CN220653040U - 一种无源三相交流智能无线开关装置及其电子设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种无源三相交流智能无线开关装置及其电子设备，包括主控制器、三相电源组件、电能监测模块、温度监测模块、无线通讯模块、分/合闸状态监测模块、第一分/合闸状态控制模块、第二分/合闸状态控制模块、第三分/合闸状态控制模块；电能监测模块配置为采集三相电源组件的电压值和电流值；温度监测模块配置为采集分/合闸状态监测模块的开关触点、第一、第二和第三分/合闸状态控制模块的开关触点的温度值；主控制器配置为根据采集到的电压值、电流值和温度值分别控制第一、第二和第三分/合闸状态控制模块闭合或断开三相电机与所述负载电机之间的回路。此外，现有断路器存在寿命低、适用性低、成本高、功耗大的问题。

Description

一种无源三相交流智能无线开关装置及其电子设备

技术领域

本实用新型涉及断路器技术领域，具体涉及一种无源三相交流智能无线开关装置及其电子设备。

背景技术

断路器(circuit breaker)是指能够关合、承载和开断正常或异常回路条件下的电流的开关装置。断路器是电力系统的保护和操作的重要电气装置，可用来分配电能，不频繁地启动异步电动机，对电源线路及电动机等实行保护。断路器的结构很多，型式各异，但基本上均由导电主回路、绝缘支撑件、灭弧室和操动机构几部分组成。断路器按其使用范围分为高压断路器与低压断路器。

现市面上常见的断路器方案有传统断路器、直流有源智能断路器、RTU遥测机+有线断路器双终端系统实施方案；虽然这些断路器在一定程度上实现了关合、承载和开断正常或异常回路条件下的电流的功能，但是其各自还是存在了缺点。其中，传统断路器存在寿命低、无法远程自动控制、无法采集和无法报警的问题；直流有源智能断路器存在适用性不高，需要单独直流电源供电的问题；RTU遥测机+有线断路器双终端系统实施方案存在双终端成本高、施工难度大、整体功耗大，故障率高的问题。

有鉴于此，提出本申请。

实用新型内容

本实用新型公开了一种无源三相交流智能无线开关装置及其电子设备，能有效解决现有技术中的断路器方案存在寿命低、无法远程自动控制、无法采集、无法报警、适用性不高，需要单独直流电源供电、双终端成本高、施工难度大、整体功耗大，故障率高的问题。

本实用新型公开了一种无源三相交流智能无线开关装置,包括：主控制器、三相电源组件、电能监测模块、温度监测模块、无线通讯模块、分/合闸状态监测模块、第一分/合闸状态控制模块、第二分/合闸状态控制模块、以及第三分/合闸状态控制模块；

其中，所述主控制器与所述三相电源组件、所述温度监测模块电气连接，所述三相电源组件的输出端与所述电能监测模块的输入端、所述温度监测模块的输入端、所述分/合闸状态监测模块的输入端、所述第一分/合闸状态控制模块的输入端、所述第二分/合闸状态控制模块的输入端、所述第三分/合闸状态控制模块的输入端、所述无线通讯模块的输入端电气连接，所述主控制器的输入端与所述电能监测模块的输出端、所述分/合闸状态监测模块的输出端电气连接，所述主控制器的输出端与所述第一分/合闸状态控制模块的输入端、所述第二分/合闸状态控制模块的输入端、所述第三分/合闸状态控制模块的输入端电气连接，所述第一分/合闸状态控制模块的第一端与所述三相电源组件的第一端电气连接，所述第二分/合闸状态控制模块的第一端与所述三相电源组件的第二端电气连接，所述第三分/合闸状态控制模块的第一端与所述三相电源组件的第三端电气连接，所述第一分/合闸状态控制模块的第二端、所述第二分/合闸状态控制模块的第二端、所述第三分/合闸状态控制模块的第二端用于与负载电机电气连接，所述主控制器的数据端与所述无线通讯模块的数据端电气连接，所述无线通讯模块用于与外部的物联网云平台无线连接；

其中，所述电能监测模块配置为采集所述三相电源组件的电压值和电流值；

其中，所述温度监测模块配置为采集所述分/合闸状态监测模块的开关触点、所述第一分/合闸状态控制模块的开关触点、所述第二分/合闸状态控制模块的开关触点和所述第三分/合闸状态控制模块的开关触点的温度值；

