CN111953261A - 一种稳定型固态继电器的使用方法 - Google Patents

一种稳定型固态继电器的使用方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及三相电机运转控制技术领域，尤其涉及一种稳定型固态继电器的使用方法。本发明采用的技术方案是：包括1、将固态继电器与三项电输入线连接在一起的步骤：2、将所述固态继电器的三项电输出端与三相电机输入线连接在一起的步骤：3、设定热过载电流大小的步骤；4、通过固态继电器对对三相电机进行电机正反转控制的步骤：5、通过固态继电器上的可控硅过零触发驱动电路和三相OK信号使能驱动确保可控硅稳定运行的步骤。本发明的优点是：本发明采用全新的控制方式配合全新的固态继电器进行使用，在使用时能够使三相电机在使用过程中的安全性更有保障，使三相电机的使用性能更稳定。

Description

一种稳定型固态继电器的使用方法
技术领域
本发明涉及三相电机运转控制技术领域，尤其涉及一种稳定型固态继电器的使用方法。
背景技术
现代工业上，需要三相交流电机正反转时，一般使用两个交流接触器，通过一些辅助继电器控制交流接触器的时序，达到电机换相正反转的目的。现有的控制结构，器件多体积大，需要辅助继电器配合，接线繁琐，电机换向时有噪音，机械触点有使用接触寿命，电机缺相无保护措施，无三相电流不平衡检测，需要外加热过载保护器，没有电流显示功能，与外界的系统无信息交互功能。
也有一些集成式电机正反转控制电路板，这种方式在使用时比较固定，适用性不强，当系统只需要一组电机时，就会有两组浪费；当系统需要四组或五组电机时，又不够用；软件需要经常修改和定做，缺乏通用性；可维护性也比较差，当其中一只可控硅损坏，整个电路板都要更换，需要专业人员操作，后期维护工作量大。
发明内容
本发明的目的是提供一种稳定型固态继电器的使用方法，它采用全新的控制方式配合全新的固态继电器进行使用，通过调整编码器的数值，设定热过载的额定电流；三相电机的每相工作电流通过电流传感器采集信号，电流信号输入单片机自有的转换器；单片机根据采集的电流，进行缺相、三相平衡、热过载算法判断；数码管在正常工作状态下显示电机的实时电流，在电机异常状况下显示告警信息；电机出现异常时会向外界系统发送告警信号执行动作；整体采用模块化制作，方便用户的使用和后期的更换与维护，在使用时的灵活性更强，并且通过在主体结构上设置互锁电路，使它在控制三相电机正反转时的安全性更高，避免了容易发生短路的情况，对电机能够起到更全面的保护，通过在固态继电器模块上设置可控硅过零触发驱动电路，可控硅过零触发驱动电路在使用时当交流电压处于电压零位时才会产生触发脉冲，确保三相电正常供电的情况下，使可控硅过零导通， di/dt不会过大，可控硅进行稳定工作，仅有可控硅过零触发驱动电路还是不够，当三相电不稳定的情况下还是有风险的存在。三相电不供电时，电压也是处于0位，光藕就会处于假过零触发状态，突然波峰加电，di/dt过大，也会击坏可控硅，本发明的固态继电器模块将三相OK信号(交流供电稳定信号)与固态继电器集成在一起，通过将三相OK信号和外界控制信号同时加给继电器模块，光耦处于过零触发状态否则不给可控硅任何触发信号，也就是说等交流电加上后，等到正弦波自然过零后，固态继电器模块才会进入正常工作状态，保证了可控硅的稳定运行，使本继电器模块在使用过程中具有不怕跳电的性能，在使用过程中的整体安全性更高。
本发明的技术方案如下：
