CN219123978U - 一种电气回路切换装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种电气回路切换装置，包括：电源端、第一开关模块、变频回路和工频回路。变频回路包括：与第一开关模块连接的变频模块，并发出启动或关闭工频回路的指令，以切换变频模块与设备端之间的运行路线；第二开关模块，与变频模块连接，用于发出启动或关闭变频模块的指令。工频回路包括：与第一开关模块和变频模块连接的第三开关模块，用于接收变频模块的指令并开启或关闭工频回路；与第三模块连接的保护模块，位于第三模块与设备端之间；位于第三模块与设备端之间的限流模块，用于限制工频回路的电流；与限流模块并联的第四开关模块，用于改变限流模块的工作状态。使得设备端可以在低成本条件下立即平稳的切换至工频工作状态。

Description

一种电气回路切换装置

技术领域

本实用新型涉及电气技术领域，特别涉及一种电气回路切换装置。

背景技术

很多电器部件会采用变频工作模式，变频工作模式一般需要设置变频器，当变频器出现故障时，为了保证电器不停机工作，需要将电源回路由变频切换至工频，但由于工频电源与切换前变频电源在相位上不同步，会产生很大的冲击电流，严重时会导致电器停机甚至影响其他电器部件的正常运行。

当前解决上述问题的方法有以下三种：一是延时切换，在变频器故障时延时一段时间再切换至工频电源；二是设置放电回路，在变频器故障时先切换至一个放电回路用来消耗电动机的感应电动势，待感应电动势消耗完后再切换至工频电源；三是利用鉴相器、同步相位检测器等设备来检测变频回路的相位，当相位与工频电源一致时再进行切换，来保证切换瞬间相位的一致性。第一、二种方法不适用于变频器故障时需要立即切换至工频电源的场合，第三种方法适用于变频器正常运行时的有计划切换，不适用于变频器故障时的切换，而且由于增加了鉴相器、同步相位检测器等设备，成本较高。

实用新型内容

本实用新型实施例的目的在于提供一种电气回路切换装置，用以解决现有技术中电器不能在低成本条件下立即平稳切换工作回路的问题。

本实用新型的实施例采用如下技术方案：一种电气回路切换装置，包括：

电源端，用于提供电源信号；

第一开关模块，与所述电源端连接，用于断开或者导通所述电源信号以改变各模块的带电状态；

变频回路，包括：

变频模块，与所述第一开关模块连接，接收所述电源信号并变成带电状态；并发出启动或关闭工频回路的指令，以切换所述变频模块与设备端之间的运行路线；

第二开关模块，与所述变频模块连接，用于发出启动或关闭所述变频模块的指令；

工频回路，包括：

第三开关模块，与所述第一开关模块和所述变频模块连接，用于接收所述变频模块的指令并开启或关闭所述工频回路；

保护模块，与所述第三模块连接，位于所述第三模块与设备端之间，用于保护所述设备端；

限流模块，位于所述第三模块与所述设备端之间，用于限制工频回路的电流；

第四开关模块，与所述限流模块并联，用于改变所述限流模块的工作状态。

在一些实施例中，变频回路与所述工频回路构成一次回路。

在一些实施例中，所述回路切换装置还包括二次回路，所述二次回路至少包括时间继电器，所述时间继电器与所述第三开关模块连接，所述时间继电器用于控制所述工频回路中的第四开关模块的开/关。

在一些实施例中，所述第一开关模块采用低压断路器，所述低压断路器位于所述电源端与所述变频模块之间，用于切断所述变频回路和工频回路上的短路故障。

在一些实施例中，所述变频模块采用低压变频器，所述低压变频器设有用于开启/关闭所述低压变频器变频启动的第一中间继电器，所述第一中间继电器与所述第二开关模块连接，所述第二开关模块与所述第二中间继电器连接，所述第二中间继电器与所述第一手动开关连接；所述低压变频器设有用于变频器故障输出用的故障输出开关；所述故障输出开关与第三中间继电器连接，所述第三中间继电器还与第三开关模块连接。

