CN209748250U - 一种智能储能供电净化器 - Google Patents

一种智能储能供电净化器 Download PDF

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一种智能储能供电净化器,包括储能电容、漏电保护断路器、开关电源,漏电保护断路器进线端和输入电源经导线连接,还具有缺相检测电路、控制电路;所述的储能电容、漏电保护断路器、开关电源、缺相检测电路、控制电路安装在壳体内并经导线连接。本新型通过储能电容能对用电设备提供稳定的工作电源,保证了用电设备的稳定工作;工作中,如果发生输入电源一相缺相或两相、三相缺相,控制电路会使漏电保护断路器的漏电保护手动实验按钮下两个触点闭合,进而,漏电保护断路器断开输出电源,用电设备不会在缺相条件下工作,同时三路指示子电路能分别给予指示,这样在缺相时能给予使用者及维修人员明确提示具体哪一相电源缺电,能加快故障排除时间。

Description

一种智能储能供电净化器
技术领域
本实用新型涉及供电设备领域,特别是一种智能储能供电净化器。
背景技术
在供电领域(比如办公大楼、火车站、地铁、机场、医院、大型酒店、餐厅、企业等等)中,广泛使用储能供电设备来提高输出电源的稳定性。在储能供电设备中,电容器作为核心部件,多个电容器并联在电源输出端,在平时,电容器进行电能充电储存,当输入电源电压过高时、其吸收尖峰电压,当输入电源电压过低、输出电源不稳定时释放电能实现输出电源的稳定,保证了用电设备尽可能在稳定电压下工作。
现有的储能供电设备为了保证供电安全,还安装有漏电保护断路器等,漏电保护断路器只具有开闭电源以及漏电保护的功能。现有储能供电设备不具有在发生输入电源缺相时断开输入电源的功能,这样有导致用电设备因缺相继续工作而损坏的可能,且由于缺相、用电设备工作不正常时,因为使用者不能第一时间了解到用电设备的工作不正常是由于缺相引起的,不利于使用者及维修人员及时了解故障的类型,加快故障排除的速度。
实用新型内容
为了克服现有基于储能电容的储能供电设备因结构所限存在的弊端,本实用新型提供了应用中通过储能电容作用能对用电设备提供稳定的工作电源,保证了用电设备的稳定工作,还能在缺相时断开用电设备工作电源,防止用电设备因缺相继续工作而损坏,并能在缺相时给予使用者及维修人员明确提示,能加快故障排除时间的一种智能储能供电净化器。
本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是:
一种智能储能供电净化器,包括储能电容、漏电保护断路器、开关电源,漏电保护断路器进线端和输入电源经导线连接,其特征在于还具有缺相检测电路、控制电路;所述的储能电容、漏电保护断路器、开关电源、缺相检测电路、控制电路安装在壳体内;所述漏电保护断路器的相线输出端和储能电容的相线接线端分别经导线连接,漏电保护断路器其中一个相线输出端、零线输出端和开关电源两个电源输入端分别经导线连接,漏电保护断路器零线输出端和储能电容零线接线端经导线连接,缺相检测电路相线输入端和漏电保护断路器相线输出端分别经导线连接,缺相检测电路零线输入端和漏电保护断路器零线输出端经导线连接,缺相检测电路、控制电路正负两极电源输入端和开关电源的两个电源输出端分别经导线连接,控制电路的信号输入端和缺相检测电路的信号输出端经导线连接,控制电路信号输出端和漏电保护断路器的手动实验按钮下两个触点分别经导线连接,漏电保护断路器四个输出端和用电设备经导线连接。
进一步地,所述漏电保护断路器带漏电保护的断路器。
进一步地,所述开关电源是交流转直流开关电源模块,在开关电源模块的电源输出两端并联有一个锂蓄电池。
