CN201690357U - 单相/三相多路控制智能电源 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种单相/三相多路受控启动的智能电源，本实用新型由交流电控制模块、信号检测与调理模块、微控制器模块及其控制软件组成。可用三个信号检测与调理模块对三相交流电信号采样和预处理，产生模拟电压和数字电压送入微控制器判断交流电的状态。根据负载电源控制的时序要求实现多路单相/三相交流电的顺序启停，通过键盘可以对运行时间进行设置和控制运行，对三相交流电检测，在过压欠压、缺相、过热时切断供电，并记录故障。

Description

单相/三相多路控制智能电源

技术领域

本实用新型涉及一种用于单相/三相多路受控启动的智能电源装置，属于电源技术领域。

背景技术

在工业现场，特别是三相交流电机使用较多的场合，根据工艺控制的要求，用电设备需要逐个按照一定的顺序启动，也就是要求用电负载需要按照一定的时间顺序供电和断电，而顺序启动或停止的时间要求各种各样，定时的时间间隔有严格和宽松的不同也有间隔长短的不同，还有要求是否多路供电等，这不但增大了监控人员的工作量而且要求监控人员操作的准确性高。除了用电设备按要求顺序启动外，对电源性能的监测也是一个重要的要求，不仅在电压过高过低、电流过大等情况下对负载保护，还要能在缺相、相序错、过热时也能够对电源和负载实施保护，对于单相电源负载长时间工作在过压欠压状态时可能损坏负载，三相电机等负载长时间在缺相、过热运行时容易损坏，这些情况很有保护的必要性。目前这类用电设备的控制方式主要有断路器、接触器、继电器等低压器件构成的以PLC为主的控制方式和工业系统自带的专用控制器控制方式。这些控制方式的缺点主要是无法修改其内部结构或修改复杂、成本高、无法移动、不易观察电源的实时运行情况、无法记录故障等不足。因此需要一种智能电源能够实时显示电源状态，在电源正常时能按照预定顺序逐路启动，又能在输入的交流电失常时(即电源过压欠压、过流、过热、缺相错相等情况出现时)，切断电源并记录故障。

实用新型内容

发明目的：本实用新型目的在于提供克服以上不足，能实现顺序控制启停的电源。根据电源控制的时序要求实现多路单相/三相交流电的顺序启动供电和停止供电，通过键盘可以对运行时间、过压欠压阈值进行设置和控制运行，对交流电的检测，在过压欠压、缺相、过热时切断供电，并记录故障。

技术方案：为了实现以上目的，本实用新型所述的单相/三相多路受控启动的智能电源，其特征在于：包括交流电控制模块、信号检测与调理模块、微控制器模块及其控制软件，交流电输入本智能电源分成为两路：一路输入交流电控制模块；一路经信号检测与调理模块采样交流电信息并做预处理送入微控制器系统，经微控制器系统判断后控制交流电控制模块，使另一路交流电可以与负载接通或断开。

当输入电压为三相交流电时，包括三个信号检测与调理模块构成对三相交流电信号的采样和预处理。

交流电控制模块的工作原理：由微控制器模块控制的继电器触点控制交流接触器的线圈通电，使交流接触器的主触点受控吸合达到控制负载通断电的目的。

信号检测与调理模块的工作原理：由信号检测与调理模块构成的交流电检测电路，通过变压器耦合获得降压的三相交流电，该降压的交流电通过整流后合并作为微控制器模块和本模块中信号调理电路的直流工作电压+12V和+5V，另外该降压的交流电经分压衰减后作为信号调理电路的输入信号，处理后得到了与输入交流电相对应的模拟量信号和数字量信号，这些信号被送入微控制器模块进行检测。

微控制器模块的工作原理：包括直流电源电路、微控制器、液晶显示器LCD电路、键盘电路、时钟电路、多路继电器控制电路、RS485接口电路，在软件支持下完成控制数据设置、测试结果显示、运行控制启动。

有益效果：与现有技术相比，本实用新型所述的用于单相/三相多路受控启动的智能电源完成多路单相/三相负载的顺序供电，节省电能，保护用电设备的安全，控制数据设置灵活方便、通用性强，数值和状态显示直观，便于移动。