在一些实施例中，所述保护模块采用热继电器，所述热继电器用于切断所述工频回路。

在一些实施例中，所述限流模块采用电阻或电阻与电抗的组合。

在一些实施例中，所述第二开关模块、第三开关模块和第四开关模块均采用交流接触器。

在一些实施例中，所述电源端采用三相四线制电源，所述电源端与电网系统连接，所述电网系统提供所述电源端所需电源信号。

在一些实施例中，所述设备端为三相低压异步电动机。

本实用新型实施例的有益效果在于：

在工频回路中设置了限流模块，并且在限流模块两端并联设置第四开关模块，第四开关模块的开/关可以改变工频回路的电流，以限制变频切换至工频瞬间的冲击电流和使电器平稳的切换至正常的工频工作状态。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为传统的回路切换装置图；

图2为本实用新型回路切换装置的一次回路图；

图3为本实用新型回路切换装置的二次回路图。

附图标记：U、V、W：三相四线制电源中的相线；N：三相四线制电源中的中性线；QF：低压断路器；ST：第一中间继电器；KA1：第二中间继电器；KA2：第三中间继电器；FL：故障输出开关；L：限流模块；KM1、KM2、KM3：交流接触器；FR：热继电器；M：三相低压异步电动机；SB1：手动启动按钮；SB2：手动停止按钮；VF：低压变频器。

具体实施方式

此处参考附图描述本实用新型的各种方案以及特征。

应理解的是，可以对此处申请的实施例做出各种修改。因此，上述说明书不应该视为限制，而仅是作为实施例的范例。本领域的技术人员将想到在本实用新型的范围和精神内的其他修改。

包含在说明书中并构成说明书的一部分的附图示出了本实用新型的实施例，并且与上面给出的对本实用新型的大致描述以及下面给出的对实施例的详细描述一起用于解释本实用新型的原理。

通过下面参照附图对给定为非限制性实例的实施例的优选形式的描述，本实用新型的这些和其它特性将会变得显而易见。

还应当理解，尽管已经参照一些具体实例对本实用新型进行了描述，但本领域技术人员能够确定地实现本实用新型的很多其它等效形式，它们具有如权利要求的特征并因此都位于借此所限定的保护范围内。

当结合附图时，鉴于以下详细说明，本实用新型的上述和其他方面、特征和优势将变得更为显而易见。

此后参照附图描述本实用新型的具体实施例；然而，应当理解，所申请的实施例仅仅是本实用新型的实例，其可采用多种方式实施。熟知和/或重复的功能和结构并未详细描述以避免不必要或多余的细节使得本实用新型模糊不清。因此，本文所申请的具体的结构性和功能性细节并非意在限定，而是仅仅作为权利要求的基础和代表性基础用于教导本领域技术人员以实质上任意合适的详细结构多样地使用本实用新型。

本说明书可使用词组“在一种实施例中”、“在另一个实施例中”、“在又一实施例中”或“在其他实施例中”，其均可指代根据本实用新型的相同或不同实施例中的一个或多个。

图1提供了一种传统的回路切换装置，该回路切换装置无法实现设备端平稳的切换至工频回路。为了解决背景技术中电器元件无法在变频器故障时立即平稳的切换到工频工作状态的问题，本实用新型提供了一种电气回路切换装置。如图2所示，该回路切换装置包括：电源端、第一开关模块、变频回路和工频回路，其中电源端用于提供电源信号，电源端采用三相四线制电源，U、V、W分别为三相四线制电源中的相线，N为三相四线制电源中的中性线。电源端与电网系统连接，电网系统提供所述电源端所需电源信号。第一开关模块与电源端连接，用于断开或者导通电源信号以改变各模块的带电状态。

变频回路包括变频模块、第二开关模块和第三开关模块。其中变频模块与第一开关模块连接，接收电源信号并变成带电状态；变频模块可将电源端的工频电源转变为变频电源，可以发出启动或关闭工频回路的指令，以切换变频模块与设备端之间的运行路线。第二开关模块与变频模块连接，用于发出启动或关闭变频模块的指令。

