CN205753350U - 电压保护继电器 - Google Patents

Abstract

一种电压保护继电器，包括微控制器模块、电压采集模块、温度采集模块和输出模块，所述的电压采集模块与电网相连接用于采集电网上的电压，所述的温度采集模块与电网上的电动设备相连接用于采集电动设备的温度。并且电压采集模块和温度采集模块还分别与微控制器模块的输入相连接，所述的输出模块分别与微控制器模块和连接到电网上的开关设备相连接，微控制器模块通过电压采集模块和温度采集模块分别检测电网及电动设备的故障，检测到故障时微控制器模块驱动输出模块使开关设备动作进而控制电动设备动作。本实用新型提供一种使用效率高、工作可靠、结构简单的电压保护继电器。

Description

电压保护继电器

技术领域

本实用新型涉及低压电器领域，特别是一种电压保护继电器。

背景技术

电压保护继电器广泛应用于三相控制柜、电动设备等领域，具体是用于过压、欠压、相序、断相等保护作用；在现有的三相正反转电机控制系统中，电压保护继电器对电网侧的相序与断相等故障进行检测，保证设备的正转方向与安全，但是对设备由于过载等原因出现的过热无法进行保护。进而容易导致设备损坏。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服现有技术的缺陷，提供一种使用效率高、工作可靠、结构简单的电压保护继电器。

为实现上述目的，本实用新型采用了如下技术方案：

一种电压保护继电器，包括微控制器模块1、电压采集模块2、温度采集模块8和输出模块3，所述的电压采集模块2与电网相连接用于采集电网上的电压，所述的温度采集模块8与电网上的电动设备相连接用于采集电动设备的温度。并且电压采集模块2和温度采集模块8还分别与微控制器模块1的输入相连接，所述的输出模块3分别与微控制器模块1和连接到电网上的开关设备相连接，微控制器模块1通过电压采集模块2和温度采集模块8分别检测电网及电动设备的故障，检测到故障时微控制器模块1驱动输出模块3使开关设备动作进而控制电动设备动作。

进一步，所述的温度采集模块8包括相连接的第五电阻R5和热敏电阻RT，所述第五电阻R5的端部与电源端相连接，所述热敏电阻RT的端部与地相连接，并且第五电阻R5与热敏电阻RT的连接处为采样输出端VP，所述的采样输出端VP与微控制器模块1相连接。

进一步，所述的热敏电阻RT安装在电动设备上用于检测电动设备的工作温度，并且热敏电阻RT的阻值随温度变化而改变，当热敏电阻RT的阻值大于1.5KΩ时微控制器模块1驱动输出模块3使开关设备断开，当热敏电阻RT的阻值小于500Ω时微控制器模块1驱动输出模块3使开关设备闭合。

进一步，所述的热敏电阻RT为正温度系数热敏电阻。

进一步，所述的电压采集模块2和温度采集模块8通过滤波模块7与微控制器模块1的输入相连接，所述的滤波模块7包括运放跟随电路。

进一步，所述的滤波模块7包括温度信号滤波电路78，所述温度信号滤波电路78中运算放大器的正向输入端与温度采集模块8的采样输出端VP相连接，温度信号滤波电路78中运算放大器的输出端通过第六电阻R6与采样滤波输出端DVPTC相连接，所述的采样滤波输出端DVPTC与微控制器模块1相连接。

进一步，所述的电压采集模块2包括分别与电网相连接的第一采样端L1、第二采样端L2和第三采样端L3，所述的第一采样端L1、第二采样端L2和第三采样端L3分别通过分压电阻与第一采样输出端VA、第二采样输出端VB和第三采样输出端VC相连接，所述的第一采样输出端VA、第二采样输出端VB和第三采样输出端VC分别通过第一运放跟随电路71、第二运放跟随电路72和第三运放跟随电路73与微控制器模块1相连接，并且第一采样输出端VA、第二采样输出端VB和第三采样输出端VC通过第一电容C1接地，第一采样输出端VA、第二采样输出端VB和第三采样输出端VC与第一电容C1之间还设有引出端NN，所述的滤波模块7包括第七运放跟随电路77，所述第七运放跟随电路77中运算放大器的正向输入端通过第四电阻R4与电源端相连接，第七运放跟随电路77中运算放大器的输出端与引出端NN相连接，第七运放跟随电路77中运算放大器的输出端还通过第七电阻R7与引出滤波端DVN相连接，所述的引出滤波端DVN与微控制器模块1相连接。