附图说明

图1是本实用新型的系统框图。

图2是本实用新型的交流电控制模块原理图。

图3是本实用新型的信号检测与调理模块原理图。

图4是本实用新型的微控制器模块框图。

图5是本实用新型的微控制器模块中电源电路原理图。

图6是本实用新型的微控制器模块中多路继电器电路原理图。

具体实施方式：

下面结合附图和具体实施例，进一步阐明本实用新型，应理解这些实施例仅用于说明本实用新型而不用于限制本实用新型的范围，在阅读了本实用新型之后，本领域技术人员对本实用新型的各种等价形式的修改均落于本申请所附权利要求所限定的范围。

在图1中，三相交流电输入本智能电源分成为两路。一路经信号检测与调理模块2采样交流电信息并做预处理送入微控制器系统3，经微控制器系统判断后控制交流电控制模块1，使另一路交流电可以与负载接通或断开。

在图2中，交流接触器线圈4供电受继电器RL1常开触点5的控制，而继电器RL1常开触点由微控制器模块3中的微处理器控制和驱动。当三相交流电状态正常无过压欠压等失常现象则继电器RL1常开触点5闭合，接通交流接触器线圈4的电压，使交流接触器主触点6闭合，接通三相交流电给负载。本实用新型使用交流接触器线圈的额定电压为220V交流电压，如果负载的功率不同可以更换相应额定电流的交流接触器。

图3是本实用新型采集一相交流电信号的检测与调理模块的电路原理图，三相交流电的交流电信号采集使用该信号检测与调理模块2三块，在图3中，R1、R3、R4只要焊接一个，要与采集的一相交流电相对应。如果使用的负载都是单相负载，则仅使用一块信号检测与调理模块2即可。交流电经T1变压器降压，D2、D3、D5、D6构成桥式整流电路后的信号送入后级信号预处理，另外经D1整流隔离送入微控制器模块3中的电源电路产生12V和5V直流电。信号预处理主要由U1运放和U2比较器为核心的电路构成，U1A构成射随器、U2A构成放大器，产生2路模拟电压(UA1、UA2)，一路反映桥式整流电压瞬时值，另一路反映电压有效值。U3为TA76431集成稳压电路，U2为比较器，交流电信号经比较器后产生2路数字电压(UD1、UD2)。2路模拟电压和2路数字电压都连接到微控制器的输入端，三相交流电就有6路模拟电压和6路数字电压输入到微控制器，根据模拟电压可以判断交流电电压值的大小，数字电压可以判断交流电的相位、频率。

在图4中，微控制器模块主要由电源电路、液晶显示电路LCD、键盘电路、时钟电路、RS485接口电路、温度检测电路、多路继电器控制电路组成。电源电路的原理图如图5所示，多路继电器控制电路原理图如图6所示，键盘设为独立按键，时钟电路采用串行通信总线的集成电路芯片，温度检测电路为单总线数字温度传感器18B20。微控制器采用ATmega128单片机，从图3中的插座J2获得模拟和数字信号以及温度传感器信号输入到微控制器的PF口、PE口，进行AD转换和电平判断，如果有过压欠压、过热、缺相错相的情况出现，将错误编号记录在微控制器的EEPROM中。另外，微控制器自带掉电检测和可编程看门狗定时器使系统的工作稳定可靠。

在图5中，从检测与调理模块中D1处得到的电压作为电源电路的输入电压，经稳压电路产生+12V和+5V的直流稳压电源，供检测与调理模块和微控制器模块工作。

在图6中，微控制器的PB口控制多路继电器RL1、RL2、RL3、RL4线圈通电；当继电器RL1线圈通电，则RL1触点5接通，最终实现对负载交流电供电的控制。在图6中画出了4路继电器的控制电路，当负载数量超过4路，可以继续增加控制继电器的路数。

本实用新型的软件主要由键盘键值模块、显示模块、时钟模块、ADC模块、相位模块、参数设置模块、运行控制模块、故障记录与显示模块组成。主程序开始执行后首先进行初始化，显示状态值，然后读入键值判断是否参数设置、故障查询还是启动运行，然后转入相应功能执行。

Claims (2)

1.单相/三相多路受控启动的智能电源，其特征在于：包括交流电控制模块(1)、信号检测与调理模块(2)、微控制器模块(3)及其控制软件，交流电输入所述智能电源分成为两路：一路输入交流电控制模块(1)；一路经信号检测与调理模块(2)采样交流电信息并做预处理送入微控制器系统(3)，经微控制器系统(3)判断后控制交流电控制模块(1)与负载接通或断开。

2.如权利要求1所述的单相/三相多路受控启动的智能电源，其特征在于：包括三个信号检测与调理模块(2)构成对三相交流电信号的采样和预处理。

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