进一步地,所述缺相检测电路包括三路探测子电路、三路指示子电路,三路探测子电路和三路指示子电路分别构造一致,每路探测子电路包括电阻、二极管、光耦、继电器和NPN三极管,其间经电路板布线连接,光耦型号是4N25,第一只电阻一端和第一只二极管正极连接,第一只二极管负极和光耦内藏的发光管正极连接,光耦内藏的光电三极管发射极和第二只电阻一端连接,光耦内藏的光电三极管集电极和继电器正极电源输入端及控制电源输入端连接,第二只电阻另一端和NPN三极管基极连接,NPN三极管集电极和继电器负极电源输入端连接,继电器常闭触点端和第二只二极管正极连接,三路探测子电路的光耦内藏的发光管负极连接,三路探测子电路的光耦内藏的光电三极管集电极、继电器正极电源输入端及控制电源输入端连接,三路探测子电路的NPN三极管发射极连接,三路探测子电路的继电器常闭触点端和一只电阻一端连接。
进一步地,所述缺相检测电路每路指示子电路包括电阻、发光二极管,其间经电路板布线连接,电阻一端和发光二极管正极连接,三路探测子电路的继电器常闭触点端和三路指示子电路的正极电源输入端分别连接,三路探测子电路和三路指示子电路负极电源输入端连接。
进一步地,所述控制电路包括可控硅、继电器、讯响器,其间经电路板布线连接,可控硅阴极和继电器正极电源输入端、讯响器正极电源输入端连接,继电器负极电源输入端和讯响器负极电源输入端连接。
本实用新型有益效果是:本新型使用中,通过储能电容作用能对用电设备提供稳定的工作电源,保证了用电设备的稳定工作;工作中,缺相检测电路的三路探测子电路分别对三相四线供电线路进行检测,如果发生输入电源一相缺相或两相、三相缺相,控制电路会使漏电保护断路器的漏电保护手动实验按钮下两个触点闭合,进而,漏电保护断路器断开输出电源,用电设备不会在缺相条件下工作,同时三路指示子电路能分别给予指示,这样在缺相时能给予使用者及维修人员明确提示具体哪一相电源缺电,能加快故障排除时间。基于上述,本新型具有好的应用前景。
附图说明
下面结合附图和实施例对本实用新型做进一步说明。
图1是本实用新型结构示意图;
图2是本实用新型结构框图;
图3是本实用新型的电路图。
具体实施方式
图1、2中所示,一种智能储能供电净化器,包括储能电容1、漏电保护断路器2、开关电源3,还具有缺相检测电路4、控制电路5,三个储能电容1通过固定夹螺杆螺母安装在壳体6内后端,漏电保护断路器2安装在壳体6内前端,漏电保护断路器2的操作手柄位于壳体6前端开孔外,开关电源3、缺相检测电路4、控制电路5安装在电路板上,电路板安装在壳体6内下部。缺相检测电路4的三路指示子电路的三只发光二极管41发光面位于壳体6前端三个开孔外。
图3中所示,储能电容C品牌是DELIXI ELECTRIC/德力西电气,规格是15KVar。漏电保护断路器K 是品牌CHNT/正泰,型号DZ15LE-40A的带漏电保护的塑壳断路器,漏电保护断路器K具有漏电保护手动实验按钮SD,使用者通过按下按钮SD,可以检测漏电保护断路器K在漏电时是否能正常工作断开用电设备工作电源。开关电源是A4品牌明纬的交流220V转12V直流开关电源模块成品,在开关电源模块A4 的电源输出两端并联有一个锂蓄电池G,锂蓄电池G型号是12V/10Ah.缺相检测电路包括三路探测子电路、三路指示子电路,三路探测子电路和三路指示子电路分别构造一致,第一路探测子电路包括电阻R1及R4、二极管VD1及VD4、光耦A1、继电器J1和NPN三极管Q1,其间经电路板布线连接,光耦A1型号是4N25,第一只电阻R1一端和二极管VD1正极连接,二极管VD1负极和光耦A1内藏的发光管正极连接,光耦A1 