CN201732732U - 一种继电器小电压控制装置 - Google Patents

Abstract

一种继电器小电压控制装置，包括控制模块，包括分别与所述控制模块连接的继电器触点电压采样模块、继电器、控制输入端，其特征在于还包括连接所述控制模块的继电器触点电流采样模块。

Description

一种继电器小电压控制装置 

技术领域：

本发明涉及电子控制技术，具体地说是一种继电器小电压控制装置。 

背景技术：

常用的电磁继电器是向电磁线圈加电使衔铁吸合，并带动动触点与静触点闭合，反之则反。 

一般继电器常用于对交流电源进行开关继电，当继电器触点在大电流进行开关动作时将容易造成触点的电弧烧蚀，且造成较大的电磁波干扰，还会使电器设备因大的冲击电流而损坏，这是目前继电器使用存在的问题。 

现有技术中解决方法之一由下述专利文献提出：中国专利申请号是200910053005.X，名称为：电磁继电器过零开关方法及电路。该技术方案的不足是每次都要对继电器吸合时间点是否为交流电压零点进行检查并进行误差修正，尤其不适合电源功率因数补偿电容器的继电器控制，另外继电器断开时的最好时刻不是零交流电压点，而是最小电流点。 

发明内容：

本发明的目的是克服现有技术方案的不足而提供一种继电器小电压控制装置。 

见图1，本发明采用如下技术方案，一种继电器小电压控制装置，包括控制模块，包括分别与所述控制模块连接的继电器触点电压采样模块、继电器、控制输入端，其特征在于还包括连接所述控制模块的继电器触点电流采样模块。 

所述一种继电器小电压控制装置，其特征在于控制模块包括当吸合驱动信号出现时，根据检测继电器触点电压波形周期的最小电压(绝对值、下同)时刻，并在所述触点的最小电压时刻或后1至n个周期附近时刻(例如±2mS、下同)闭合继电器触点的装置；又包括当断开驱动信号出现时，根据检测到的继电器触点电流波形周期的最小电流时刻，并在所述最小电流时刻或后1至n个周期附近时刻(例如±2mS、下同)断开继电器触点的装置。 

所述一种继电器小电压控制装置，预先分别设定了继电器提前加电或断电时间值，其特征在于所述控制模块又包括根据继电器动作时间提前对所述继电器加电和断电的装置。说明：以最小电压/电流值时刻为基准，将电源周期T时间减去提前加电或断电时间(例如20mS-5mS＝15mS)进行时延后，再对继电器进行加电或断电操作。 

所述一种继电器小电压控制装置，预先设定了电流差门限值(例如0.01A-100A，或0.1A)，其特征在于所述断电装置又还包括检测所述继电器触点提前断电时的电流值并暂存，当要断电前所述继电器触点的电流与前1周期相应时刻的电流值相差大于所述电流差门限值时返回所述断电装置的装置。说明：用 于对负荷电流突发变化进行重新处理，有利于对继电器触点的保护。 

所述一种继电器小电压控制装置，且负载为电源功率因数补偿电容器，其特征在于还包括连接电源和所述电容器的整流充电(或放电、下同)模块。 

当继电器的负载为电源功率因数补偿电容器时，由于正弦波的过零点电压变化率最大，此时刻不适合作电容器负载切换，而应选定在电压波型的峰点(或谷点、下同)附近(例如±2mS)时间实现继电器触点闭合，增设整流充电模块的目的是使未投入使用的电容器处于合适的电压状态，使该电容器的相应继电器触点间电压在电源波型峰点时为0V，以实现继电器触点小电压闭合。 

见图3，继电器小电压控制装置对电容器负载的具体可采用(380V)三相Y型接法，C相作固定连接，只用2个单组触点继电器进行工作：1.控制模块先根据电压最小原则将接A、C相的2个串联电容器的总电压充电到537V(380*1.414)，并在A、C相电压与串联电容器总充电压相等时(即触点间电压为0V)使A相继电器触点闭合；又将接B相的电容器充电到约410V-450V、使到在B相电压波形的峰值时间时B相继电器触点间电压为0V，此时使B相继电器触点闭合。2.控制模块根据电流最小时断开继电器触点原则分别对A、B相继电器操作即可。 

所述一种继电器小电压控制装置，其特征在于所述控制模块还包括继电器闭合动作提前加电和断开动作提前断电的定时装置。 

所述一种继电器小电压控制装置，其特征在于继电器为1或2或3组触点。本发明的技术方案的优点是明显减少了继电器触点的电弧烧蚀、减少火花引起的电磁波辐射干扰、并有利于延长电器设备使用寿命；本发明的技术方案的另一优点是可用于直流电源或3相交流电源。 

