CN204334116U - 双电源自动转换开关电器的联锁控制电路结构 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供了一种双电源自动转换开关电器的联锁控制电路结构，包括第一、第二塑壳断路器、联锁模块、开关控制模块和控制模块；所述联锁模块包括第一联锁继电器和第二联锁继电器；所述开关控制模块包括第一和第二合闸继电器；所述控制模块包括单片机和第一、第二合闸位置反馈电路。本实用新型使用开关上的一个位置信号实现了电气连锁和信号输出两个功能；通过信号转移的方式实现了电气连锁；电气连锁信号使用直流低电压信号控制，改变了通常使用220V交流信号的实现方法，增加的信号的安全性。
Description
技术领域
本实用新型涉及双电源自动转换开关电器领域，尤其涉及开关电器的控制电路，以配合机械联锁机构防止发生同时接通两路电源的错误。
背景技术
为保障工业生产，避免因电力系统故障造成停机，在石油化工、油田、冶金、电力等大型连续性生产工业企业，均采用双电源分列运行或“一主一备”供电，以确保一路电源故障断电时，另一路电源立即投入。在石油、化工、冶金、电力等连续性生产的大型企业中，其重要转动机械均采用双电源供电方式，当任一路电源故障断电时，会自动切换到另一路正常供电的电源上，以确保重要转动机械的连续运转。
联锁是双电源能够安全运行定义一种保证，它能够保证双电源开关的两路开关不会同时合闸，保证两路进线电源不会并联运行，用以保证电源的可靠运行。在GB/T 14048.11标准中明确规定“在所有情况下，操作机构都应被联锁以防止同时接通常用电源和备用电源，移去盖子或面板不应导致联锁机构失灵”这个要求是对机械联锁的要求，但作为自动转换开关除了机械联锁之外，还应提供可靠的电气联锁从控制回路上防止发生同时接通两路电源的错误。
发明内容
为解决上述技术问题，本实用新型提供了一种双电源自动转换开关电器的联锁控制电路结构，包括第一、第二塑壳断路器、联锁模块、开关控制模块和控制模块；
所述联锁模块包括第一联锁继电器和第二联锁继电器；
所述开关控制模块包括第一和第二合闸继电器；
所述控制模块包括单片机和第一、第二合闸位置反馈电路；
所述第一塑壳断路器的合闸线圈的一端接交流电的零线，另一端接第二联锁继电器的第一开关触点；第一塑壳断路器的第一开关触点接地，第二开关触点与第一联锁继电器的控制线圈的第一端电连接，第二开关触点还经第一位置反馈电路将第一塑壳断路器开关的位置信息传递给单片机的第一I/O输入端；
所述第二塑壳断路器的合闸线圈的一端接交流电的零线，另一端接第一联锁继电器的第一开关触点；第二塑壳断路器的第一开关触点接地，第二开关触点与第二联锁继电器的控制线圈的第一端电连接，第二开关触点还经第二合闸位置反馈电路将第二塑壳断路器开关的位置信息传递给单片机的第四I/O输入端；
所述第一联锁继电器的第二开关触点连接所述第二合闸继电器的第二开关触点；所述第二联锁继电器的第二开关触点连接所述第一合闸继电器的第二开关触点；
第一、第二合闸继电器各自的第一开关触点分别接交流电的火线；
第一、第二联锁继电器和第一、第二合闸继电器各自的控制线圈的第二端分别接直流电正极；
第一合闸继电器的控制线圈的第一端接单片机的第二I/O输入端，第二合闸继电器的控制线圈的第一端接单片机的第三I/O输入端。
相对于现有技术，本实用新型具有以下优势：
1、使用开关上的一个位置信号实现了电气连锁和信号输出两个功能；
2、通过信号转移的方式实现了电气连锁；
3、电气连锁信号使用直流低电压信号控制，改变了通常使用220V交流信号的实现方法，增加的信号的安全性。
附图说明
构成本实用新型的一部分的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中：