内藏的光电三极管发射极和第二只电阻R4一端连接,光耦A1内藏的光电三极管集电极和继电器J1正极电源输入端及控制电源输入端连接,第二只电阻R4另一端和NPN三极管Q1基极连接,NPN三极管Q1集电极和继电器J1负极电源输入端连接,继电器J1常闭触点端和二极管VD4正极连接;第二路探测子电路包括电阻R2及R5、二极管VD2及VD5、光耦A2、继电器J2和NPN三极管Q2,其间经电路板布线连接,光耦A2型号是4N25,第一只电阻R2一端和二极管VD2正极连接,二极管VD2负极和光耦A2内藏的发光管正极连接,光耦A2内藏的光电三极管发射极和第二只电阻R5一端连接,光耦A2内藏的光电三极管集电极和继电器J2正极电源输入端及控制电源输入端连接,第二只电阻R5另一端和NPN三极管Q2基极连接,NPN三极管Q2集电极和继电器J2负极电源输入端连接,继电器J2常闭触点端和二极管VD5正极连接;第三路探测子电路包括电阻R3及R6、二极管VD3及VD6、光耦A3、继电器J3和NPN三极管Q3,其间经电路板布线连接,光耦A3型号是4N25,第一只电阻R3一端和二极管VD3正极连接,二极管VD3负极和光耦A3内藏的发光管正极连接,光耦A3内藏的光电三极管发射极和第二只电阻R6一端连接,光耦A3内藏的光电三极管集电极和继电器J3正极电源输入端及控制电源输入端连接,第二只电阻R6另一端和NPN三极管Q3基极连接,NPN三极管Q3集电极和继电器J3负极电源输入端连接,继电器J3常闭触点端和二极管VD6正极连接;三路探测子电路的光耦A1、A2、A3内藏的发光管负极连接,三路探测子电路的光耦A1、 A2、A3内藏的光电三极管集电极、继电器J1、J2、J3正极电源输入端及控制电源输入端连接,三路探测子电路的NPN三极管Q1、Q2、Q3发射极连接,三路探测子电路的继电器J1、J2、J3常闭触点端和一只电阻R7一端连接。缺相检测电路第一路指示子电路包括电阻R8、发光二极管VL1,其间经电路板布线连接,电阻R8一端和发光二极管VL1正极连接;缺相检测电路第二路指示子电路包括电阻R9、发光二极管VL2,其间经电路板布线连接,电阻R9一端和发光二极管VL2正极连接;缺相检测电路第三路指示子电路包括电阻R10、发光二极管VL3,其间经电路板布线连接,电阻R10一端和发光二极管VL3正极连接;三路探测子电路的继电器J1、J2、J3常闭触点端和三路指示子电路的正极电源输入端电阻R8、R9、R10另一端分别连接,三路探测子电路负极电源输入端NPN三极管Q1、Q2、Q3发射极和三路指示子电路负极电源输入端发光二极管VL1、VL2、VL3负极连接。控制电路包括可控硅VS、继电器J、讯响器B,其间经电路板布线连接,可控硅VS阴极和继电器J正极电源输入端、讯响器B正极电源输入端连接,继电器J负极电源输入端和讯响器B负极电源输入端连接。
图3中所示,漏电保护断路器K四个进线端分别和三相四线380V电源经导线连接;漏电保护断路器K 三个相线输出端和三个储能电容C的相线接线端分别经导线连接;漏电保护断路器K其中一个相线输出端、零线输出端和开关电源A4两个电源输入端1及2脚分别经导线连接;漏电保护断路器K零线输出端和三个储能电容C零线接线端经导线连接;缺相检测电路三个相线输入端三只电阻R1、R2、R3另一端和漏电保护断路器K三个相线输出端分别经导线连接;缺相检测电路零线输入端三只光偶A1、A2、A3内藏的发光管负极电源输入端和漏电保护断路器K零线输出端经导线连接;缺相检测电路正负两极电源输入端光耦 A1、A2、A3内藏的光电三极管集电极及NPN三极管Q1、Q2、Q3发射极、控制电路正负两极电源输入端可控硅VS阳极及继电器J负极电源输入端和开关电源A4的两个电源输出端3及4脚分别经导线连接;控制电路的信号输入端可控硅VS控制极和缺相检测电路的信号输出端电阻R7另一端经导线连接;控制电路信号输出端继电器J常开触点端及控制触点端和漏电保护断路器的手动实验按钮SD下两个触点分别经导线连接;漏电保护断路器K四个输出端和用电设备经导线连接。
