CN112485660A - 一种时间继电器校准系统及校准方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种时间继电器校准系统及校准方法，其中系统包括：机架、校准装置、连接装置、电机及固定卡槽；所述校准装置设置于所述机架内部；所述连接装置设置于所述机架的一侧，所述固定卡槽设置于所述机架上；所述电机与所述校准装置电性连接，同时与所述连接装置固定连接，且所述电机位于所述固定卡槽的正上方；本发明对时间继电器实现自动负反馈调节，提高时间继电器的调节效率及调节精度。

Description

一种时间继电器校准系统及校准方法

技术领域

本发明涉及时间继电器技术领域，更具体的说是涉及一种时间继电器校准系统及校准方法。

背景技术

目前，时间继电器的主要功能是作为简单程序控制中的一种执行器件，当它接受了启动信号后开始计时，计时结束后它的工作触头进行开或合的动作，从而推动后续的电路工作。一般来说，时间继电器的延时性能在设计的范围内是可以调节的，从而方便调整它的延时时间长短。

但是，当前电力系统继电保护作业中对各类时间继电器的调节主要依靠手动调节，但由于部分继电器动作时间等参数调节要求较高，而继电器的调节主要依靠手动，使用螺丝刀进行旋扭，精度极难把控；同时，继电器的校验需要使用专用的校验装置，校验时装置搬运、试验接线较为繁琐。

因此，如何提供一种能够实现自动调节且精度较高的时间继电器校准系统及校准方法是本领域技术人员亟需解决的问题。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种时间继电器校准系统及校准方法，对时间继电器实现自动负反馈调节，提高时间继电器的调节效率及调节精度。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种时间继电器校准系统，包括：机架、校准装置、连接装置、电机及固定卡槽；

所述校准装置设置于所述机架内部；

所述连接装置设置于所述机架的一侧，所述固定卡槽设置于所述机架上；

所述电机与所述校准装置电性连接，同时与所述连接装置固定连接，且所述电机位于所述固定卡槽的正上方。

采用上述装置的有益效果为：校准装置内部采用了负反馈调节算法，反馈越深，改善的程度也越大。

优选的，所述校准装置包括：主控模块、时间检测模块、电机驱动模块及电压调节模块；

所述时间检测模块、所述电机驱动模块及所述电压调节模块均与所述主控模块电性连接。

采用上述装置的有益效果为：通过测量部分反馈的时间量等信号，进行计算、分析，主要闭环反馈控制，同时向所述电机发出控制信号。

优选的，所述校准装置还包括：电源转换模块，所述电源转换模块与所述主控模块电性连接，电源模块为整个校准装置提供稳定的电压。

优选的，所述校准装置还包括：接口模块，所述接口模块与所述主控模块电性连接，接口模块提供程序下载接口。

优选的，所述校准装置还包括：显示模块，所述显示模块与所述主控模块电性连接。

优选的，所述连接装置包括：支撑杆及连接杆，所述支撑杆与所述连接杆固定连接，所述连接杆与所述电机连接，且所述支撑杆设置于所述机架的一侧。

一种时间继电器校准方法，包括：

步骤1：将被测时间继电器安装在所述固定卡槽上，同时获取所述电机的初始角度信息，并将所述初始角度信息发送至所述主控模块；

步骤2：所述主控模块根据所述初始角度信息发送控制指令至所述电机驱动模块，控制所述电机旋转相应的角度；

步骤3：对被测时间继电器进行时间测试，得到被测时间继电器的触发时间以及对应的测试时间值；

步骤4：对触发时间值与测试时间值作比较运算得到误差值，判断误差值是否小于设定阈值，如果小于设定阈值则利用试验测试值产生对应修正脉冲值，并控制所述电机旋转相应角度，并记录调节次数；

步骤5：对被测时间继电器重复多次测试同时计数，直到误差值相对接近于零。

优选的，在所述步骤S4中：如果误差值大于设定阈值，则对试验测试值进行处理，产生对应的修正脉冲，控制所述电机旋转相应角度，实现整体负反馈调节。

经由上述的技术方案可知，与现有技术相比，本发明公开提供了一种时间继电器校准系统及校准方法，对时间继电器实现自动负反馈调节，提高时间继电器的调节效率及调节精度。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1附图为本发明提供的时间继电器校准系统的整体结构立体图；

图2附图为本发明提供的时间继电器校准系统的整体结构左视图；

图3附图为本发明提供的校准装置的原理框图；

图4附图为本发明提供的时间继电器校准方法的流程图；

图5附图为本发明实施例1提供的主控模块的电路原理图；

图6附图为本发明实施例1提供的时间检测模块的电路原理图；

图7附图为本发明实施例1提供的电机驱动模块的电路原理图；

图8附图为本发明实施例1提供的电压调节模块的电路原理图；

图9附图为本发明实施例1提供的电源转换模块的电路原理图；

在图1-图4中：

1-机架，2-校准装置，3-连接装置，4-电机，5-固定卡槽，6-被测时间继电器，21-主控模块，22-时间检测模块，23-电机驱动模块，24-电压调节模块，25-电源转换模块，26-接口模块，27-显示模块，31-支撑杆，32-连接杆。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例1

