CN1136170A - 检测电源误配线的装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种能防止因误配线而引起与三相电源相连的电气设备损坏或故障的检测电源误配线装置。包括：产生表示输入的三相交流电源两相间的相位差的脉冲宽度的第一脉冲A并产生表示与上述两相不同的其它两相间相位差的脉冲宽度的第二脉冲B的脉冲发生器；求出上述第一脉冲A与第二脉冲B的相位差TA-B并根据该相位差TA-B是否在预定的范围内(4ms≤TA-B≤8ms，或4ms≤TA-B≤6.5ms)而判断配线错误的判断单元。

Description

检测电源误配线的装置
本发明涉及检测对三相三线制或三相四线制电源的误配线，以便防止与该三相电源相连的电气设备的破损或故障的检测电源误配线的装置。
在三相三线制或三相四线制的电源的配线发生错误的情况下，使用该电源的电气设备会发生损坏，或者在使用感应电动机的情况下，有时会与设定的转动方的相反的方向转动使电气设备发生故障。
原来，为了防止这样的误配线，一直采用把电源的各相线用不同的颜色加以区分等对策。
然而，上述的误配线对策不能解决由人为的错误引起的误配线问题。
本发明的目的是提供一种即使存在人为差错而引起电源配线的错误与也能检测出来，从而防止使用该电源的电气设备损坏或出现故障的检测电源误配线装置。
为了解决上述课题，具有第一种技术方案的本发明的检测电源误配线装置，包括：产生表示输入的三相交流电源两相间的相位差的脉冲宽度的第一脉冲并产生表示与上述两相不同的其它的两相间相位差的脉冲宽度的第二脉冲的脉冲发生器，求出上述第一脉冲同第二脉冲的相位差并根据这个相位差是否属于预定范围内而判断配线错误的判断单元。
具有第二种技术方案的本发明所记载的检测电源误差配线装置包括：产生表示输入的三相交流电源两相同的相位差的脉冲宽度的第一脉冲并产生表示与上述两相不同的其它两相间相位差的脉冲宽度的第二脉冲脉冲发生器，检测上述三相交流电源频率的频率检测单元，求出上述第一脉冲同第二脉冲相位差并对应上述电源频率和根据这个相位差是否属于预定范围内而判断配线错误的判断单元。
具有第三种技术方案的本发明所记载的检测电源误配线装置包括：产生表示输入的三相交流电源两相间的相位差的脉冲宽度的第一脉冲并产生表示与上述两相不同的其它两相间相位差的脉冲宽度的第二脉冲的脉冲发生器，求出上述第一脉冲同第二脉冲的相位差并根据这个相位差是否属于预定范围内而判断配线错误的判断单元，在判断出判断结果为误配线的情况下便切断上述三相交流电源输入的电源切断单元。
具有第四种技术方案的本发明所记载的检测电源误配线装置包括：产生表示输入的三相交流电源两相间的相位差的脉冲宽度的第一脉冲并且产生表示与上述两相不同的其它两相间相位差的脉冲宽度的第二脉冲的脉冲发生器，求出上述第一脉冲同第二脉冲的相位差并根据这个相位差是否属于预定范围内而判断配线错误的判断单元，在判断的结果为误配线的情况下便输出警报信号的报警单元。
按照本发明的第一种技术方案所记载的检测电源误配线装置，脉冲发生器产生表示输入的三相交流电源两相间相位差的脉冲宽度的第一脉冲，并且产生表示与上述两相不同的其它两相间相位差的脉冲宽度的第二脉冲，判断单元求出上述第一脉冲同第二脉冲的相位差，并且根据这个相位差是否属于预定范围内而判断误配线。即由于在对称三相交流的情况下，相差角为120°，在配线出现错误的情况下，两相间的相位差是不同的，检测相位差便可以判断误配线。但是，由于电路构成的偏差而引起检测值发生某些偏差。因此，估计检测误差，给相位差判断基准设定一个规定的范围，判断检测出的相位差是否在这个范围内。
根据本发明的第二种技术方案所记载的检测电源误配线装置，脉冲发生器产生表示输入的三相交流电源两相间的相位差的脉冲宽度的第一脉冲，并且产生表示与上述两相不同的其它两相间相位差的脉冲宽度的第二脉冲。脉冲判断单元求出上述第一脉冲同第二脉冲的相位差，并且根据这个相位差是否属于预定范围内而判断误配线。在本种技术方案的情况下，虽然检测原理和检测误差的处理是与上述第一种技术方案所记载的装置相同，但是由于在日本国内或其它的一些国家使用的电源频率是不同的，例如有50Hz、60Hz等。因此，为了适应频率正确地检测出误配线，在本发明的该技术方案设置频率检测单元，根据各自频率的相位差判断标准进行判断。