其中，所述主控制器配置为根据所述电能监测模块采集到的电压值、电流值，和所述温度监测模块采集到的温度值分别控制所述第一分/合闸状态控制模块、所述第二分/合闸状态控制模块和所述第三分/合闸状态控制模块闭合或断开所述三相电源组件与所述负载电机之间的回路。

优选地，所述三相电源组件包括三相交流电供电模块、降压整流模块、以及BMS电源管理模块，其中，所述BMS电源管理模块与所述主控制器电气连接，所述三相交流电供电模块的输出端与所述降压整流模块的输入端、所述电能监测模块的输入端、所述分/合闸状态监测模块的输入端电气连接，所述降压整流模块的输出端与所述BMS电源管理模块输入端电气连接，所述BMS电源管理模块的输出端与所述温度监测模块的输入端、所述无线通讯模块的输入端、所述第一分/合闸状态控制模块的输入端、所述第二分/合闸状态控制模块的输入端、所述第三分/合闸状态控制模块的输入端电气连接。

优选地，所述三相交流电供电模块为三相电机。

优选地，所述降压整流模块包括第一电阻、第一线圈、全波整流电路、第一电容、第一稳压二极管、以及第二电阻；

其中，所述第一线圈的第一端通过所述第一电阻与所述三相交流电供电模块电气连接，所述第一线圈的第二端与所述全波整流电路的低压交流电源端电气连接，所述全波整流电路的直流输出接线柱端分别与所述第一电容、所述第一稳压二极管、所述第二电阻并联，所述第二电阻的一端接地。

优选地，所述电能监测模块包括单相电流采样电路、以及单相电压采样电路；

其中，所述单相电流采样电路包括第二线圈、第三电阻、第四电阻、第五电阻、第六电阻、第二电容、以及第三电容，所述第二线圈的第一端与所述三相交流电供电模块的输出端电气连接，所述第二线圈的第二端与所述第三电阻的一端、所述第四电阻的一端、所述第五电阻的一端、所述第六电阻的一端电气连接，所述第三电阻的另一端与所述第四电阻的另一端电气连接，所述第五电阻的另一端、所述第六电阻的另一端、所述第二电容的一端、所述第三电容的一端与所述主控制器的输入端电气连接，所述第二电容的另一端与所述第三电容的另一端电气连接，所述第三电阻的另一端、所述第四电阻的另一端、所述第二电容的另一端、所述第三电容的另一端接地；

其中，所述单相电压采样电路包括第三线圈、第二十五电阻、第七电阻、第八电阻、第九电阻、第十电阻、第四电容、以及第五电容，所述第三线圈的第一端通过所述第二十五电阻与所述三相交流电供电模块的输出端电气连接，所述第三线圈的第二端与所述第七电阻的一端、所述第八电阻的一端、所述第九电阻的一端、所述第十电阻的一端电气连接，所述第七电阻的另一端与所述第八电阻的另一端电气连接，所述第九电阻的另一端、所述第十电阻的另一端、所述第四电容的一端、所述第五电容的一端与所述主控制器的输入端电气连接，所述第四电容的另一端与所述第五电容的另一端电气连接所述第七电阻的另一端、所述第八电阻的另一端、所述第四电容的另一端、所述第五电容的另一端接地。

优选地，所述分/合闸状态监测模块包括第一开关、第十一电阻、第六电容、第十二电阻、第十三电阻、第一二极管、第一光耦元件、第十四电阻、以及第十五电阻；

其中，所述第一开关的一端与所述三相电源组件电气连接，所述第一开关的另一端与所述第十一电阻的一端电气连接，所述第十一电阻的另一端与所述第六电容的一端、所述第十二电阻的一端电气连接，所述第十二电阻的另一端与所述第十三电阻的一端、所述第一二极管的负极、所述第一光耦元件的第一端电气连接，所述第六电容的另一端、所述第十三电阻的另一端、所述第一二极管的正极、所述第一光耦元件的第二端接地，所述第一光耦元件的第三端与所述三相电源组件电气连接，所述第一光耦元件的第四端与所述第十四电阻的一端、所述第十五电阻的一端电气连接，所述第十四电阻的另一端接地，所述第十五电阻的另一端与所述主控制器的输入端电气连接；

其中，所述第一开关为所述第一分/合闸状态控制模块、所述第二分/合闸状态控制模块、所述第三分/合闸状态控制模块的辅助常开触点，所述第一开关与所述第一分/合闸状态控制模块的常开触点、所述第二分/合闸状态控制模块的常开触点和所述第三分/合闸状态控制模块的常开触点同时动作。