进一步，所述的微控制器模块1还与设置模块4、指示模块5和电源模块6相连接，所述的设置模块4用于设置微控制器模块1中的检测参数阈值，所述的指示模块5用于指示故障类型，所述的电源模块6用于供电。

进一步，所述的电源模块6包括变压器61、整流桥62、第一转换器63、第二转换器64和第三转换器65，所述变压器61的输入与电网相连接，变压器61的输出与整流桥62的输入相连接，整流桥62的输出与第一转换器63的输入相连接，第一转换器63的输出与第一电源端VDD1相连接，所述的第一电源端VDD1与第二转换器64的输入相连接，第二转换器64的输出与第二电源端VDD2相连接，所述的第二电源端VDD2与第三转换器65的输入相连接，第三转换器65的输出与第三电源端VDD3相连接，并且第一电源端VDD1、第二电源端VDD2及第三电源端VDD3的电压值分别为12V、5V及3.3V，第一电源端VDD1与输出模块3相连接，第三电源端VDD3分别与微控制器模块1、设置模块4、指示模块5以及温度采集模块8相连接。

进一步，所述的设置模块4包括第一电位器RV1和第二电位器RV2，所述第一电位器RV1的两端分别与电源端和地相连接，第一电位器RV1的滑动端通过第一电阻R1与第一电位器输出端DV1相连接，所述的第一电位器输出端DV1与微控制器模块1相连接，第一电位器输出端DV1与地之间还设有第二电容C2，并且第一电位器RV1用于设置过压阀值。所述第二电位器RV2的两端分别与电源端和地相连接，第二电位器RV2的滑动端通过第二电阻R2与第二电位器输出端DV2相连接，所述的第二电位器输出端DV2与微控制器模块1相连接，第二电位器输出端DV2与地之间还设有第三电容C3，并且第二电位器RV2用于设置欠压阀值。所述的指示模块5包括四个指示灯，所述的四个指示灯分别与微控制器模块1相连接，并且四个指示灯通过组合开关的方式指示过压、欠压、断相、相序及过热故障。

本实用新型的电压保护继电器通过电压采集模块和温度采集模块，实现了电压保护继电器同时具有电压保护和温度保护功能，提高了电压保护继电器的使用效率，保证了工作时的稳定可靠性。