按照本发明的第三种技术方案所记载的检测电源误配线装置，除了具有第一种技术方案和第二种技术方案所记载的装置的作用外，还具有下述的作用：电源切断单元根据判断单元的判定结果为误配线的情况便切断上述三相交流电源的输入，从而保护了正在同该三相电源相连的电气设备。
按照本发明的第四种技术方案所记载的发明，除了具有第一种技术方案和第二种技术方案所记载的装置的作用外，还具有下述作用：在判断单元判断的结果为误配线的情况下便输出警报，使操作者获得误配线的信息。
图1是表示本发明的一实施例的检测电源误配线的检测装置的方框图。
图2是表示在图1中所示的检测电源误配线装置的脉冲发生器更详细结构的电路图。
图3是表示图2中所示的脉冲发生器发生的脉冲A、B的波形图。
图4是表示图1中所示的检测电源误配线装置的微机检测电源误配线步骤的流程图
图5是说明50Hz三相电源的交流波形的图。
下面结合附图说明本发明的实施例。
图1示出了有关本发明的检测电源误配线装置的一个实施例。如图1所示，检测电源误配线装置100包括：与具有R相、S相和T相的三相交流电源1相连的脉冲发生器2，由微机3控制供给变流器5的电源接通/断开的电源开关4，与变流器5相连的感应电动机6，与微机3相连遥控操作微机3的遥控单元7。遥控单元7包括液晶显示器等显示单元。
图2示出了检测电源误配线检测装置100中的脉冲发生器2的电路构成。如图2所示，脉冲发生器2具有光耦合器P1、P2，根据具有R相、S相、T相和三相交流电流产生的两个脉冲A和B。该脉冲A和B的波形示在图3中。
图5示出了电源频率为50Hz的三相四线制情况下的交流波形。在图5中N相表示中性相。由于N相通常接地，所示在图5中作为零伏处理。
脉冲A是图5的S相-T相间的脉冲，脉冲B是T相-R相间的脉冲(参看图5)。
在50Hz电源情况下，如图5所示，脉冲A、B的脉冲宽度10ms。在60Hz的电源的情况下，图中没有示出，脉冲A、B的脉冲宽度为8.3ms。
如图3所示，两脉冲A，B具有时间差TA-B。就图5所示的四相的所有的配线状态(24种)相位差TA-B计算出的理论值表示在表1中。
【表1】
No     相组合R  S  T  N     脉冲A 脉冲B     相位差TA-B
    50Hz     60Hz
  1      R-S-T-N    S-T    T-R     6.7ms     5.6ms
  2      R-S-N-T    S-N    N-R     3.3ms     2.8ms
  3      R-T-S-N    T-S    S-R     13.3ms     11.1ms
  4      R-T-N-S    T-N    N-R     16.7ms     13.9ms
  5      R-N-S-T    N-S    S-R     11.6ms     9.7ms
  6      R-N-T-S    N-T    T-R     8.4ms     7.0ms
  7      S-R-T-N    R-T    T-S     13.3ms     11.1ms
  8      S-R-N-T    R-N    N-S     16.7ms     13.9ms
  9      S-T-R-N    T-R    R-S     6.7ms     5.6ms
  10      S-T-N-R    T-N    N-S     3.3ms     2.8ms
  11      S-N-R-T    N-R    R-S     8.4ms     7.0ms