图3中所示,本新型平时使用时,打开漏电保护断路器K后,380V三相四线电源会进入用户用电设备,同时,三根相线、一根零线输出的电源进入储能电容C三个相线输入端和零线输入端,这样,储能电容C 处于正常工作状态,电容器C进行电能充电储存,当输入电源电压过高、吸收尖峰电压,当输入电源电压过低、输出电源不稳定时释放电能实现输出电源的稳定,保证了用电设备的正常工作。其中一根相线和一根零线输出的220V电源进入开关电源A4的1及2脚后,开关电源A4处于得电工作状态,在其内部电路作用下,其3及4脚输出稳定的12V电源进入缺相检测电路正负两极电源输入端光耦A1、A2、A3内藏的光电三极管集电极及NPN三极管Q1、Q2、Q3发射极、控制电路正负两极电源输入端可控硅VS阳极及继电器J负极电源输入端,于是,缺相检测电路和控制电路处于得电工作状态。同时,开关电源A4输出12V 电源为12V锂蓄电池浮充电,保证了后续和开关电源A4两个电源输入端连接的相线或零线停电后,后续缺相检测电路、控制电路仍然处于工作状态,保证了电路的正常工作。
图3中所示,缺相检测电路的第一路探测子电路、第一路指示子电路中:当380V电源的第一根相线A 或者零线N(第一根相线A和零线N电压为220V)没有失电时,相线电源经电阻R1降压限流、二极管VD1 半波整流后进入光耦A1内藏的发光管正极,并与零线构成回路(发光管处电压为3V左右),这样,发光管会得电发光,对应光耦内光电三极管基极受光线作用导通其发射极输出高电平进入电阻R4一端,并经电阻R4另一端进入NPN三极管Q1的基极,进而,NPN三极管Q1导通其集电极输出低电平进入继电器J1 负极电源输入端,由于继电器J1正极电源输入端及控制电源输入端和开关电源A4的3脚相通,所以此刻继电器J1会得电吸合其控制电源输入端和常闭触点端开路,由于,电阻R7、R8和继电器J1常闭触点端连接,所以此刻电阻R7、R8处均不会输入正极电源;当380V电源的第一根相线A或者零线N失电时,相线电源不再经电阻R1进入光耦A1内藏的发光管正极,这样,发光管会失电发光,对应光电三极管截止其发射极不再输出高电平,进而,NPN三极管Q1截止、继电器J1失电不再吸合其控制电源输入端和常闭触点端接通,由于,电阻R7、R8和继电器J1常闭触点端连接,所以此刻开关电源A4的3脚输出的电源会经继电器J1控制电源输入端及常闭触点端进入电阻R7、R8另一端,并经电阻R8进入发光二极管VL1正极,由于,发光二极管VL1负极和开关电源A4的4脚相通,所以此刻,发光二极管VL1会得电发光给予使用者提示,第一根相线或零线缺电了。缺相检测电路的第二路探测子电路、第二路指示子电路中:当380V 电源的第二根相线B或者零线N(第二根相线B和零线N电压为220V)没有失电时,相线电源经电阻R2 降压限流、二极管VD2半波整流后进入光耦A2内藏的发光管正极,并与零线构成回路(发光管处电压为 3V左右),这样,发光管会得电发光,对应光耦内光电三极管基极受光线作用导通其发射极输出高电平进入电阻R5一端,并经电阻R5另一端进入NPN三极管Q2的基极,进而,NPN三极管Q2导通其集电极输出低电平进入继电器J2负极电源输入端,由于继电器J2正极电源输入端及控制电源输入端和开关电源A4 的3脚相通,所以此刻继电器J2会得电吸合其控制电源输入端和常闭触点端开路,由于,电阻R9、R7和继电器J2常闭触点端连接,所以此刻电阻R9、R7处均不会输入正极电源;当380V电源的第二根相线B 或者零线N失电时,相线不再经电阻R2进入光耦A2内藏的发光管正极,这样,发光管会失电发光,对应光电三极管截止其发射极不再输出高电平,进而,NPN三极管Q2截止、继电器J2失电不再吸合其控制电源输入端和常闭触点端接通,由于,电阻R9、R7和继电器J2常闭触点端连接,所以此刻开关电源A4的3脚输出的电源会经继电器J2控制电源输入端及常闭触点端进入电阻R9、R7另一端,并经电阻R9进入发光二极管VL2正极,由于,发光二极管VL2负极和开关电源A4的4脚相通,所以此刻,发光二极管VL2 会得电发光给予使用者提示,第二根相线或零线缺电了。