一种稳定型固态继电器的使用方法，其特征在于：包括1)、将固态继电器与三项电输入线连接在一起的步骤：2)、将所述固态继电器的三项电输出端与三相电机输入线连接在一起的步骤：3)、设定热过载电流大小的步骤；4)、通过固态继电器对对三相电机进行电机正反转控制的步骤：5)、通过固态继电器上的可控硅过零触发驱动电路和三相OK信号使能驱动确保可控硅稳定运行的步骤；6)、通过单片机智能监测固态继电器的输出电流并且与设定热过载电流大小进行比较的步骤；其中：所述固态继电器包括主体形状为长方形的固态继电器模块主体结构，所述固态继电器模块主体结构上设有单片机芯片，所述固态继电器模块主体结构上还设有用于采集三相电机的每相工作电流的信号的电流传感器，所述电流传感器将采集的电流信号输入到所述单片机芯片内，所述固态继电器模块主体结构上设有可控硅过零触发驱动电路和三相OK信号使能驱动，所述可控硅过零触发驱动电路在使用时当交流电压处于电压零位时才会产生触发脉冲，确保三相电正常供电的情况下，使可控硅过零导通，di/dt不会过大，可控硅进行稳定工作，所述三相OK信号和外界控制信号同时加给继电器模块，光耦处于过零触发状态，所述固态继电器模块主体结构的正面上端位置设有一个三相电输入端口，所述三相电输入端口与三项电输入线连接在一起，所述固态继电器模块主体结构的正面下端位置设有一个三相电输出端口，通过所述三相电输出端口与三相电机的输入线连接在一起，所述固态继电器模块主体结构的正面设有一个长方形报警显示调节控制模块，所述报警显示调节控制模块的正面靠上端的位置设有一个数码显示管，所述数码显示管显示电机工作电流和电机工作状态，所述报警显示调节控制模块的正面左上方的位置设有一个编码开关，通过所述编码开关能够设定电机在使用过程中的热过载电流大小，通过所述电流传感器采集的每相工作电流与设定的热过载电流的大小通过所述单片机芯片进行缺相、三相平衡、热过载算法判断进，所述报警显示调节控制模块的正面还设有一个复位按键，通过所述复位按键能够对排除异常后的信号进行复位操作，所述固态继电器模块主体结构上设有可控硅互锁电路，所述固态继电器模块主体结构的正面上端位于所述三相电输入端口的右侧位置设有一个信号输送连接座，所述信号输送连接座用来连接电机正反转信号的输入和故障报警信号的输出，所述固态继电器模块主体结构的正面左右两侧位置分别设有一个工作电源输入端口，通过所述工作电源输入端口能够为所述固态继电器模块主体结构提供工作电压，所述固态继电器模块主体结构的左右两侧分别设有一组开口向外侧的U形安装紧固装配槽。
进一步的，所述三相电输入端口的规格与所述三相电输出端口的规格完全相同。
进一步的，所述数码显示管通过数字显示电机工作电流，通过指示灯的颜色来显示电机工作状态。
进一步的，所述复位按键的正面未超出所述报警显示调节控制模块的正面所在的平面结构。
进一步的，通过所述工作电源输入端口能够为所述固态继电器模块主体结构提供工作电压，所述工作电源输入端口连接5V电源、24V 电源输入和三相OK输入。
本发明的有益效果：
本发明采用全新的控制方式配合全新的固态继电器进行使用，通过调整编码器的数值，设定热过载的额定电流；三相电机的每相工作电流通过电流传感器采集信号，电流信号输入单片机自有的转换器；单片机根据采集的电流，进行缺相、三相平衡、热过载算法判断；数码管在正常工作状态下显示电机的实时电流，在电机异常状况下显示告警信息；电机出现异常时会向外界系统发送告警信号执行动作；整体采用模块化制作，方便用户的使用和后期的更换与维护，在使用时的灵活性更强，并且通过在主体结构上设置互锁电路，使它在控制三相电机正反转时的安全性更高，避免了容易发生短路的情况，对电机能够起到更全面的保护，通过在固态继电器模块上设置可控硅过零触发驱动电路，可控硅过零触发驱动电路在使用时当交流电压处于电压零位时才会产生触发脉冲，确保三相电正常供电的情况下，使可控硅过零导通，di/dt不会过大，可控硅进行稳定工作，仅有可控硅过零触发驱动电路还是不够，当三相电不稳定的情况下还是有风险的存在。