优选地，所述第一分/合闸状态控制模块包括第十六电阻、第二光耦元件、第十七电阻、第一三极管、第一发光二极管、第二二极管、第十八电阻、第一吸合模块、第二开关、第一手动开关；

其中，所述第十六电阻的一端与所述主控制器的输出端电气连接，所述第十六电阻的另一端与所述第二光耦元件的第一端电气连接，所述第二光耦元件的第二端接地，所述第二光耦元件的第三端与所述三相电源组件电气连接，所述第二光耦元件的第四端与所述第十七电阻的一端电气连接，所述第十七电阻的另一端与所述第一三极管的基极电气连接，所述第一三极管的发射极接地，所述第一三极管的集电极与所述第一发光二极管的负极、所述第二二极管的正极、所述第一吸合模块的一端电气连接，所述第一发光二极管的正极与所述第十八电阻的一端电气连接，所述第十八电阻的另一端、所述第二二极管的负极、所述第一吸合模块的另一端与所述三相电源组件电气连接，所述第二开关的一端、所述第一手动开关的一端与所述三相电源组件的第一端电气连接，所述第二开关的另一端、所述第一手动开关的另一端用于与负载电机电气连接；

其中，所述第一吸合模块配置为在所述主控制器发出闭合电信号时，吸合所述第二开关，使得所述三相电源组件与所述负载电机之间的回路导通。

优选地，所述第二分/合闸状态控制模块包括第十九电阻、第三光耦元件、第二十电阻、第二三极管、第二发光二极管、第三二极管、第二十一电阻、第二吸合模块、第三开关、第二手动开关；

其中，所述第十九电阻的一端与所述主控制器的输出端电气连接，所述第十九电阻的另一端与所述第三光耦元件的第一端电气连接，所述第三光耦元件的第二端接地，所述第三光耦元件的第三端与所述三相电源组件电气连接，所述第三光耦元件的第四端与所述第二十电阻的一端电气连接，所述第二十电阻的另一端与所述第二三极管的基极电气连接，所述第二三极管的发射极接地，所述第二三极管的集电极与所述第二发光二极管的负极、所述第三二极管的正极、所述第二吸合模块的一端电气连接，所述第二发光二极管的正极与所述第二十一电阻的一端电气连接，所述第二十一电阻的另一端、所述第三二极管的负极、所述第二吸合模块的另一端与所述三相电源组件电气连接，所述第三开关的一端、所述第二手动开关的一端与所述三相电源组件的第二端电气连接，所述第三开关的另一端、所述第二手动开关的另一端用于与负载电机电气连接；

其中，所述第二吸合模块配置为在所述主控制器发出闭合电信号时，吸合所述第三开关，使得所述三相电源组件与所述负载电机之间的回路导通。

优选地，所述第三分/合闸状态控制模块包括第二十二电阻、第四光耦元件、第二十三电阻、第三三极管、第三发光二极管、第四二极管、第二十四电阻、第三吸合模块、第四开关、第三手动开关；

其中，所述第二十二电阻的一端与所述主控制器的输出端电气连接，所述第二十二电阻的另一端与所述第四光耦元件的第一端电气连接，所述第四光耦元件的第二端接地，所述第四光耦元件的第三端与所述三相电源组件电气连接，所述第四光耦元件的第四端与所述第二十三电阻的一端电气连接，所述第二十三电阻的另一端与所述第三三极管的基极电气连接，所述第三三极管的发射极接地，所述第三三极管的集电极与所述第三发光二极管的负极、所述第四二极管的正极、所述第三吸合模块的一端电气连接，所述第三发光二极管的正极与所述第二十四电阻的一端电气连接，所述第二十四电阻的另一端、所述第四二极管的负极、所述第三吸合模块的另一端与所述三相电源组件电气连接，所述第四开关的一端、所述第三手动开关的一端与所述三相电源组件的第三端电气连接，所述第四开关的另一端、所述第三手动开关的另一端用于与负载电机电气连接；