缺相检测电路的第三路探测子电路、第三路指示子电路中:当380V电源的第三根相线C或者零线N(第三根相线C和零线N电压为220V)没有失电时,相线电源经电阻R3降压限流、二极管VD3半波整流后进入光耦A3内藏的发光管正极,并与零线构成回路 (发光管处电压为3V左右),这样,发光管会得电发光,对应光耦内光电三极管基极受光线作用导通其发射极输出高电平进入电阻R6一端,并经电阻R6另一端进入NPN三极管Q3的基极,进而,NPN三极管 Q3导通其集电极输出低电平进入继电器J3负极电源输入端,由于继电器J3正极电源输入端及控制电源输入端和开关电源A4的3脚相通,所以此刻继电器J3会得电吸合其控制电源输入端和常闭触点端开路,由于,电阻R10、R7和继电器J3常闭触点端连接,所以此刻电阻R10、R7处均不会输入正极电源;当380V 电源的第三根相线C或者零线N失电时,相线电源不再经电阻R3进入光耦A3内藏的发光管正极,这样,发光管会失电发光,对应光电三极管截止其发射极不再输出高电平,进而,NPN三极管Q3截止、继电器 J3失电不再吸合其控制电源输入端和常闭触点端接通,由于,电阻R10、R7和继电器J3常闭触点端连接,所以此刻开关电源A4的3脚输出的电源会经继电器J3常开触点端及常闭触点端进入电阻R10、R7另一端,并经电阻R10进入发光二极管VL3正极,由于,发光二极管VL3负极和开关电源A4的4脚相通,所以此刻,发光二极管VL3会得电发光给予使用者提示,第三根相线或零线缺电了。通过上述电路作用,当全部三只发光二极管发光后,使用者就是第一时间清楚,要么是三根相线同时发生断电、或者零线单独断电,再或者是整体电路停电,当三只发光二极管分别发光后,通过发光的那一只或两只,就能具体知晓是某一根或两根相线发生了断电,这样在缺相时能给予使用者及维修人员明确提示,能加快故障排除时间,防止了因为使用者不能第一时间了解到用电设备的工作不正常是由于缺相引起的,不利于使用者及维修人员及时了解故障的类型,加快故障排除速度的弊端。
图3中所示,控制电路中;平时没有缺相或者零线没有断开时,三路检测子电路均不输出电源进入电阻R7一端,当380V三相电源任意一相缺相或者零线断开时,三路检测子电路的继电器J1、J2、J3任意一个常闭输出端输出电源进入电阻R7一端后,电源都会经电阻R7降压限流进入可控硅VS的控制极,于是,可控硅VS被触发导通,由于可控硅VS阴极和继电器J正极电源输入端、讯响器B正极电源输入端连接(继电器J、讯响器B负极电源输入端和开关电源A4的4脚相通),所以此刻继电器J会得电吸合其控制触点端和常开触点端闭合,讯响器B会得电发出声音和三路指示子电路的发光二极管一起给于使用者及维修人员提示,电路发生了缺相及时进行维护检修,及查明故障原因。由于,继电器J常开触点端及控制触点端和漏电保护断路器的手动实验按钮SD下两个触点分别连接,所以输入电源发生缺相或零线停电,继电器J得电吸合其控制触点端和常开触点端闭合后,漏电保护断路器的手动实验按钮SD下两个触点会连通(相当于人手按动手动实验按钮SD),这样,在漏电保护断路器自身功能作用下,漏电保护断路器会发生跳闸,不再输出电源进入用电设备,防止了用电设备缺相或缺零线继续工作导致损坏的几率。
图3中,电阻R1、R2、R3阻值是100K;二极管VD1、VD2、VD3、VD4、VD5、VD6型号是1N4007;电阻 R4、R5、R6阻值是47K;NPN三极管Q1、Q2、Q3型号是9013;继电器J、J1、J2、J3是松乐品牌的DC12V 小型继电器;电阻R7阻值是2K;讯响器B是品牌冀盟的有源连续声报警器成品。可控硅VS是型号MCR100-1 的塑封单向可控硅。电阻R8、R9、R10阻值是1.9K。发光二极管VL1、VL2、VL3是红色发光二极管。
