CN203368431U - 容性无触点开关 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种容性无触点开关，用于无功功率补偿装置切投电力电容器进行开关控制的三相无触点开关。它由过零检测单元、光电隔离单元、触发电路单元、可控硅模块、温度继电器、阻容吸收电路、散热风扇、三相补偿电容、外部投切信号单元、工作电源单元、电容放电电路单元组成，本实用新型的目的是提供一种快速投切电容器的装置，其使用时无噪音，无火花，响应速度快(≦10ms)，而且具有温度自主保护功能。整机的电源由外部投切信号单元提供，所以在无投递信号时整机不工作，具有较明显的节能降耗作用。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种容性无触点开关，用于无功功率补偿装置切投电力电容器进行开关控制的三相无触点开关。
背景技术
容性无触点开关主要运用在无功功率补偿上用作电容器的投切装置。当前用于投切电容的装置主要有交流继电器、复合开关、无触点开关三种。
交流接触器作为投切装置其优点是接触电阻小，投切时间较慢，在投切过程中容易产生涌流，在大电流高电压情况下易产生火花及电弧，长期使用其触点非常容易烧结粘连，严重影响投切装置及补偿电力电容器寿命。且交流接触器在动作过程中震动较大导致安装架以及节点的加速老化，同时产生较大的噪音。并且交流接触器为保持吸合状态自身也需要消耗能量，不符合节能要求。
复合开关作为投切装置的特点单触点磁保持结构，机械及电寿命短，可控硅容易损坏，不易检查触点烧坏情况，长期运行成本较高，电压过零触发无涌流，电流过零切除无电弧，但其响应速度较慢每小时在几十次到百次之间，其次就是容量上有待提升。
发明内容
本实用新型发明的目的是提供一种快速投切电容器的装置，其使时无噪音，无火花，响应速度快(≦10ms)，而且具有温度自主保护功能。
容性无触点开关其主要技术特征在于：容性无触点开关主要包括：380V三相交流电输入送入可控硅模块单元4，由可控硅模块单元控制三相交流电接入到三相补偿电容单元8上，三相交流电取两相输入到温度继电器单元5以控制散热风扇单元7的启停，阻容吸收电路单元6接到可控硅模块单元4两端，以吸收可控硅模块单元4导通和截止时的尖峰电压；外部投切信号单元9通过温度继电器单元单元10给整机提供直流工作电源11，工作电源单元11分别为过零检测单元1光电隔离单元2和触发电路单元3提供工作电压，以此驱动其工作；过零检测电路单元1检测到可控硅模块单元4两端的电压为零时，驱动光电隔离电路单元2和触发电路单元3工作，由触发电路单元3触发可控硅模块单元4导通；以此完成电容器单元 8投入到三相交流电网上补偿无功量。当外部投入信号单元9切除后，放电电路单元12通过自身电容存储的电能驱动可控硅模块单元4单向导通，将三相电容单元8上的高压直流电放掉，以此保证下次快速的投入。整机的电源由外部投切信号单元提供，所以在无投递信号时整机不工作，具有较明显的节能降耗作用不耗能，有投递信号时整机才开始工作，在由过零检测电路单元检测其过零点，检测到过零点时给出高脉冲驱动其交流可控硅模块导通。
附图说明
图1：过零采集电路
图2：可控硅触发电路
图3：电容放电电路
图4：阻容吸收电路
图5：温度保护和投切电路
图6：系统框图
具体实施方式
整机的工作流程见图6，三相交流电输入到温度继电器单元5，由温度继电器单元5控制散热风扇单元7的启停;三相交流电输入到可控硅模块单元4，由可控硅模块单元4控制三相交流电接入到三相电容单元8上;阻容吸收电路单元6接到可控硅模块单元4两端,以吸收可控硅模块单元4导通和截止时候的尖峰电压。外部投切信号单元9通过温度继电器单元10，由温度继电器单元10控制外部信号单元9的投入。在经温度继电器单元10向直流工作电源单元11提供所需工作电源，工作电源单元11分别为过零检测单元1光电隔离单元2和触发电路单元3提供工作电压，以此驱动其工作,过零检测单元1检测到可控硅模块单元4两端的电压为零时驱动光电隔离电路单元2和触发电路单元3工作，由触发电路单元3触发可控硅模块单元4导通,以此完成电容器单元8投入到三相交流电网上补偿无功量。当外部投入信号单元9切除后放电电路单元12通过自身电容存储的电能驱动可控硅模块单元4单向导通，将三相电容单元8上的高压直流电放掉，以此保证下次快速的投入。
图6是电源系统工作原理图，整机的工作电源由外部投切信号单元9提供+12V电压，输入到75℃常闭温度继电器单元10，温度继电器10单元输出到工作电源单元11，为整机提供工作电源。