工频回路包括第三开关模块、保护模块、限流模块L和第四开关模块，其中第三开关模块与第一开关模块和变频模块连接，用于接收变频模块的指令并开启或关闭工频回路。保护模块与第三模块连接，位于第三模块与设备端之间，用于保护设备端，也就是电器元件。限流模块L位于第三模块与设备端之间，用于限制工频回路的电流。限流模块L可以采用电阻或电阻与电抗的组合。第四开关模块与限流模块L并联，用于改变限流模块L的工作状态。

该实用新型在工频回路中设置了限流模块L，并且在限流模块L两端并联设置第四开关模块，第四开关模块的开/关可以改变工频回路的电流，以限制变频切换至工频瞬间的冲击电流和是电器平稳的切换至正常的工频工作状态。

具体地，变频回路与工频回路构成一次回路。如图3所示，回路切换装置还包括二次回路，二次回路至少包括时间继电器，时间继电器与第三开关模块连接，时间继电器用于控制工频回路中的第四开关模块的开/关。变频器故障时，第三开关模块闭合，工频回路开启工作，限流模块L在工频回路中作用；同时时间继电器的线圈得电，时间继电器经过设定时间的延迟后其敞开触点吸合，然后第四开关模块闭合将限流模块L短路，使得电器平稳过渡到工频工作状态。时间继电器的作用是在回路切换至工频回路后延时一段时间再将限流模块L切除掉，延时的时间即冲击电流从产生到消失的时间，根据设备端的功率大小及负荷情况来设置不同的值。

在一些实施例中，第一开关模块采用低压断路器QF，低压断路器QF位于电源端与变频模块之间，用于切断变频回路和工频回路上的短路故障。变频模块采用低压变频器VF，低压变频器VF设有用于开启/关闭所述低压变频器VF变频启动的第一中间继电器ST，第一中间继电器ST与第二开关模块连接。第二开关模块与第二中间继电器KA1连接，第二中间继电器KA1与第一手动开关连接。低压变频器VF设有用于变频器故障输出用的故障输出开关FL，故障输出开关FL与第三中间继电器KA2连接，第三中间继电器KA2还与第三开关模块连接。

保护模块采用热继电器FR，热继电器FR用于切断所述工频回路，实现对设备端的过载保护。第二开关模块、第三开关模块和第四开关模块均可以采用交流接触器。

低压异步电动机由于结构简单、制造容易、运行可靠、维护方便、效率高、价格低的优点，在工业电气中得到广泛的应用。工业中经常需要调节工艺的流量或风量，其中一种办法就是调节电动机的转速。异步电动机的调速方法有很多种，随着电力电子技术的发展，变频调速已成为最常用的一种调速方式。该实用新型中的设备端可以为三相低压异步电动机。

以设备端为三相低压异步电动机为例说明该实用新型的工作原理：

1)手动合上QF，按下手动启动开关SB1，第二中间继电器KA1线圈得电，第二中间继电器KA1常开触点(13、14)闭合，第二中间继电器KA1线圈保持得电状态。

2)第二中间继电器KA1线圈得电，第二中间继电器KA1的常开触点(23、24)闭合，交流接触器KM1线圈得电，一次回路中交流接触器KM1主触点闭合，三相低压异步电动机M输入端与低压变频器VF输出侧相连接；同时第二中间继电器KA1常开触点(33、34)闭合，为工频启动做准备。

3)交流接触器KM1线圈得电，交流接触器KM1辅助常开触点闭合，第一中间继电器ST线圈得电，一次回路中ST常开触点闭合，启动低压变频器VF，三相低压异步电动机M运行在变频状态。

4)当低压变频器VF故障时，故障输出开关FL闭合，第三中间继电器KA2线圈得电，第三中间继电器KA2的常闭触点(11、12)打开，交流接触器KM1线圈失电，一次回路中交流接触器KM1主触点打开，三相低压异步电动机M与低压变频器VF断开连接，三相低压异步电动机M结束变频运行；同时交流接触器KM1辅助常开触点打开，ST线圈失电，一次回路中第一中间继电器ST常开触点打开，变频器失去启动信号。