以上显示和描述了本实用新型的主要特征及本实用新型的优点,对于本领域技术人员而言,显然本实用新型限于上述示范性实施例的细节,而且在不背离本实用新型的精神或基本特征的情况下,能够以其他的具体形式实现本实用新型。因此,无论从哪一点来看,均应将实施例看作是示范性的,而且是非限制性的,本实用新型的范围由所附权利要求而不是上述说明限定,因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本实用新型内。
此外,应当理解,虽然本说明书按照实施方式加以描述,但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案,说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见,本领域技术人员应当将说明书作为一个整体,各实施例中的技术方案也可以经适当组合,形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (6)

1.一种智能储能供电净化器,包括储能电容、漏电保护断路器、开关电源,漏电保护断路器进线端和输入电源经导线连接,其特征在于还具有缺相检测电路、控制电路;所述的储能电容、漏电保护断路器、开关电源、缺相检测电路、控制电路安装在壳体内;所述漏电保护断路器的相线输出端和储能电容的相线接线端分别经导线连接,漏电保护断路器其中一个相线输出端、零线输出端和开关电源两个电源输入端分别经导线连接,漏电保护断路器零线输出端和储能电容零线接线端经导线连接,缺相检测电路相线输入端和漏电保护断路器相线输出端分别经导线连接,缺相检测电路零线输入端和漏电保护断路器零线输出端经导线连接,缺相检测电路、控制电路正负两极电源输入端和开关电源的两个电源输出端分别经导线连接,控制电路的信号输入端和缺相检测电路的信号输出端经导线连接,控制电路信号输出端和漏电保护断路器的手动实验按钮下两个触点分别经导线连接,漏电保护断路器四个输出端和用电设备经导线连接。
2.根据权利要求1所述的一种智能储能供电净化器,其特征在于,漏电保护断路器带漏电保护的断路器。
3.根据权利要求1所述的一种智能储能供电净化器,其特征在于,开关电源是交流转直流开关电源模块,在开关电源模块的电源输出两端并联有锂蓄电池。
4.根据权利要求1所述的一种智能储能供电净化器,其特征在于,缺相检测电路包括三路探测子电路、三路指示子电路,三路探测子电路和三路指示子电路分别构造一致,每路探测子电路包括电阻、二极管、光耦、继电器和NPN三极管,其间经电路板布线连接,光耦型号是4N25,第一只电阻一端和第一只二极管正极连接,第一只二极管负极和光耦内藏的发光管正极连接,光耦内藏的光电三极管发射极和第二只电阻一端连接,光耦内藏的光电三极管集电极和继电器正极电源输入端及控制电源输入端连接,第二只电阻另一端和NPN三极管基极连接,NPN三极管集电极和继电器负极电源输入端连接,继电器常闭触点端和第二只二极管正极连接,三路探测子电路的光耦内藏的发光管负极连接,三路探测子电路的光耦内藏的光电三极管集电极、继电器正极电源输入端及控制电源输入端连接,三路探测子电路的NPN三极管发射极连接,三路探测子电路的继电器常闭触点端和一只电阻一端连接。
5.根据权利要求4所述的一种智能储能供电净化器,其特征在于,缺相检测电路每路指示子电路包括电阻、发光二极管,其间经电路板布线连接,电阻一端和发光二极管正极连接,三路探测子电路的继电器常闭触点端和三路指示子电路的正极电源输入端分别连接,三路探测子电路和三路指示子电路负极电源输入端连接。
6.根据权利要求1所述的一种智能储能供电净化器,其特征在于,控制电路包括可控硅、继电器、讯响器,其间经电路板布线连接,可控硅阴极和继电器正极电源输入端、讯响器正极电源输入端连接,继电器负极电源输入端和讯响器负极电源输入端连接。
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