附图说明

图1是继电器小电压控制装置结构示意图； 

图2是负载为电容器时的示意图。 

具体实施方式：

下面结合附图1对本发明做进一步详细说明。 

本发明所述继电器控制装置开关的交流电源频率一般为50Hz或60Hz，其电源电压与负载电流波形的周期相同，本发明所述的继电器控制装置可对交流电源周期进行自动检测。 

本发明所述继电器触点最小电压检测：即在一个电源周期内检测继电器触点间电压的最小(绝对)值及出现时刻。 

本发明所述继电器触点最小电流检测：即在一个电源周期范围检测继电器触点负荷电流的最小(绝对)值及出现时刻。 

本发明所述继电器闭合动作时间即为继电器电磁线圈加电至触点闭合的时间差；本发明所述继电器断开动作时间即为继电器电磁线圈断电至触点断开的 时间差。同一个继电器其闭合动作时间与断开动作时间通常是不相同的，又为了解决各继电器动作时间互不相同的问题，可在继电器控制装置生产过程中或更换新的继电器后由控制模块对继电器的闭合/断开动作时间进行自动测试，并将闭合/断开动作时间值储存在控制模块中供以后使用。 

本发明技术方案中如果设定在最小电压/电流值时刻或后1周期附近时刻闭合或断开继电器触点可获得最快响应速度。所述周期附近时刻是强调闭合、或断开继电器触点的时刻只要偏差不超过理想时刻附近(例如±2mS)也是充许的，最好将偏差控制到小于0.2mS。 

继电器小电压控制装置结构说明如下： 

1.继电器触点电压采样模块用于取样检测触点电压波形，最简方式是使用与降压电阻串联的取样分压电阻加A/D功能IC组成。 

2.继电器触点电流采样模块用于取样检测触点电流波形，最简方式是使用与负载串联的电流取样电阻加A/D功能IC组成。 

3.所述控制模块可由单片计算机构成，其内含的嵌入式计算机程序(如图4所示)实现所述控制模块功能及继电器动作时间的定时计数功能；也可由单片或嵌入式计算机内含A/D实现检测电源电压波形和检测触点电流波形。 

4.所述控制模块也可由ASIC、CPLD、FPGA等硬件构成，其内含的专用集成电路用于实现所述控制模块功能及继电器动作时间的定时计数功能。也可由内含的A/D电路实现检测电源电压波形和检测触点电流波形。 

5.控制输入端用于接受对继电器开关命令信号，并可作为继电器的闭合/断开动作时间进行自动测试的指令输入口。 

本发明的继电器小电压控制方法用于三相交流电源的继电时，最直接的方式是用三个继电器小电压控制装置组合使用，即将三个控制输入端并联，3个继电器触点分别控制3条电源相线即可。或用一个控制模块分别连接3个继电器触点电压采样模块(对于工业三相正弦电源也可只用1个电源电压采样模块，另外2相电压波形可推算得到)、和3个电流采样模块、以及3个继电器驱动端、1个控制输入端组成。 

当继电器的负载为电源功率因数补偿电容器时，一般采用3个继电器的触点分别控制3条电源相线，各整流充电模块分别连接所述电容器；最少可采用2个继电器触点分别控制2条电源相线即可，即其中有1相线作固定连接，见图2。 

Claims (7)

1.一种继电器小电压控制装置，包括控制模块，包括分别与所述控制模块连接的继电器触点电压采样模块、继电器、控制输入端，其特征在于还包括连接所述控制模块的继电器触点电流采样模块。

2.根据权利要求1所述一种继电器小电压控制装置，且负载为电源功率因数补偿电容器，其特征在于还包括连接电源和所述电容器的整流充电模块。

3.根据权利要求1或2所述一种继电器小电压控制装置，其特征在于控制模块包括当吸合驱动信号出现时，根据检测继电器触点电压波形周期的最小电压时刻，并在所述触点的最小电压时刻或后1至n个周期附近时刻闭合继电器触点的装置；包括当断开驱动信号出现时，根据检测到的继电器触点电流波形周期的最小电流时刻，并在所述最小电流时刻或后1至n个周期附近时刻断开继电器触点的装置。

4.根据权利要求3所述一种继电器小电压控制装置，其特征在于所述最小电压/流时刻周期附近时刻为±2mS内。

5.根据权利要求3所述一种继电器小电压控制装置，预先分别设定了继电器提前加电和断电时间值，其特征在于所述控制模块还包括所述继电器控制装置根据继电器动作时间提前对所述继电器加电和断电的装置。

6.根据权利要求5所述一种继电器小电压控制装置，预先设定了电流差门限值，其特征在于所述断电装置还包括检测所述继电器触点提前断电时的电流值并暂存，当要断电前所述继电器触点的电流与前1周期相应时刻的电流值相差大于所述电流差门限值时返回所述断电装置的装置。

7.根据权利要求5所述一种继电器小电压控制装置，其特征在于所述控制模块还包括继电器闭合动作提前加电和断开动作提前断电的定时装置。

Images