图1为本实用新型实施例的电路原理图；
具体实施方式
需要说明的是，在不冲突的情况下，本实用新型中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
另外，实施例中所述的第一、第二···，只是为加以区分，代表不同的触点、管脚等，并不是限定触点或管脚等在相应器件中的实际顺序。
下面将参考附图并结合实施例来详细说明本实用新型。
本实用新型所述的一种双电源自动转换开关电器的联锁控制电路结构，如图1所示，包括第一塑壳断路器(MCCB1)、第二塑壳断路器MCCB2、联锁模块3、开关控制模块4和控制模块5；
所述联锁模块3包括第一联锁继电器KA1和第二联锁继电器KA2；
所述开关控制模块4包括第一合闸继电器KB1和第二合闸继电器KB2；
所述控制模块5包括单片机U3和第一、第二合闸位置反馈电路；
所述第一联锁继电器KA1、第二联锁继电器KA2、第一合闸继电器KB1和第二合闸继电器KB2均为常开式继电器；
所述第一塑壳断路器(MCCB1)的合闸线圈L1的一端接220V交流电的零线N，另一端接第二联锁继电器KA2的第一开关触点；第一塑壳断路器(MCCB1)的第一开关触点接地(GND)，第二开关触点与第一联锁继电器KA1的控制线圈的第一端电连接，第二开关触点还经第一位置反馈电路将第一塑壳断路器(MCCB1)开关的位置信息传递给单片机U3的第一I/O输入端(图中U3的管脚1所示)；
所述第二塑壳断路器MCCB2的合闸线圈L2的一端接220V交流电的零线N，另一端接第一联锁继电器KA1的第一开关触点；第二塑壳断路器MCCB2的第一开关触点接地(GND)，第二开关触点与第二联锁继电器KA2的控制线圈的第一端电连接，第二开关触点还经第二合闸位置反馈电路将第二塑壳断路器MCCB2开关的位置信息传递给单片机U3的第四I/O输入端(图中U3的管脚4所示)；
所述第一联锁继电器KA1的第二开关触点连接所述第二合闸继电器的第二开关触点；所述第二联锁继电器KA2的第二开关触点连接所述第一合闸继电器的第二开关触点；
第一、第二合闸继电器(KB1、KB2)各自的第一开关触点分别接交流电的火线(L)；
第一、第二联锁继电器(KA1、KA2)和第一、第二合闸继电器(KB1、KB2)各自的控制线圈的第二端分别接24V直流正极；
第一合闸继电器KB1的控制线圈的第一端接单片机U3的第二I/O输入端(图中U3的管脚2所示)，第二合闸继电器KB2的控制线圈的第一端接单片机U3的第三I/O输入端(图中U3的管脚3所示)。
进一步，本实施例中第一合闸位置反馈电路采用的电路结构为：
包括第一、第二、第三电阻(R1、R2、R3)和第一、第二电容(C1、C2)和第一、第二二极管(D1、D2)以及第一光电耦合器U1；
所述第一塑壳断路器(MCCB1)的第二开关触点分别接第一二极管D1的阳极、第一光电耦合器U1的发光二极体的阴极；第一电阻R1和第二电阻R2依次串接于直流24V正极与第一光电耦合器U1的发光二极体的正极之间，第一二极管D1的阳极接于第一电阻R1和第二电阻R2之间；
第一光电耦合器U1的光敏三极管的发射极接地(GND)，第一电容C1和第二二极管D2并联于第一光电耦合器U1的光敏三极管发射极和发光二极体的阴极之间，并且第二二极管的阳极是接于光敏三极管的发射极；
第二电容C2接于第一光电耦合器U1的光敏三极管的集电极与发射极之间；
第一光电耦合器U1的光敏三极管的集电极经第三电阻R3接直流3.3V的正极，并且由集电极接单片机U3的第一I/O输入端。
进一步，本实施例中第二合闸位置反馈电路采用的电路结构为：
包括第四、第五、第六电阻(R4、R5、R6)和第三、第四电容(C3、C4)和第三、第四二极管(D3、D4)以及第二光电耦合器U2；