附图说明

图1是本实用新型的功能模块的连接结构示意图；

图2是本实用新型的温度采集模块的结构示意图；

图3是本实用新型的电压采集模块的结构示意图；

图4是本实用新型的第一运放跟随电路的结构示意图；

图5是本实用新型的第二运放跟随电路的结构示意图；

图6是本实用新型的第三运放跟随电路的结构示意图；

图7是本实用新型的第七运放跟随电路的结构示意图；

图8是本实用新型的温度信号滤波电路的结构示意图；

图9是本实用新型的电源一部分的结构示意图；

图10是本实用新型的电源另一部分的结构示意图；

图11是本实用新型的设置模块的结构示意图；

图12是本实用新型的输出模块的结构示意图；

图13是本实用新型的微控制器模块和指示模块的结构示意图。

具体实施方式

以下结合附图1至13给出本实用新型的实施例，进一步说明本实用新型的电压保护继电器具体实施方式。本实用新型的电压保护继电器不限于以下实施例的描述。

图1是本实用新型的功能模块的结构示意图，本实用新型的电压保护继电器包括微控制器模块1以及与微控制器模块1相连接的电压采集模块2、输出模块3、设置模块4、指示模块5、电源模块6、滤波模块7以及温度采集模块8。所述的电压采集模块2与电网相连接用于采集电网上的电压，所述的温度采集模块8与电网上的电动设备相连接用于采集电动设备的温度，所述的输出模块3与微控制器模块1的输出相连接，输出模块3能够作为执行器完成微控制器模块1发出的故障操作指令。所述的电源模块6为各模块提供工作电源。具体地，电压采集模块2和温度采集模块8还分别与微控制器模块1的输入相连接，所述的输出模块3分别与微控制器模块1的输出和连接到电网上的开关设备相连接，微控制器模块1通过电压采集模块2和温度采集模块8分别检测电网及电动设备的故障，检测到故障时微控制器模块1驱动输出模块3使开关设备动作进而控制电动设备动作。电压采集模块和温度采集模块使得电压保护继电器除了具有电压保护的基本功能之外，还实现了对电动设备的过热保护功能，不仅完善了电压保护继电器的使用功能，提高了使用效率，同时保证了电压保护继电器的使用可靠性。

图2中的温度采集模块8包括相连接的第五电阻R5和热敏电阻RT，所述第五电阻R5的端部与电源端相连接，所述热敏电阻RT的端部与地相连接，并且第五电阻R5与热敏电阻RT的连接处为采样输出端VP，所述的采样输出端VP与微控制器模块1相连接。具体地，本实用新型的热敏电阻RT的阻值随着温度的变化而变化，采样输出端VP上的采样电压也随之发生变化，微控制器模块1根据输入的采样电压控制输出模块3动作，当采样电压所对应的阻值高于动作设定值时，控制开关设备断开使得电动设备停止工作，当采样电压所对应的阻值低于恢复设定值时，控制开关设备闭合使得电动设备恢复工作。优选地，热敏电阻RT为正温度系数热敏电阻。并且热敏电阻RT安装在电动设备上用于检测电动设备的工作温度，例如热敏电阻RT能够安装在电动设备的外壳上或外壳内，热敏电阻RT的阻值随温度变化而改变，当热敏电阻RT的阻值大于1.5KΩ时微控制器模块1驱动输出模块3使开关设备断开，当热敏电阻RT的阻值小于500Ω时微控制器模块1驱动输出模块3使开关设备闭合。温度采集模块结构简单采集传输稳定，保证了温度采集的准确性。

图3至图8中所示的是电压采集模块2及滤波模块7的具体实施例，所述的电压采集模块2和温度采集模块8通过滤波模块7与微控制器模块1的输入相连接，所述的滤波模块7包括运放跟随电路。具体地，图3中的电压采集模块2包括分别与电网相连接的第一采样端L1、第二采样端L2和第三采样端L3，所述的第一采样端L1、第二采样端L2和第三采样端L3分别通过分压电阻与第一采样输出端VA、第二采样输出端VB和第三采样输出端VC相连接，所述的第一采样输出端VA、第二采样输出端VB和第三采样输出端VC分别通过第一运放跟随电路71、第二运放跟随电路72和第三运放跟随电路73与微控制器模块1相连接，并且第一采样输出端VA、第二采样输出端VB和第三采样输出端VC通过第一电容C1接地。图4至图6中所示的是滤波模块7中的第一运放跟随电路71、第二运放跟随电路72以及第三运放跟随电路73，其中图4中的第一运放跟随电路71中运算放大器的正向输入端与第一采样输出端VA相连接，第一运放跟随电路71中运算放大器的输出端是与微控制器模块1相连接的第一滤波输出端DVA；图5中的第二运放跟随电路72中运算放大器的正向输入端与第一采样输出端VB相连接，第二运放跟随电路72中运算放大器的输出端是与微控制器模块1相连接的第二滤波输出端DVB；图6中的第三运放跟随电路73中运算放大器的正向输入端与第三采样输出端VC相连接，第三运放跟随电路73中运算放大器的输出端是与微控制器模块1相连接的第三滤波输出端DVC。滤波电路提高了采集电压过程的稳定性和准确性。