其中，所述第三吸合模块配置为在所述主控制器发出闭合电信号时，吸合所述第四开关，使得所述三相电源组件与所述负载电机之间的回路导通。

本实用新型还公开了一种电子设备，包括设备本体以及如上任意一项所述的一种无源三相交流智能无线开关装置，其中，所述无源三相交流智能无线开关装置配置在所述设备本体上。

综上所述，本实施例提供的一种无源三相交流智能无线开关装置及其电子设备，所述主控制器实时监测所述三相电源组件的三相电压、电流、开关状态、触点温度等状态参数并实时上报至物联网云平台；当所述主控制器通过所述电能监测模块监测到电压、电流和触点温度超过设备预先配置的相应阈值时，自动切断主回路通路，并上报故障到平台报警等待人为处理。从而解决了现有技术中的断路器方案存在寿命低、无法远程自动控制、无法采集、无法报警、适用性不高，需要单独直流电源供电、双终端成本高、施工难度大、整体功耗大，故障率高的问题。

附图说明

图1是本实用新型实施例提供的一种无源三相交流智能无线开关装置的结构示意图。

图2是本实用新型实施例提供的一种无源三相交流智能无线开关装置的三相电主回路的开关控制三相电机的接线电路示意图。

图3是本实用新型实施例提供的一种无源三相交流智能无线开关装置的降压整流模块的电路结构示意图。

图4是本实用新型实施例提供的一种无源三相交流智能无线开关装置的单相电流采样电路结构示意图。

图5是本实用新型实施例提供的一种无源三相交流智能无线开关装置的相电压采样电路结构示意图。

图6是本实用新型实施例提供的一种无源三相交流智能无线开关装置的分/合闸状态监测模块的电路结构示意图。

具体实施方式

为使本实用新型实施方式的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施方式中的附图，对本实用新型实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式是本实用新型一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本实用新型中的实施方式，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本实用新型保护的范围。因此，以下对在附图中提供的本实用新型的实施方式的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施方式。基于本实用新型中的实施方式，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本实用新型保护的范围。

以下结合附图对本实用新型的具体实施例做详细说明。

请参阅图1至图2，本实用新型的第一实施例提供了一种无源三相交流智能无线开关装置,包括：主控制器1、三相电源组件、电能监测模块2、温度监测模块3、无线通讯模块4、分/合闸状态监测模块5、第一分/合闸状态控制模块6、第二分/合闸状态控制模块7、以及第三分/合闸状态控制模块8；

其中，所述主控制器1与所述三相电源组件、所述温度监测模块3电气连接，所述三相电源组件的输出端与所述电能监测模块2的输入端、所述温度监测模块3的输入端、所述分/合闸状态监测模块5的输入端、所述第一分/合闸状态控制模块6的输入端、所述第二分/合闸状态控制模块7的输入端、所述第三分/合闸状态控制模块8的输入端、所述无线通讯模块4的输入端电气连接，所述主控制器1的输入端与所述电能监测模块2的输出端、所述分/合闸状态监测模块5的输出端电气连接，所述主控制器1的输出端与所述第一分/合闸状态控制模块6的输入端、所述第二分/合闸状态控制模块7的输入端、所述第三分/合闸状态控制模块8的输入端电气连接，所述第一分/合闸状态控制模块6的第一端与所述三相电源组件的第一端A电气连接，所述第二分/合闸状态控制模块7的第一端与所述三相电源组件的第二端B电气连接，所述第三分/合闸状态控制模块8的第一端与所述三相电源组件的第三端C电气连接，所述第一分/合闸状态控制模块6的第二端、所述第二分/合闸状态控制模块7的第二端、所述第三分/合闸状态控制模块8的第二端用于与负载电机电气连接，所述主控制器1的数据端与所述无线通讯模块4的数据端电气连接，所述无线通讯模块4用于与外部的物联网云平台无线连接；

其中，所述电能监测模块2配置为采集所述三相电源组件的电压值和电流值；

其中，所述温度监测模块3配置为采集所述分/合闸状态监测模块5的开关触点、所述第一分/合闸状态控制模块6的开关触点、所述第二分/合闸状态控制模块7的开关触点和所述第三分/合闸状态控制模块8的开关触点的温度值；

其中，所述主控制器1配置为根据所述电能监测模块2采集到的电压值、电流值，和所述温度监测模块3采集到的温度值分别控制所述第一分/合闸状态控制模块6、所述第二分/合闸状态控制模块7和所述第三分/合闸状态控制模块8闭合或断开所述三相电源组件与所述负载电机之间的回路。

具体地，在本实施例中，所述主控制器1实时采集三相中每一相的电流和电压，同时监视开关的状态以及开关触点温度情况，出现过载、过流、过压、缺相、欠压、短路等保护可配置、精细化控制。所述无线通讯模块4用于实时传输监测数据上传物联网云平台、做电量计量、故障报警和远程控制。所述温度监测模块3，用于采集内部主回路继电器等开关触点的温度的测量。