所述第二塑壳断路器MCCB2的第二开关触点分别接第三二极管D3的阳极、第二光电耦合器U2的发光二极体的阴极；第四电阻R4和第五电阻R5依次串接于直流24V正极与第二光电耦合器U2的发光二极体的正极之间，第三二极管D2的阳极接于第四电阻R4和第五电阻R5之间；
第二光电耦合器U2的光敏三极管的发射极接地(GND)，第三电容C3和第四二极管D4并联于第二光电耦合器U2的光敏三极管发射极和发光二极体的阴极之间，并且第四二极管的阳极是接于光敏三极管的发射极；
第四电容C4接于第二光电耦合器U2的光敏三极管的集电极与发射极之间；
第二光电耦合器U2的光敏三极管的集电极经第六电阻R6接直流3.3V的正极，并且由集电极接单片机U3的第四I/O输入端。
本实施例的工作原理说明如下：
控制模块5需要控制MCCB1合闸时，首先控制模块的U3的2脚发出合闸指令到第一合闸继电器KB1，KB1收到信号后闭合，将L信号(即交流220V的火线)输入到第二连锁继电器KA2的开关的常开触点，这时如果MCCB2处在合闸状态则其开关OF2是打开的，所以第二联锁继电器KA2的开关不闭合，L信号无法从第二联锁继电器KA2输入给MCCB1的合闸线圈L1，MCCB1无法合闸，保证MCCB1和MCCB2无法同时合闸。而如果MCCB2处在分闸状态则OF2闭合，第二联锁继电器KA2吸合，L信号通过第二联锁继电器KA2输入给MCCB1的合闸线圈L1，MCCB1合闸线圈收到信号后执行开关合闸动作。
控制模块5需要控制MCCB2合闸时与上述同理，不再赘述。
另外，以第一合闸位置反馈电路为例说明合闸位置的采集原理为：当MCCB1分闸时OF1打开，从+24到GND没有回路，光耦U1不会导通，OFN为高电平；当MCCB1合闸时，OF1闭合，从+24到GND形成通路，光耦U1的光敏三极管导通，OFN为低电平。MCU采集OFN信号，如为高电平，则判断为MCCB1分闸，如为低电平，则判断为MCCB1合闸。
以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
Claims (6)
1.双电源自动转换开关电器的联锁控制电路结构，其特征在于：包括第一塑壳断路器(MCCB1)、第二塑壳断路器(MCCB2)、联锁模块(3)、开关控制模块(4)和控制模块(5)；
所述联锁模块(3)包括第一联锁继电器(KA1)和第二联锁继电器(KA2)；
所述开关控制模块(4)包括第一合闸继电器(KB1)和第二合闸继电器(KB2)；
所述控制模块(5)包括单片机(U3)和第一、第二合闸位置反馈电路；
所述第一塑壳断路器(MCCB1)的合闸线圈(L1)的一端接交流电的零线(N)，另一端接第二联锁继电器(KA2)的第一开关触点；第一塑壳断路器(MCCB1)的第一开关触点接地(GND)，第二开关触点与第一联锁继电器(KA1)的控制线圈的第一端电连接，第二开关触点还经第一位置反馈电路将第一塑壳断路器(MCCB1)开关的位置信息传递给单片机(U3)的第一I/O输入端；
所述第二塑壳断路器(MCCB2)的合闸线圈(L2)的一端接交流电的零线(N)，另一端接第一联锁继电器(KA1)的第一开关触点；第二塑壳断路器(MCCB2)的第一开关触点接地(GND)，第二开关触点与第二联锁继电器(KA2)的控制线圈的第一端电连接，第二开关触点还经第二合闸位置反馈电路将第二塑壳断路器(MCCB2)开关的位置信息传递给单片机(U3)的第四I/O输入端；
所述第一联锁继电器(KA1)的第二开关触点连接所述第二合闸继电器的第二开关触点；所述第二联锁继电器(KA2)的第二开关触点连接所述第一合闸继电器的第二开关触点；