图7所示的是滤波模块7中的第七运放跟随电路77，第一采样输出端VA、第二采样输出端VB和第三采样输出端VC与第一电容C1之间还设有引出端NN，所述的滤波模块7包括第七运放跟随电路77，所述第七运放跟随电路77中运算放大器的正向输入端通过第四电阻R4与电源端相连接，第七运放跟随电路77中运算放大器的输出端与引出端NN相连接，第七运放跟随电路77中运算放大器的输出端还通过第七电阻R7与引出滤波端DVN相连接，所述的引出滤波端DVN与微控制器模块1相连接。第七运放跟随电路保证引出端NN输出一个稳定的基准电压信号，该基准电压信号能够用于相序检测，从而提高了装置的可靠性。

所述的滤波模块7还包括温度信号滤波电路78，图8中的温度信号滤波电路78中运算放大器的正向输入端与温度采集模块8的采样输出端VP相连接，温度信号滤波电路78中运算放大器的输出端通过第六电阻R6与采样滤波输出端DVPTC相连接，所述的采样滤波输出端DVPTC与微控制器模块1相连接。温度信号滤波电路提高温度值采样的准确性。

图9和图10中的电源模块6与微控制器模块1相连接，包括变压器61、整流桥62、第一转换器63、第二转换器64和第三转换器65，所述变压器61的输入与电网侧相连接，变压器61的输出与整流桥62的输入相连接，整流桥62的输出与第一转换器63的输入相连接，第一转换器63的输出与第一电源端VDD1相连接，所述的第一电源端VDD1与第二转换器64的输入相连接，第二转换器64的输出与第二电源端VDD2相连接，所述的第二电源端VDD2与第三转换器65的输入相连接，第三转换器65的输出与第三电源端VDD3相连接，并且第一电源端VDD1、第二电源端VDD2及第三电源端VDD3的电压值分别为12V、5V及3.3V。特别地，第一电源端VDD1与输出模块3相连接，第三电源端VDD3分别与微控制器模块1、设置模块4、指示模块5以及温度采集模块8相连接。电源模块能够提供多种电压值的输出电压，提高了使用效率。

所述的微控制器模块1还与设置模块4和指示模块5相连接，所述的设置模块4用于设置微控制器模块1中的检测参数阈值，所述的指示模块5用于指示故障类型。具体地，设置模块4包括第一电位器RV1和第二电位器RV2，所述第一电位器RV1的两端分别与电源端和地相连接，第一电位器RV1的滑动端通过第一电阻R1与第一电位器输出端DV1相连接，所述的第一电位器输出端DV1与微控制器模块1相连接，第一电位器输出端DV1与地之间还设有第二电容C2，并且第一电位器RV1用于设置过压阀值；所述第二电位器RV2的两端分别与电源端和地相连接，第二电位器RV2的滑动端通过第二电阻R2与第二电位器输出端DV2相连接，所述的第二电位器输出端DV2与微控制器模块1相连接，第二电位器输出端DV2与地之间还设有第三电容C3，并且第二电位器RV2用于设置欠压阀值。优选地，第一电位器和第二电位器可以采用旋钮调节或按键设置的方式，设置模块实现了电压保护继电器根据不用情况的灵活使用。

图12中的输出模块3包括控制器31和三极管Q1，所述控制器31中的第三线圈KM3的两端分别与二极管D1的正极和负极相连接，所述二极管D1的正极与三极管Q1的集电极相连接，二极管D1的负极与电源端相连接，所述三极管Q1的基极通过第三电阻R3与触发端TRIP相连接，所述的触发端TRIP与微控制器模块1相连接，并且微控制器模块1检测到故障时控制器31的第三线圈KM3得电使对应的常开触点32断开，从而使得开关设备断开。输出模块电路结构简单可靠，保证了工作稳定性。