三相电不供电时，电压也是处于0位，光藕就会处于假过零触发状态，突然波峰加电，di/dt过大，也会击坏可控硅，本发明的固态继电器模块将三相OK信号(交流供电稳定信号)与固态继电器集成在一起，通过将三相OK信号和外界控制信号同时加给继电器模块，光耦处于过零触发状态否则不给可控硅任何触发信号，也就是说等交流电加上后，等到正弦波自然过零后，固态继电器模块才会进入正常工作状态，保证了可控硅的稳定运行，使本继电器模块在使用过程中具有不怕跳电的性能，在使用过程中的整体安全性更高，它的整体体积更小，接线更简单，在使用时能够提高接线时的效率，能够在使用过程中显示工作电流和电机的状态，并且在出现过载情况时可以输出异常信号给外界系统，使工作人员能够及时发现并进行相应的处理，使三相电机在使用过程中的安全性更有保障。
附图说明
图1为本发明中固态继电器的立体结构示意图；
图2为本发明中固态继电器的正面示意图；
图3为本发明中固态继电器的左侧示意图；
图4为本发明中固态继电器的俯视示意图；
图5为本发明中固态继电器的仰视示意图；
图6为可控硅互锁电路的具体工作原理
图中：1、固态继电器模块主体结构，2、三相电输入端口，3、三相电输出端口，4、数码显示管，5、信号输送连接座，6、工作电源输入端口，7、编码开关，8、复位按键，9、安装紧固装配槽。
di/dt：电流上升(速)率；
三相OK信号：交流供电稳定信号
具体实施方式
如图1至图6所示，一种稳定型固态继电器的使用方法，它采用全新的控制方式配合全新的固态继电器进行使用，通过调整编码器的数值，设定热过载的额定电流；三相电机的每相工作电流通过电流传感器采集信号，电流信号输入单片机自有的转换器；单片机根据采集的电流，进行缺相、三相平衡、热过载算法判断；数码管在正常工作状态下显示电机的实时电流，在电机异常状况下显示告警信息；电机出现异常时会向外界系统发送告警信号执行动作；整体采用模块化制作，方便用户的使用和后期的更换与维护，在使用时的灵活性更强，并且通过在主体结构上设置互锁电路，使它在控制三相电机正反转时的安全性更高，避免了容易发生短路的情况，对电机能够起到更全面的保护，通过在固态继电器模块上设置可控硅过零触发驱动电路，可控硅过零触发驱动电路在使用时当交流电压处于电压零位时才会产生触发脉冲，确保三相电正常供电的情况下，使可控硅过零导通，di/dt 不会过大，可控硅进行稳定工作，仅有可控硅过零触发驱动电路还是不够，当三相电不稳定的情况下还是有风险的存在。三相电不供电时，电压也是处于0位，光藕就会处于假过零触发状态，突然波峰加电，di/dt过大，也会击坏可控硅，本发明的固态继电器模块将三相 OK信号(交流供电稳定信号)与固态继电器集成在一起，通过将三相 OK信号和外界控制信号同时加给继电器模块，光耦处于过零触发状态否则不给可控硅任何触发信号，也就是说等交流电加上后，等到正弦波自然过零后，固态继电器模块才会进入正常工作状态，保证了可控硅的稳定运行，使本继电器模块在使用过程中具有不怕跳电的性能，在使用过程中的整体安全性更高。