图1是光耦过零检测电路单元，通过交流光耦U1检测可控硅模块两端K1（图4可控硅模块中反向可控硅阳极A2和正向可控硅阴极K1相连后输出）和K2（图4可控硅模块中正向可控硅阳极A1和反向可控硅阴极K2相连后输出）的电压过零点，K1和K2两点电压是380V的交流电，当K1和K2之间的电压差小于一定电压（±80V左右）时光耦U1截止，三极管Q1基极无电流，Q1处于截止状态，CON1(过零检测的控制信号输出)输出高电平， 当K1和K2之间的电压差大于一定电压（±80V左右）时光耦导通，Q1上基极电流增大使Q1饱和导通，CON1输出低电平， R1、R2为限流电阻防止交流光耦U1被高压击穿。如图2，当CON1输出低电平时三极管Q2上无基极电流处于截止状态，光耦U2（MOC3083）、U3（MOC3083）输入无电流同样处于截止状态，当CON1输出高电平时三极管Q2上基极电流增大使Q2饱和导通，从而光耦U2、光耦U3过零导通，当K1与K2之间的电压由负半波过零到正半波时，电流通过二极管D1经光耦U2、限流电阻R8、光耦U3、限流电阻R11加到可控硅的控制极G2（图4反向可控硅的控制极）触发可控硅导通，当K1与K2之间的电压由正半波过零到负半波时，电流通过二极管D2、光耦U3、限流电阻R8、光耦U2、限流电阻R10、加到可控硅的控制极G1（图4正向可控硅的控制极）触发可控硅导通。因为MOC3083内部自带过零检测电路，只有当可控硅两端的交流电压出现一次翻转后方可触发可控硅导通。
图3是电容放电电路，当有信号投入时通过二极管D3向电容C1充电，此时三极管Q3处于饱和导通状态，三极管Q4的基极电压为0V处于截止状态，从而光耦U9(MOC3083)、光耦U10(MOC3083)处于截止状态，所以当有投切信号时，图3所示电容放电电路是整体不工作。当投切信号去除时，三极管Q3截止，因为C1电容上有存储的电能，所以三极管Q4导通从而驱动光耦U9、U10导通，若电压电力电容上存有高压直流电则可控硅导通放掉直流电压，直到C1电容上电能不能驱动图3电容放电电路时，整个电路工作才截止停止工作。
图5为过温保护电路，P1为外部控制信号的输入端子，控制信号由P1的1脚（接控制信号12V的负极）和2脚（接控制信号的正极）输入。D5为二极管防止外部投入信号的正负极接反，起到保护作用。D6为发光二极管，指示信号是否投入。R21为限流电阻防止电流过大烧坏发光二极管。K1为75度常闭温度继电器，当整机热量大于75度时断开投入信号，防止温度继续升高，待温度降低到75度以下时恢复正常工作。
Claims (1)
1.一种容性无触点开关,其特征在于：380V三相交流电输入接到可控硅模块单元(4)，由可控硅模块单元(4)控制三相交流电接入到三相电容单元(8)上，三相交流电两相输入到温度继电器单元(5)以控制散热风扇单元(7)的启停，阻容吸收电路单元(6)接到可控硅模块单元(4)两端，以吸收可控硅模块单元(4)导通和截止时的尖峰电压，外部投切信号单元(9)通过温度继电器单元(10)输出到直流工作电源单元（11），工作电源单元（11）分别为过零检测单元(1)光电隔离单元(2)和触发电路单元(3)提供工作电压，以此驱动其工作，过零检测单元(1)检测到可控硅模块单元(4)两端的电压为零时驱动光电隔离电路单元(2)和触发电路单元(3)工作，由触发电路单元(3)触发可控硅模块单元(4)导通以此完成电容器单元 (8)投入到三相交流电网上补偿无功量；当外部投切信号单元(9)切除后放电电路单元(12)通过自身电容存储的电能驱动可控硅模块单元(4)单向导通，将三相电容单元(8)上的高压直流电放掉，以此保证下次快速的投入；整机的电源由外部投切信号提供，所以在无投递信号时整机不工作不耗能，有投递信号时整机才开始工作，在由过零检测电路检测其过零点，检测到过零点时给出高脉冲驱动其交流可控硅模块导通。
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Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104362646A (zh) * | 2014-10-29 | 2015-02-18 | 乐山一拉得电网自动化有限公司 | 一种同步开关电路的无涌流投切方法 |
| CN104821810A (zh) * | 2015-03-04 | 2015-08-05 | 上海发电设备成套设计研究院 | 一种提高可控硅承受阳极电压上升率的方法 |
| CN117439236A (zh) * | 2023-12-18 | 2024-01-23 | 深圳市卓芯微科技有限公司 | 一种美容仪充电触点的隔离电路、方法及美容仪 |
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2013
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