R/T端电压进行钳位保护，通过RV4和GD4对R/PE端电压进行钳位保护，通过RV5和GD5对S/PE端电压进行钳位保护，通过RV6和GD6对T/PE端电压进行钳位保护，各回路来吸收浪涌产生的突波电压能量，保证电扶梯控制系统各部件安全可靠运行。
当电源上没有瞬变电压时，陶瓷气体放电管将压敏电阻与电源隔开，使得各支路漏电流极低。如果压敏电阻在吸收浪涌能量过程出现短路失效现象时，也可以通过陶瓷气体放电管隔开，起到安全保护作用。
Cx1与Cx2串联后并接在R/S端、Cx2与Cx3串联后并接在S/T端、Cx1与Cx3串联后并接在R/T端，起到对电源滤波作用，同时对电源上差模干扰也起到滤波抑制干扰作用。
Cy1并接在R/PE端、Cy2并接在S/PE端、Cy3并接在T/PE端，起到消掉电源上共模干扰作用。
因此本浪涌吸收板的压敏电阻与陶瓷气体放电管进行串联组合后，将压敏电阻与电源隔开，使得支路漏电流极低。另外如果压敏电阻在吸收浪涌能量过程出现短路失效现象时，也可以通过陶瓷气体放电管隔开，起到安全保护作用；
本浪涌吸收板中还包含Cx差模和Cy共模电容器，对电源进行滤波并消除差模和共模干扰，保证电扶梯控制系统能安全可靠运行。
KQ2漏电保护器串联在主电源回路的主线路上如图1上，对整个外接设备当发生漏电故障或对有人身触电时进行安全保护，同时具备过载和短路保护。
所述扶梯相序保护器并联接入在控制回路断路器和控制电源板之间，用于识别电网相位，并输出信号至自动扶梯控制系统中控制器；
所述控制电源板串联接入主电源回路上，用于提供为预设电压的正余弦交流电。
本用于自动扶梯控制系统的主电源回路，还包括三相EMI滤波器；
进一步地，三相EMI滤波器串联在主回路与变频器输入端之间，防止电网上的电磁干扰噪声通过电源进入变频器，也可以抑制变频器运行时高频电磁干扰噪声对电网的污染。
其中KQ1主断路器、SA浪涌吸收板、KQ2漏电保护器、DW三相EMI滤波器、INV变频器、KMY运行接触器、M扶梯曳引机、K1控制回路断路器、JXW扶梯专用相序保护器、PW控制电源板、TC控制变压器的具体连接关系为：主断路器的一端和外接电源连接，主断路器的另一端和漏电保护器的一端连接；所述浪涌吸收板并联接主断路器和漏电保护器之间；所述漏电保护器的另一端接控制回路断路器的一端；所述三相EMI滤波器的一端接漏电保护器和控制回路断路器之间，所述三相EMI滤波器的另一端接变频器的一端，所述变频器的另一端通过运行接触器和扶梯曳引机连接；所述控制回路断路器的另一端接控制电源板的一端；所述扶梯相序保护器的一端并联接入控制回路断路器和控制电源板之间，所述扶梯相序保护器的另一端通过K10和K20和控制器连接；所述控制电源板的另一端接控制变压器的一端，所述控制变压器的另一端分别接自动扶梯控制系统中预设开关电源、预设安全回路、预设工作制动器回路以及预设附加制动器回路。
具体的工作原理为：
当外部网线电源有输入后，三相AC380V电源通过KQ1主电源断路器并通过KQ2漏电保器给DW三相滤波器供电，另一端给K1控制回路断路器供电，这回路中SA浪涌吸收板R/S/T输入端并接于主电源网线上(即KQ1断路器输出端)，此吸收板主要来吸收主电源中突然产生的干扰尖峰电流或者电压(例如雷击、重型设备短路或电源切换时)。DW三相EMI滤波器对电源进行滤波并抑制干扰噪声后再输出AC380V三相电源给INV变频器，变频器输出端通过KMY运行接触器与M扶梯曳引机相连。K1控制回路断路器接通电源后给JXW扶梯专用相序保护器和PW控制电源板提供AC380V电源，相序保护器自动识别三相电源电网相位，并输出K1/K2信号给自动扶梯控制系统中控制器，而PW控制电源板输出AC220V交流电给TC控制变压器，变压器再隔离输出AC220V和AC110V两级电源分别给自动扶梯控制系统中所需的开关电源、扶梯安全回路、工作制动器和附加制动器供电。