图13中的指示模块5包括四个指示灯，所述的四个指示灯分别与微控制器模块1相连接，并且四个指示灯通过组合开关的方式指示过压、欠压、断相、相序及过热故障。特别地，指示模块5不仅限于指示灯一种实施例还可以通过数码管显示。指示模块便于直观显示故障类型，方便使用。

此外，本实用新型的电压保护继电器可以包括两路电压采集模块2，所述开关设备的两端分别为电网侧和负载侧，其中一路电压采集模块2与开关设备的电网侧相连接用于采集电网侧电压，另一路电压采集模块2与负载侧相连接用于采集负载侧电压，并且微控制器模块1通过其中一路电压采样模块2检测到电网侧的过压、欠压、相序、断相故障时，或通过另一路电压采样模块2检测到负载侧的断相故障时，驱动输出模块3使开关设备动作。具体地，开关设备为接触器，电动设备为三相电动机，电网侧通过开关设备与三相电动机相连接用于给三相电动机供电，并且开关设备包括用于控制三相电动机正转或反转的第一线圈KM1和第二线圈KM2，所述的第一线圈KM1和第二线圈KM2与控制器31上的常开触点32串联设置，开关电器与第一线圈KM1和第二线圈KM2对应的两组触点分别串联在三相电动机的正转和反转回路中，所述控制器31为小型继电器，微控制器模块1检测到故障时控制器31的常开触点32断开，进而通过第一线圈KM1和第二线圈KM2使开关设备的触点断开，从而使三相电动机停止运转。并且，电动设备不仅限于三相电动机，还可以是其他类型的电机或负载设备。两路电压采样模块实现了电压保护继电器对开关设备两端的同时检测，降低了安装成本并提高了使用效率。同时输出模块结构简单且工作稳定，保证了在故障发生时能够即使对电动设备进行断电操作。

以上内容是结合具体的优选实施方式对本实用新型所作的进一步详细说明，不能认定本实用新型的具体实施只局限于这些说明。对于本实用新型所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本实用新型的保护范围。

Claims (10)

1.一种电压保护继电器，其特征在于：包括微控制器模块(1)、电压采集模块(2)、温度采集模块(8)和输出模块(3)，所述的电压采集模块(2)与电网相连接用于采集电网上的电压，所述的温度采集模块(8)与电网上的电动设备相连接用于采集电动设备的温度；

并且电压采集模块(2)和温度采集模块(8)还分别与微控制器模块(1)的输入相连接，所述的输出模块(3)分别与微控制器模块(1)和连接到电网上的开关设备相连接，微控制器模块(1)通过电压采集模块(2)和温度采集模块(8)分别检测电网及电动设备的故障，检测到故障时微控制器模块(1)驱动输出模块(3)使开关设备动作进而控制电动设备动作。

2.根据权利要求1所述的电压保护继电器，其特征在于：所述的温度采集模块(8)包括相连接的第五电阻R5和热敏电阻RT，所述第五电阻R5的端部与电源端相连接，所述热敏电阻RT的端部与地相连接，并且第五电阻R5与热敏电阻RT的连接处为采样输出端VP，所述的采样输出端VP与微控制器模块(1)相连接。

3.根据权利要求2所述的电压保护继电器，其特征在于：所述的热敏电阻RT安装在电动设备上用于检测电动设备的工作温度，并且热敏电阻RT的阻值随温度变化而改变，当热敏电阻RT的阻值大于1.5KΩ时微控制器模块(1)驱动输出模块(3)使开关设备断开，当热敏电阻RT的阻值小于500Ω时微控制器模块(1)驱动输出模块(3)使开关设备闭合。

4.根据权利要求2所述的电压保护继电器，其特征在于：所述的热敏电阻RT为正温度系数热敏电阻。

5.根据权利要求1所述的电压保护继电器，其特征在于：所述的电压采集模块(2)和温度采集模块(8)通过滤波模块(7)与微控制器模块(1)的输入相连接，所述的滤波模块(7)包括运放跟随电路。