  12      S-N-T-R    N-T    T-S     11.6ms     9.7ms
  13      T-R-S-N    R-S    S-T     6.7ms     5.6ms
  14      T-R-N-S    R-N    N-T     3.3ms     2.8ms
  15      T-S-R-N    S-R    R-T     13.3ms     11.1ms
  16      T-S-N-R    S-N    N-T     16.7ms     13.9ms
  17      T-N-R-S    N-R    R-T     11.6ms     9.7ms
  18      T-N-S-R    N-S    S-T     8.4ms     7.0ms
  19      N-R-S-T    R-S    S-N     8.4ms     7.0ms
  20      N-R-T-S    R-T    T-N     11.6ms     9.7ms
  21      N-S-R-T    S-R    R-N     11.6ms     9.7ms
  22      N-S-T-R    S-T    T-N     8.4ms     7.0ms
  23      N-T-R-S    T-R    R-N     8.4ms     7.0ms
  24      N-T-S-R    T-S    S-N     11.6ms     9.7ms
在表1中，正常的配线是第1，第9和第13种配线组合，除上述三种配线以外的配线都属于误配线。因此，如表1所示，在电源频率为50Hz的情况下，在正常配线的情况下，脉冲A、B的相位差TA-B为6.7ms。而在电源频率为60Hz的情况下，在正常配线的情况下，脉冲A、B的相位差TA-B为5.6ms。
然而，由于电路构成的偏差，即使在正常配线的情况下，相位差TA-B也可能会出现上述值以外的值，根据实测和经验，在电源频率为50Hz的情况下，对于正常的配线状态，脉冲A、B的相位差TA-B在以下范围内。
       4ms≤TA-B≤8ms
而在电源频率为60Hz的情况下，对于正常的配线状态，脉冲A、B的相位差TA-B在以下范围内。
       4ms≤TA-B≤6.5ms
本实施例的微机3，根据上述的结果，按照下述的方法检测电源配线的正误。
下面说明本实施例的电源误配线检测装置100的电源误配线的检测步骤。图4示出微机3的电源误配线的检测步骤。
首先，接通电源1(步骤S1)，微机3就判别脉冲A和B的脉冲宽度是否满足下面的范围(步骤2)。
       6ms≤WA≤11ms
       6ms≤WA≤11ms如上所示，在50Hz电源的情况下，脉冲A、B的脉冲宽度为10ms，在60Hz电源的情况下，脉冲A、B的脉冲宽度为8.3ms，这是因为在各个值上具有确定脉冲宽度。
在步骤S2中，如果脉冲A、B的脉冲宽度处在上述的范围之外(否的情况)，由于脉冲不是正规的脉冲，则既不是50Hz电源，也不是60Hz电源，可以忽视(步骤S3)。可是，在步骤S2中，如果脉冲A、B的脉冲宽度在上述范围内(是的情况)则由于是正规的脉冲，所以转移到步骤S4，判断脉冲的周期是否在18.5ms以上。在50Hz的电源的情况下，脉A、B的周期的理论值为20ms，由于该值具有规定的宽度，将这个因素加入后，把周期设为18.5ms。
在步骤S4中，如果脉冲周期是在18.5ms以上(是的情况)，由于电源的频率为50Hz，所以转移到步骤S5判断“电源频率是50Hz”。
接着转移到步骤S6，判断脉冲A、B的相位差TA-B是否满足4ms≤TA-B≤8ms。在步骤S6中，如果脉冲A、B的相位差TA-B满足4ms≤TA-B≤8ms(是的情况)，因为这个配线是正常的，所以转移到步骤S7判断为“电源配线正常”。可是，在步骤S6中，如果脉冲A、B的相位差TA-B不满足4ms≤TA-B≤8ms(否的情况)，则由于这个配线是错误配线，应转移到步骤S10判断为“电源配线是错误配线”。