5)第三中间继电器KA2线圈得电，第三中间继电器KA2的常开触点(13、14)闭合，交流接触器KM2线圈得电，一次回路中交流接触器KM2主触点闭合，工频电源接入三相低压异步电动机M输入端，三相低压异步电动机M运行在有限流模块L的工频状态，完成变频工频无冲击切换。

6)交流接触器KM2线圈得电，交流接触器KM2辅助常开触点闭合，时间继电器KT的线圈得电。

7)时间继电器KT线圈得电，时间继电器KT的常开触点经过一段时间延迟后吸合，交流接触器KM3的线圈得电。

8)交流接触器KM3线圈得电，一次回路中交流接触器KM3的主触点闭合，将限流模块L短路，三相低压异步电动机M工作在正常工频状态。

以上对本实用新型多个实施例进行了详细说明，但本实用新型不限于这些具体的实施例，本领域技术人员在本实用新型构思的基础上，能够做出多种变型和修改实施例，这些变型和修改都应落入本实用新型所要求保护的范围之内。

Claims (10)

1.一种电气回路切换装置，其特征在于，包括：

电源端，用于提供电源信号；

第一开关模块，与所述电源端连接，用于断开或者导通所述电源信号以改变各模块的带电状态；

变频回路，包括：

变频模块，与所述第一开关模块连接，接收所述电源信号并变成带电状态；并发出启动或关闭工频回路的指令，以切换所述变频模块与设备端之间的运行路线；

第二开关模块，与所述变频模块连接，用于发出启动或关闭所述变频模块的指令；

工频回路，包括：

第三开关模块，与所述第一开关模块和所述变频模块连接，用于接收所述变频模块的指令并开启或关闭所述工频回路；

保护模块，与所述第三开关模块连接，位于所述第三开关模块与设备端之间，用于保护所述设备端；

限流模块，位于所述第三开关模块与所述设备端之间，用于限制工频回路的电流；

第四开关模块，与所述限流模块并联，用于改变所述限流模块的工作状态。

2.根据权利要求1所述的回路切换装置，其特征在于，变频回路与所述工频回路构成一次回路。

3.根据权利要求1所述的回路切换装置，其特征在于，所述回路切换装置还包括二次回路，所述二次回路至少包括时间继电器，所述时间继电器与所述第三开关模块连接，所述时间继电器用于控制所述工频回路中的第四开关模块的开/关。

4.根据权利要求1所述的回路切换装置，其特征在于，所述第一开关模块采用低压断路器，所述低压断路器位于所述电源端与所述变频模块之间，用于切断所述变频回路和工频回路上的短路故障。

5.根据权利要求1所述的回路切换装置，其特征在于，所述变频模块采用低压变频器，所述低压变频器设有用于开启/关闭所述低压变频器变频启动的第一中间继电器，所述第一中间继电器与所述第二开关模块连接，所述第二开关模块与第二中间继电器连接，所述第二中间继电器与第一手动开关连接；所述低压变频器设有用于变频器故障输出用的故障输出开关；所述故障输出开关与第三中间继电器连接，所述第三中间继电器还与第三开关模块连接。

6.根据权利要求1所述的回路切换装置，其特征在于，所述保护模块采用热继电器，所述热继电器用于切断所述工频回路。

7.根据权利要求1所述的回路切换装置，其特征在于，所述限流模块采用电阻或电阻与电抗的组合。

8.根据权利要求1所述的回路切换装置，其特征在于，所述第二开关模块、第三开关模块和第四开关模块均采用交流接触器。

9.根据权利要求1所述的回路切换装置，其特征在于，所述电源端采用三相四线制电源，所述电源端与电网系统连接，所述电网系统提供所述电源端所需电源信号。

10.根据权利要求1所述的回路切换装置，其特征在于，所述设备端为三相低压异步电动机。

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