参见附图1-2所示，本发明实施例1公开了一种时间继电器校准系统，包括：机架1、校准装置2、连接装置3、电机4及固定卡槽5，其中电机4可以采用步进电机；

校准装置2设置于机架1内部；

连接装置3设置于机架1的一侧，固定卡槽5设置于机架1上；

电机4与校准装置2电性连接，同时与连接装置3固定连接，且电机4位于固定卡槽5的正上方。

参见附图3所示，在一个具体的实施例中，校准装置2包括：主控模块21、时间检测模块22、电机驱动模块23及电压调节模块24；

时间检测模块22、电机驱动模块23及电压调节模块24均与主控模块21电性连接。

具体的，主控模块21的电路原理图可以参见附图5所示，包括：单片机U1及多个电阻，单片机U1的5引脚连接电阻R8的一端，6引脚连接电阻R9的一端，24引脚连接电阻R16的一端，25引脚连接电阻R17的一端，其中单片机U1的型号可以为STC15W4K60S4_LQFP48。

时间检测模块22的电路原理图可以参见附图6所示，电阻R7的一端连接电阻R6的一端及二极管D4的正极，电阻R7的另一端连接单片机U1的21引脚，电阻R6的另一端连接电源VCC。

电机驱动模块23的电路原理图可以参见附图7所示，芯片M2的1引脚连接单片机U1的13引脚，芯片M2的2引脚、4引脚及6引脚连接电源VCC，芯片M2的3引脚连接单片机U1的22引脚，芯片M2的5引脚连接单片机U1的23引脚，芯片M2的8引脚接地。

电压调节模块24的电路原理图可以参见附图8所示，包括芯片K1及具有6引脚的接口，芯片K1的1引脚与接口的2引脚连接，芯片K1的3引脚与接口的1引脚连接，芯片K1的1-1引脚与接口的3引脚连接，芯片K1的3-1引脚与接口的4引脚连接；

芯片K1的4引脚与二极管Z1的负极、三极管Q2的集电极连接，二极管Z1的正极接地，三极管Q2的发射极接地，三极管Q2的基极与电容C117的一端及电阻R1的一端连接，电容C117的另一端接地，电阻R1的另一端与单片机U1的26引脚连接；芯片K1的5引脚与5-1引脚连接，芯片K1的4-1引脚与二极管Z2的负极、三极管Q3的集电极连接，二极管Z2的正极接地，三极管Q3的发射极接地，三极管Q3的基极与电容C118的一端、电阻R2的一端连接，电容C118的另一端接地，电阻R2的另一端与单片机U1的27引脚连接。

在一个具体的实施例中，校准装置2还包括：电源转换模块25，电源转换模块25与主控模块21电性连接。

具体的，电源转换模块25的电路可以参见附图9所示，芯片M1的1引脚及2引脚对应连接接口HJ1的1引脚及2引脚，且2引脚接地，3引脚接电源VCC，4引脚接地，且芯片K1的4引脚、5引脚及5-1引脚与芯片M1的1引脚连接，芯片M2的7引脚与芯片M1的1引脚连接。

具体的，芯片M1可以使用LM2596芯片，将常规电源的电压进行整流稳压降低至芯片所需。

上述电路可使用MCU发出触发脉冲，通过控制脉冲的数量影响电机转动步数，进而控制电机旋转角度；MCU计算脉冲数->旋转角度；开关电源模块：通过MCU进行控制输出需要的直流电压

在一个具体的实施例中，校准装置2还包括：接口模块26，接口模块26与主控模块21电性连接，其中接口模块26可以采用串口，用于连接其余设备或模块。

在一个具体的实施例中，校准装置2还包括：显示模块27，显示模块27与主控模块21电性连接，其中显示模块27可以采用组态屏，既能显示同时还具有软件功能。

在一个具体的实施例中，连接装置3包括：支撑杆31及连接杆32，支撑杆31与连接杆32固定连接，连接杆32与电机4连接，且支撑杆31设置于机架1的一侧。

实施例2

参见附图4所示，一种时间继电器校准方法，包括：

步骤1：将被测时间继电器6安装在固定卡槽5上，同时获取电机4的初始角度α₀，并将初始角度α₀发送至主控模块21；

其中初始角度α₀的计算公式为：α₀＝t*Ω；

式中，t为动作时间，Ω为通过试验测定的电机旋转角度与继电器动作时间变化量的比值，初始状态被测时间继电器6延时在0位置；

步骤2：主控模块21根据初始角度信息α₀发送控制指令至电机驱动模块23，控制电机4旋转相应的角度；

步骤3：对被测时间继电器6进行时间测试，得到被测时间继电器6的测试时间值t₀；

步骤4：对触发时间值t与测试时间值t₀作比较运算得到误差值Δt(L)，其中Δt(L)＝t-t₀，判断误差值Δt(L)是否小于设定阈值，如果小于设定阈值则利用试验测试值产生对应修正脉冲值，并控制电机4旋转相应角度，并记录此次调节次数为L；