在上述步骤S4中，如果脉冲周期小于18.5ms(否的情况)，则由于电源频率是60Hz，转移到步骤S8判断“电源频率是60Hz”。
接着，转移到步骤S9，判断脉冲A、B的相位差TA-B是否满足4ms≤TA-B≤6.5ms。在步骤S9中，如果脉冲A、B的相位差TA-B满足4ms≤TA-B≤6.5ms(是的情况)，由于配线是正常的，所以转移到步骤S7判断为“电源配线正常”。可是，在步骤S9中，如果A、B的相位差TA-B不满足4ms≤TA-B≤6.5ms(否的情况)，由于这个配线是错误配线，则转移到步骤S10判断为“电源配线是错误配线”。
在步骤S10中，如果判断为“电源配线是错误配线”则微机3向电源开关4输出切断信号切断电源1。借此，可以防止使用电源1的电气设备的损坏或故障等。微机3也可以向遥控单元7输出显示控制信号，在显示单元8上显示误配线的警告信息。
上面，虽然是就本发明的实施例来说明本发明，但是本发明并不受上述实施例的限定。
例如，在上述的实施例中，虽然是以感应电动机作为使用三相电源的电气设备例子说明的，但是，本发明不受感应电动机的限定，也可适用利用三相交流电源的其它电气设备。
此外，在上述的实施例中，在判断为电源配线是错误配线的情况中，虽然是以切断电源和“发生误配线警靠”为例，但是，本发明也可以发出其它的动作，例如警告声音(蜂鸣器等)。
另外，在上述的实施例中，虽然举的是R、S、T、N的三相四线制配线三例，但是，本发明也可以适合三相三线制的配线。
于是，在上面说明中，脉冲A相当于第一脉冲，脉冲B相当于第二脉冲。微机3、电源开关4和显示单元8构成检测误配线单元。另外电源开关4相当于电源切断单元，显示部8相当于误配线的报警单元。
如上所述，根据本技术方案一至四所记载的本发明，通过检测两相间的相位差判断误配线，从而防止使用该电源的电气设备的损坏或故障等。
此外，按照第二种技术方案记载的本发明，在电源的频率例如是50Hz，60Hz等不同的情况下，可以适应频率正确地检测出误配线。
按照第三种技术方案记载的本发明，通过电源切断单元，可以保护与三相电源相连接的电气设备。
按照第四种技术方案记载的本发明，通过报警单元，在误配线的情况下，报警单元输出报警信号，可以使操作者获得误配线的信息。

Claims (4)

1、一种检测电源误配线装置，其特征在于包括：
产生表示输入三相交流电源两相间相位差的脉冲宽度的第一脉冲并产生表示与上述两相不同的其它两相间相位差的脉冲宽度的第二脉冲的脉冲发生器；
求出上述第一脉冲同第二脉冲的相位差并根据这个相位差是否属于预定范围内而判断配线错误的判断单元。
2、一种检测电源误配线的装置，其特征在于包括：
产生表示输入三相交流电源两相间相位差的脉冲宽度的第一脉冲并产生表示与上述两相不同的其它两相间相位差的脉冲宽度的第二脉冲的脉冲发生器；
检测上述三相交流电源频率的频率检测单元；
求出上述第一脉冲同第二脉冲相位差并对应上述电源频率根据这个相位差是否属于预定范围内判断配线错误的判断单元。
3、一种检测电源误配线装置，其特征在于包括：
产生表示输入三相交流电源两相间相位差的脉冲宽度的第一脉冲并产生表示与上述两相不同的其它两相间相位差的脉冲宽度的第二脉冲的脉冲发生器；
求出上述第一脉冲同第二脉冲的相位差并根据这个相位差是否属于预定范围内而判断配线错误的判断单元；在判断出判断结果为误配线的情况下便切断上述三相交流电源输入的电源切断单元。
4、一种检测电源误配线装置，其特征在于包括：
产生表示输入三相交流电源两相间相位差的脉冲宽度的第一脉冲并产生表示与上述两相不同的其它两相间相位差的脉冲宽度的第二脉冲的脉冲发生器；求出上述第一脉冲同第二脉冲的相位差并根据这个相位差是否在预定范围内而判断配线错误的判断单元；在判断结果为误配线的情况下输出一警报的报警单元。
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