第一、第二合闸继电器(KB1、KB2)各自的第一开关触点分别接交流电 的火线(L)；
第一、第二联锁继电器(KA1、KA2)和第一、第二合闸继电器(KB1、KB2)各自的控制线圈的第二端分别接直流电正极；
第一合闸继电器(KB1)的控制线圈的第一端接单片机(U3)的第二I/O输入端，第二合闸继电器(KB2)的控制线圈的第一端接单片机(U3)的第三I/O输入端。
2.根据权利要求1所述的双电源自动转换开关电器的联锁控制电路结构，其特征在于：所述第一联锁继电器(KA1)、第二联锁继电器(KA2)、第一合闸继电器(KB1)和第二合闸继电器(KB2)均为常开式继电器。
3.根据权利要求1所述的双电源自动转换开关电器的联锁控制电路结构，其特征在于：所述交流电为220V交流电。
4.根据权利要求1所述的双电源自动转换开关电器的联锁控制电路结构，其特征在于：所述直流电为24V直流电。
5.根据权利要求1所述的双电源自动转换开关电器的联锁控制电路结构，其特征在于：所述第一合闸位置反馈电路包括第一、第二、第三电阻(R1、R2、R3)和第一、第二电容(C1、C2)和第一、第二二极管(D1、D2)以及第一光电耦合器(U1)；
所述第一塑壳断路器(MCCB1)的第二开关触点分别接第一二极管(D1)的阳极、第一光电耦合器(U1)的发光二极体的阴极；第一电阻(R1)和第二电阻(R2)依次串接于24V直流电正极与第一光电耦合器(U1)的发光二极体的正极之间，第一二极管(D1)的阳极接于第一电阻(R1)和第二电阻(R2)之间；
第一光电耦合器(U1)的光敏三极管的发射极接地(GND)，第一电容 (C1)和第二二极管(D2)并联于第一光电耦合器(U1)的光敏三极管发射极和发光二极体的阴极之间，并且第二二极管的阳极是接于光敏三极管的发射极；
第二电容(C2)接于第一光电耦合器(U1)的光敏三极管的集电极与发射极之间；
第一光电耦合器(U1)的光敏三极管的集电极经第三电阻(R3)接直流3.3V的正极，并且由集电极接单片机(U3)的第一I/O输入端。
6.根据权利要求1所述的双电源自动转换开关电器的联锁控制电路结构，其特征在于：所述第二合闸位置反馈电路包括第四、第五、第六电阻(R4、R5、R6)和第三、第四电容(C3、C4)和第三、第四二极管(D3、D4)以及第二光电耦合器(U2)；
所述第二塑壳断路器(MCCB2)的第二开关触点分别接第三二极管(D3)的阳极、第二光电耦合器(U2)的发光二极体的阴极；第四电阻(R4)和第五电阻(R5)依次串接于24V直流电正极与第二光电耦合器(U2)的发光二极体的正极之间，第三二极管(D2)的阳极接于第四电阻(R4)和第五电阻(R5)之间；
第二光电耦合器(U2)的光敏三极管的发射极接地(GND)，第三电容(C3)和第四二极管(D4)并联于第二光电耦合器(U2)的光敏三极管发射极和发光二极体的阴极之间，并且第四二极管的阳极是接于光敏三极管的发射极；
第四电容(C4)接于第二光电耦合器(U2)的光敏三极管的集电极与发射极之间；
第二光电耦合器(U2)的光敏三极管的集电极经第六电阻(R6)接3.3V 直流电的正极，并且由集电极接单片机(U3)的第四I/O输入端。
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN114050640A (zh) * | 2021-10-28 | 2022-02-15 | 施耐德万高（天津）电气设备有限公司 | 一种自动转换开关电磁铁驱动电路 |
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2014
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