它包括1)、将固态继电器与三项电输入线连接在一起的步骤：2)、将所述固态继电器的三项电输出端与三相电机输入线连接在一起的步骤：3)、设定热过载电流大小的步骤；4)、通过固态继电器对对三相电机进行电机正反转控制的步骤：5)、通过固态继电器上的可控硅过零触发驱动电路和三相OK信号使能驱动确保可控硅稳定运行的步骤；6)、通过单片机智能监测固态继电器的输出电流并且与设定热过载电流大小进行比较的步骤；其中：所述固态继电器包括主体形状为长方形的固态继电器模块主体结构1，所述固态继电器模块主体结构1上设有单片机芯片，所述固态继电器模块主体结构1上还设有用于采集三相电机的每相工作电流的信号的电流传感器，所述电流传感器将采集的电流信号输入到所述单片机芯片内，所述固态继电器模块主体结构1上设有可控硅过零触发驱动电路和三相OK信号使能驱动，所述可控硅过零触发驱动电路在使用时当交流电压处于电压零位时才会产生触发脉冲，确保三相电正常供电的情况下，使可控硅过零导通，di/dt不会过大，可控硅进行稳定工作，所述三相OK信号和外界控制信号同时加给继电器模块，光耦处于过零触发状态，所述固态继电器模块主体结构1的正面上端位置设有一个三相电输入端口2，所述三相电输入端口2与三项电输入线连接在一起，所述固态继电器模块主体结构1的正面下端位置设有一个三相电输出端口3，通过所述三相电输出端口3与三相电机的输入线连接在一起，所述固态继电器模块主体结构1的正面设有一个长方形报警显示调节控制模块，所述报警显示调节控制模块的正面靠上端的位置设有一个数码显示管4，所述数码显示管4显示电机工作电流和电机工作状态，所述报警显示调节控制模块的正面左上方的位置设有一个编码开关7，通过所述编码开关7能够设定电机在使用过程中的热过载电流大小，通过所述电流传感器采集的每相工作电流与设定的热过载电流的大小通过所述单片机芯片进行缺相、三相平衡、热过载算法判断进，所述报警显示调节控制模块的正面还设有一个复位按键8，通过所述复位按键8能够对排除异常后的信号进行复位操作，所述固态继电器模块主体结构1上设有可控硅互锁电路，此电路的具体工作原理如图6 所示。
可控硅是无触点的大电流半导体开关器件，广泛应用于电力电子；当电机正转时，通过Q1Q2Q3输出UVW时序的三相电从而使电机正转；当电机反转时，通过Q1Q4Q5输出UWV时序的三相电从而使电机反转； Q2Q3和Q4Q5两组可控硅不能同时打开，否侧会发生VW两相短路，互锁电路的作用是不让两组可控硅同时打开。
所述固态继电器模块主体结构1的正面上端位于所述三相电输入端口2的右侧位置设有一个信号输送连接座5，所述信号输送连接座5 用来连接电机正反转信号的输入和故障报警信号的输出，所述固态继电器模块主体结构1的正面左右两侧位置分别设有一个工作电源输入端口6，通过所述工作电源输入端口6能够为所述固态继电器模块主体结构1提供工作电压，所述固态继电器模块主体结构1的左右两侧分别设有一组开口向外侧的U形安装紧固装配槽9，通过它进行整体的固定安装，在进行安装时更加方便灵活，避免了在装配时由于装配偏差导致装配困难的情况发生。
本发明能对目前技术在许多方面进行有效提高，具体如下：
Figure RE-GDA0002171466070000091
Figure RE-GDA0002171466070000101
作为优选，所述三相电输入端口2的规格与所述三相电输出端口3 的规格完全相同，使它在使用时更加方便，能够保障输入和输出位置的装配零件的接口规格也完全相同，在生产加工时也能够减少加工时的生产成本。
作为优选，所述数码显示管4通过数字显示电机工作电流，通过指示灯的颜色来显示电机工作状态，从而能够使它在使用时工作人员能够更方便对它进行设置，并且能够在使用过程中更直观的显示工作电流的数值。
作为优选，所述复位按键8的正面未超出所述报警显示调节控制模块的正面所在的平面结构，能够有效防止在未使用时的误操作情况的发生，使它在使用过程中的安全性更高。
以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明所述原理的前提下，还可以作出若干改进或替换，这些改进或替换也应视为本发明的保护范围。