具体为，如果误差值Δt(L)小于设定阈值，使用Δt(L)＝t₀-t产生修正脉冲值Δα₀，修正脉冲值Δα₀的计算公式为：Δα₁＝Δt(L)*Ω，并发送至主控模块21，电机驱动模块23及电压调节模块24，同时控制电机4反向旋转对应的角度；

接下来，比较本次误差值Δt(L)与上一次测试的误差值Δt(L-1)是否大于0，如果大于0说明后循环的调整量比前循环的调整量大，即此次调整量较大，此时可以将参数Ω减半，即调节公式为：Δα₁＝Δt(L)*Ω/2，然后再利用可以进行更精细的调节；

步骤5：对被测时间继电器6重复多次测试同时计数，直到误差值相对接近于零。

在一个具体的实施例中，在步骤S4中：如果误差值Δt(L)大于设定阈值，则对试验测试值进行处理，产生对应的修正脉冲，处理过程同步骤4，控制电机4旋转相应角度，实现整体负反馈调节；此时误差值Δt(L)大于设定阈值说明参数Ω偏小，按照上述公式进行调节可以实现逐步调节误差。

具体的，设定阈值可以为0。

具体的，当调节次数L大于20次时可以结束调节，能够达到良好的校准效果。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的装置而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (8)

1.一种时间继电器校准系统，其特征在于，包括：机架(1)、校准装置(2)、连接装置(3)、电机(4)及固定卡槽(5)；

所述校准装置(2)设置于所述机架(1)内部；

所述连接装置(3)设置于所述机架(1)的一侧，所述固定卡槽(5)设置于所述机架(1)上；

所述电机(4)与所述校准装置(2)电性连接，同时与所述连接装置(3)固定连接，且所述电机(4)位于所述固定卡槽(5)的正上方。

2.根据权利要求1所述的一种时间继电器校准系统，其特征在于，所述校准装置(2)包括：主控模块(21)、时间检测模块(22)、电机驱动模块(23)及电压调节模块(24)；

所述时间检测模块(22)、所述电机驱动模块(23)及所述电压调节模块(24)均与所述主控模块(21)电性连接。

3.根据权利要求2所述的一种时间继电器校准系统，其特征在于，所述校准装置(2)还包括：电源转换模块(25)，所述电源转换模块(25)与所述主控模块(21)电性连接。

4.根据权利要求2所述的一种时间继电器校准系统，其特征在于，所述校准装置(2)还包括：接口模块(26)，所述接口模块(26)与所述主控模块(21)电性连接。

5.根据权利要求2所述的一种时间继电器校准系统，其特征在于，所述校准装置(2)还包括：显示模块(27)，所述显示模块(27)与所述主控模块(21)电性连接。

6.根据权利要求1所述的一种时间继电器校准系统，其特征在于，所述连接装置(3)包括：支撑杆(31)及连接杆(32)，所述支撑杆(31)与所述连接杆(32)固定连接，所述连接杆(32)与所述电机(4)连接，且所述支撑杆(31)设置于所述机架(1)的一侧。

7.一种时间继电器校准方法，其特征在于，包括：

步骤1：将被测时间继电器安装在所述固定卡槽(5)上，同时获取所述电机(4)的初始角度信息，并将所述初始角度信息发送至所述主控模块(21)；

步骤2：所述主控模块(21)根据所述初始角度信息发送控制指令至所述电机驱动模块(23)，控制所述电机(4)旋转相应的角度；

步骤3：对被测时间继电器进行时间测试，得到被测时间继电器的测试时间值；

步骤4：对触发时间值与测试时间值作比较运算得到误差值，判断误差值是否小于设定阈值，如果小于设定阈值则利用试验测试值产生对应修正脉冲值，并控制所述电机(4)旋转相应角度，并记录调节次数；

步骤5：对被测时间继电器重复多次测试同时计数，直到误差值相对接近于零。

8.根据权利要求7所述的一种时间继电器校准方法，其特征在于，在所述步骤S4中：如果误差值大于设定阈值，则对试验测试值进行处理，产生对应的修正脉冲，控制所述电机(4)旋转相应角度，实现整体负反馈调节。

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