其中，所述扶梯相序保护器包括高频滤波电路；
所述高频滤波电路用于对主电源回路中的预设高频电压进行过滤。所述扶梯相序保护器内部设有磁珠；所述磁珠用于消除主电源回路中的RF噪声；进一步地，扶梯相序保护器还包括延时断开模块；所述延时断开模块，用于延迟预设时间断开回路。
本申请中的变频器为INV变频器包括直流滤波电容组；所述直流滤波电容组用于外接电路的电压按照预设时间降低时对主电源回路补偿电压。
控制变压器为电磁感应变压器；如图1所示，所述控制变压器包括初级绕组、第一次级绕组以及第二次级绕组；
所述控制变压器的初级绕组和控制电源板的一端连接，所述变压器的第一次级绕组和自动扶梯控制系统中预设开关电源连接，所述变压器的第二次级绕组和自动扶梯控制系统中预设安全回路、预设工作制动器回路以及预设附加制动器回路相连。控制变压器还包括第一保险丝FU1、第二保险丝FU2以及第三保险丝FU3；
所述控制变压器的初级绕组通过第一保险丝FU1和控制电源板连接，所述变压器的第一次级绕组通过第二保险丝FU2和自动扶梯控制系统中预设开关电源连接，所述变压器的第二次级绕组通过第三保险丝FU3和自动扶梯控制系统中预设安全回路、预设工作制动器回路以及预设附加制动器回路相连。
控制电源板包括单相多级EMI滤波电路，用于输出预设稳定电源至自动扶梯控制系统中预设开关电源、预设安全回路、预设工作制动器回路以及预设附加制动器回路。
目前自动扶梯电气系统控制回路所需电源直接取自外部电网网线输入电源，而外部电网极易受雷击、对地短路或发电厂故障及其它外部和内部原因造成电网短时间故障，从而引起网线电压短时间大幅度波动，甚至会发生短时断相现象，此时会导致自动扶梯电气系统控制回路电压异常或失电，最终迫使在用自动扶梯发生瞬时停运，对乘坐自动扶梯的乘客存在一定的安全隐患。
如图3所示，本控制电源板主要由D1-D3三个全波整流桥堆、C1-C4滤波电容器、QP逆变器、PLF多级EMI滤波器和KQ断路器组成，整个回路由AC转DC逆变后再输出AC交流电源，仅需保证一路全波整流桥堆输入AC交流电正常，均能保证逆变后输出正常的正余弦交流电源，另两路全波整流桥回路起到冗余设计，这个更能保证当外部电网有波动时，不会影响其输出交流电，另外此电源中含有PLF多级EMI滤波电路来抑制电源中共模和差模干扰杂波噪声，保证更稳定的电源输出给扶梯电气控制回路供电，确保自动扶梯在外部网压波动的情况下能安全可靠运行，重而保证乘客乘梯安全。
具体工作原理为：
当外部A/B/C/N交流电源输入正常后，每相电源通过FU10、FU20和FU30保险丝后给D1、D2和D3三个全波整流桥供电，此时由于保险丝是正常接通的两端没有电位差，因此LED1-3指示灯都不亮，当D1、D2、D3三个桥堆收到外部AC交流输入电源后立即转换输出DC直流电给CP滤波电容器进行滤波稳压处理后提供DC310V左右较稳定的直流电压给QP逆变器供电，逆变器通过内部逆变电路后输出AC220V交流电源，此电源再经过PLF多级EMI滤波电路后输出更稳定的AC交流电源并通过KQ断路器给扶梯电气系统控制回路供电。
由于外部网线电压发生瞬时波动时，可能会造成A/B/C某一相或某两相电压骤降或发生断路现象，但由于D1-D3三个整流桥堆DC直流输出端是并联回路，因此任一相或两相发生故障时不会影响整流桥输出给CP滤波电容器的直流电，因此也不会造成AC220V输出电源发生断开或降低。
当有外部交流电源输入后，如果D1-D3三个整流桥内部发生短路故障，此时对应FU10-30保险丝会断开，对应LED1-3指示灯也会点亮。
本申请中的主电源回路采用AC交流电源转DC直流电源再逆变AC交流电，因此逆变后输出的电源不受外部输入电源电压影响；