6.根据权利要求5所述的电压保护继电器，其特征在于：所述的滤波模块(7)包括温度信号滤波电路(78)，所述温度信号滤波电路(78)中运算放大器的正向输入端与温度采集模块(8)的采样输出端VP相连接，温度信号滤波电路(78)中运算放大器的输出端通过第六电阻R6与采样滤波输出端DVPTC相连接，所述的采样滤波输出端DVPTC与微控制器模块(1)相连接。

7.根据权利要求5所述的电压保护继电器，其特征在于：所述的电压采集模块(2)包括分别与电网相连接的第一采样端L1、第二采样端L2和第三采样端L3，所述的第一采样端L1、第二采样端L2和第三采样端L3分别通过分压电阻与第一采样输出端VA、第二采样输出端VB和第三采样输出端VC相连接，所述的第一采样输出端VA、第二采样输出端VB和第三采样输出端VC分别通过第一运放跟随电路(71)、第二运放跟随电路(72)和第三运放跟随电路(73)与微控制器模块(1)相连接，并且第一采样输出端VA、第二采样输出端VB和第三采样输出端VC通过第一电容C1接地，第一采样输出端VA、第二采样输出端VB和第三采样输出端VC与第一电容C1之间还设有引出端NN，所述的滤波模块(7)包括第七运放跟随电路(77)，所述第七运放跟随电路(77)中运算放大器的正向输入端通过第四电阻R4与电源端相连接，第七运放跟随电路(77)中运算放大器的输出端与引出端NN相连接，第七运放跟随电路(77)中运算放大器的输出端还通过第七电阻R7与引出滤波端DVN相连接，所述的引出滤波端DVN与微控制器模块(1)相连接。

8.根据权利要求1至7任一项所述的电压保护继电器，其特征在于：所述的微控制器模块(1)还与设置模块(4)、指示模块(5)和电源模块(6)相连接，所述的设置模块(4)用于设置微控制器模块(1)中的检测参数阈值，所述的指示模块(5)用于指示故障类型，所述的电源模块(6)用于供电。

9.根据权利要求8所述的电压保护继电器，其特征在于：所述的电源模块(6)包括变压器(61)、整流桥(62)、第一转换器(63)、第二转换器(64)和第三转换器(65)，所述变压器(61)的输入与电网相连接，变压器(61)的输出与整流桥(62)的输入相连接，整流桥(62)的输出与第一转换器(63)的输入相连接，第一转换器(63)的输出与第一电源端VDD1相连接，所述的第一电源端VDD1与第二转换器(64)的输入相连接，第二转换器(64)的输出与第二电源端VDD2相连接，所述的第二电源端VDD2与第三转换器(65)的输入相连接，第三转换器(65)的输出与第三电源端VDD3相连接，并且第一电源端VDD1、第二电源端VDD2及第三电源端VDD3的电压值分别为12V、5V及3.3V，第一电源端VDD1与输出模块(3)相连接，第三电源端VDD3分别与微控制器模块(1)、设置模块(4)、指示模块(5)以及温度采集模块(8)相连接。

10.根据权利要求8所述的电压保护继电器，其特征在于：所述的设置模块(4)包括第一电位器RV1和第二电位器RV2，所述第一电位器RV1的两端分别与电源端和地相连接，第一电位器RV1的滑动端通过第一电阻R1与第一电位器输出端DV1相连接，所述的第一电位器输出端DV1与微控制器模块(1)相连接，第一电位器输出端DV1与地之间还设有第二电容C2，并且第一电位器RV1用于设置过压阀值；

所述第二电位器RV2的两端分别与电源端和地相连接，第二电位器RV2的滑动端通过第二电阻R2与第二电位器输出端DV2相连接，所述的第二电位器输出端DV2与微控制器模块(1)相连接，第二电位器输出端DV2与地之间还设有第三电容C3，并且第二电位器RV2用于设置欠压阀值；

所述的指示模块(5)包括四个指示灯，所述的四个指示灯分别与微控制器模块(1)相连接，并且四个指示灯通过组合开关的方式指示过压、欠压、断相、相序及过热故障。