Claims (5)

1.一种稳定型固态继电器的使用方法，其特征在于：包括1)、将固态继电器与三项电输入线连接在一起的步骤：2)、将所述固态继电器的三项电输出端与三相电机输入线连接在一起的步骤：3)、设定热过载电流大小的步骤；4)、通过固态继电器对对三相电机进行电机正反转控制的步骤：5)、通过固态继电器上的可控硅过零触发驱动电路和三相OK信号使能驱动确保可控硅稳定运行的步骤；6)、通过单片机智能监测固态继电器的输出电流并且与设定热过载电流大小进行比较的步骤；其中：所述固态继电器包括主体形状为长方形的固态继电器模块主体结构(1)，所述固态继电器模块主体结构(1)上设有单片机芯片，所述固态继电器模块主体结构(1)上还设有用于采集三相电机的每相工作电流的信号的电流传感器，所述电流传感器将采集的电流信号输入到所述单片机芯片内，所述固态继电器模块主体结构(1)上设有可控硅过零触发驱动电路和三相OK信号使能驱动，所述可控硅过零触发驱动电路在使用时当交流电压处于电压零位时才会产生触发脉冲，确保三相电正常供电的情况下，使可控硅过零导通，di/dt不会过大，可控硅进行稳定工作，所述三相OK信号和外界控制信号同时加给继电器模块，光耦处于过零触发状态，所述固态继电器模块主体结构(1)的正面上端位置设有一个三相电输入端口(2)，所述三相电输入端口(2)与三项电输入线连接在一起，所述固态继电器模块主体结构(1)的正面下端位置设有一个三相电输出端口(3)，通过所述三相电输出端口(3)与三相电机的输入线连接在一起，所述固态继电器模块主体结构(1)的正面设有一个长方形报警显示调节控制模块，所述报警显示调节控制模块的正面靠上端的位置设有一个数码显示管(4)，所述数码显示管(4)显示电机工作电流和电机工作状态，所述报警显示调节控制模块的正面左上方的位置设有一个编码开关(7)，通过所述编码开关(7)能够设定电机在使用过程中的热过载电流大小，通过所述电流传感器采集的每相工作电流与设定的热过载电流的大小通过所述单片机芯片进行缺相、三相平衡、热过载算法判断进，所述报警显示调节控制模块的正面还设有一个复位按键(8)，通过所述复位按键(8)能够对排除异常后的信号进行复位操作，所述固态继电器模块主体结构(1)上设有可控硅互锁电路，所述固态继电器模块主体结构(1)的正面上端位于所述三相电输入端口(2)的右侧位置设有一个信号输送连接座(5)，所述信号输送连接座(5)用来连接电机正反转信号的输入和故障报警信号的输出，所述固态继电器模块主体结构(1)的正面左右两侧位置分别设有一个工作电源输入端口(6)，通过所述工作电源输入端口(6)能够为所述固态继电器模块主体结构(1)提供工作电压，所述固态继电器模块主体结构(1)的左右两侧分别设有一组开口向外侧的U形安装紧固装配槽(9)。
2.根据权利要求1所述的一种稳定型固态继电器的使用方法，其特征在于：所述三相电输入端口(2)的规格与所述三相电输出端口(3)的规格完全相同。
3.根据权利要求1所述的一种稳定型固态继电器的使用方法，其特征在于：所述数码显示管(4)通过数字显示电机工作电流，通过指示灯的颜色来显示电机工作状态。
4.根据权利要求1所述的一种稳定型固态继电器的使用方法，其特征在于：所述复位按键(8)的正面未超出所述报警显示调节控制模块的正面所在的平面结构。
5.根据权利要求1所述的一种稳定型固态继电器的使用方法，其特征在于：通过所述工作电源输入端口(6)能够为所述固态继电器模块主体结构(1)提供工作电压，所述工作电源输入端口(6)连接5V电源、24V电源输入和三相OK输入。
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