并且本主电源回路的控制电源板的输入端采用三相输入给三个全波整流桥，并且三个整流桥直流输出端采用并联连接，因此任一相或两相输入电源发生故障时不会影响整流桥直流电源输出给逆变器，具有多重冗余设计功能；采用多级EMI滤波电路来抑制电源中共模和差模干扰杂波噪声，使输出电源更稳定；设有输入保险丝和对应故障指示灯提示回路，保证电源可靠安全运行，同时具有人机提示功能。
本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明精神作举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的精神所定义的范围。

Claims (8)

1.一种用于自动扶梯控制系统的主电源回路，包括：主断路器、变频器、运行接触器、扶梯曳引机、控制回路断路器和控制变压器，其特征在于，还包括浪涌吸收板、漏电保护器以及控制电源板；
所述浪涌吸收板并联接入主电源回路上，用于吸收主电源回路中的预设干扰尖峰电流以及预设干扰尖峰电压；
所述漏电保护器串联接入主电源回路上，用于主电源回路漏电、过载或短路时断开；
所述控制电源板串联接入主电源回路上，用于提供为预设电压的正余弦交流电。
2.根据权利要求1所述的一种用于自动扶梯控制系统的主电源回路，其特征在于，还包括三相EMI滤波器；
所述三相EMI滤波器的一端并联接入漏电保护器和控制回路断路器之间，所述三相EMI滤波器的另一端接变频器的一端，用于过滤和抑制主电源回路至变频器之间的预设电磁干扰噪声。
3.根据权利要求2所述的一种用于自动扶梯控制系统的主电源回路，其特征在于：
所述主断路器的一端和外接电源连接，主断路器的另一端和漏电保护器的一端连接；
所述浪涌吸收板并联接主断路器和漏电保护器之间；
所述漏电保护器的另一端接控制回路断路器的一端；
所述三相EMI滤波器的一端接漏电保护器和控制回路断路器之间，所述三相EMI滤波器的另一端接变频器的一端，所述变频器的另一端通过运行接触器和扶梯曳引机连接；
所述控制回路断路器的另一端接控制电源板的一端；
所述控制电源板的另一端接控制变压器的一端，所述控制变压器的另一端分别接自动扶梯控制系统预设开关电源、预设安全回路、预设工作制动器回路以及预设附加制动器回路。
4.根据权利要求1所述的一种用于自动扶梯控制系统的主电源回路，其特征在于，所述变频器包括直流滤波电容组；
所述直流滤波电容组用于外接电路的电压按照预设时间降低时对主电源回路补偿电压。
5.根据权利要求1所述的一种用于自动扶梯控制系统的主电源回路，其特征在于，控制变压器为电磁感应变压器；
所述控制变压器包括初级绕组、第一次级绕组以及第二次级绕组；
所述控制变压器的初级绕组和控制电源板的一端连接，所述变压器的第一次级绕组和自动扶梯控制系统中的预设开关电源连接，所述变压器的第二次级绕组和自动扶梯控制系统预设安全回路、预设工作制动器回路以及预设附加制动器回路相连。
6.根据权利要求5所述的一种用于自动扶梯控制系统的主电源回路，其特征在于，控制变压器还包括第一保险丝FU1、第二保险丝FU2以及第三保险丝FU3；
所述控制变压器的初级绕组通过第一保险丝FU1和控制电源板连接，所述变压器的第一次级绕组通过第二保险丝FU2和自动扶梯控制系统中预设开关电源连接，所述变压器的第二次级绕组通过第三保险丝FU3和自动扶梯控制系统预设安全回路、预设工作制动器回路以及预设附加制动器回路相连。
7.根据权利要求1所述的一种用于自动扶梯控制系统的主电源回路，其特征在于，控制电源板包括单相多级EMI滤波电路，用于输出预设稳定电源至自动扶梯控制系统中预设开关电源、预设安全回路、预设工作制动器回路以及预设附加制动器回路。
8.根据权利要求1所述的一种用于自动扶梯控制系统的主电源回路，其特征在于，主电源回路还包括扶梯相序保护器；
所述扶梯相序保护器并联接入在控制回路断路器和控制电源板之间，用于识别电网相位，并输出信号至自动扶梯控制系统的控制器。
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