所述主控制器1与所述无线通信模块4、所述第一分/合闸状态控制模块6、所述第二分/合闸状态控制模块7、所述第三分/合闸状态控制模块8、所述分/合闸状态监测模块5、所述电能监测模块2、所述温度监测模块3、所述三相电源组件的BMS电源管理系统连接，两相降压整流系统为这个装置提供电源供电。同时，所述主控制器1实时监测所述三相电源组件的三相电压、电流、开关状态、触点温度等状态参数并实时上报至物联网云平台。当所述主控制器1通过所述电能监测模块2监测到电压、电流和触点温度超过设备预先配置的相应阈值时，自动切断主回路通路，并上报故障到平台报警等待人为处理；同时，也可以通过平台远程随时控制供电系统通断，或者可在平台上做电量计量，设置阈值，用电超量自动切断用电系统，阻止客户端欠费用电发生。用户可通过PC、APP等手段进行远程控制，查看开关状态和次数，故障记录和电路状态，方便人员操作和维护。

在本实施例中，所述主控制器1的芯片型号可以为STC89C51，STC89C51单片机学习板是一款基于8位单片机处理芯片STC89C51RC的系统，STC89C51RC是采用8051核的ISP(InSystem Programming)在系统可编程芯片，最高工作时钟频率为80MHz，片内含4K Bytes的可反复擦写1000次的Flash只读程序存储器，器件兼容标准MCS-51指令系统及80C51引脚结构，芯片内集成了通用8位中央处理器和ISP Flash存储单元，具有在系统可编程(ISP)特性，配合PC端的控制程序即可将用户的程序代码下载进单片机内部，省去了购买通用编程器，而且速度更快。STC89C51RC系列单片机是单时钟/机器周期(1T)的兼容8051内核单片机，是高速/低功耗的新一代8051单片机，全新的流水线/精简指令集结构,内部集成MAX810专用复位电路。需要说明的是，在其他实施例中，还可以采用其他类型结构的主控制器，这里不做具体限定，但这些方案均在本实用新型的保护范围内。

在本实用新型一个可能的实施例中，所述三相电源组件包括三相交流电供电模块9、降压整流模块10、以及BMS电源管理模块11，其中，所述BMS电源管理模块11与所述主控制器1电气连接，所述三相交流电供电模块9的输出端与所述降压整流模块10的输入端、所述电能监测模块2的输入端、所述分/合闸状态监测模块5的输入端电气连接，所述降压整流模块10的输出端与所述BMS电源管理模块11输入端电气连接，所述BMS电源管理模块11的输出端与所述温度监测模块3的输入端、所述无线通讯模块4的输入端、所述第一分/合闸状态控制模块6的输入端、所述第二分/合闸状态控制模块7的输入端、所述第三分/合闸状态控制模块8的输入端电气连接。

在本实用新型一个可能的实施例中，所述三相交流电供电模块9可以为三相电机。

请参阅图3，在本实用新型一个可能的实施例中，所述降压整流模块10包括第一电阻R1、第一线圈N1、全波整流电路D1、第一电容C1、第一稳压二极管D2、以及第二电阻R2；

其中，所述第一线圈N1的第一端通过所述第一电阻R1与所述三相交流电供电模块9电气连接，所述第一线圈N1的第二端与所述全波整流电路D1的低压交流电源端d1电气连接，所述全波整流电路D1的直流输出接线柱端d2分别与所述第一电容C1、所述第一稳压二极管D2、所述第二电阻R2并联，所述第二电阻R2的一端接地。

具体地，在本实施例中，所述三相电源组件给整个无源三相交流智能无线开关装置各部件供电，同时，也给所述无源三相交流智能无线开关装置提供交流电源；所述无源三相交流智能无线开关装置再通过内置的所述降压整流模块输出稳定直流电源，所述BMS电源管理模块11中直流稳压输出不同电压的电源，为所述主控制器1和其他外围模块电路提供相应的电源。需要说明的是，在其他实施例中，还可以采用其他类型结构的三相电源组件，这里不做具体限定，但这些方案均在本实用新型的保护范围内。

在本实施例中，所述全波整流电路D1是指能够把交流转换成单一方向电流的电路，最少由两个整流器合并而成，一个负责正方向，一个负责反方向，最典型的全波整流电路是由四个二极管组成的整流桥，一般用于电源的整流。也可由MOS管搭建.

请参阅图4至图5，在本实用新型一个可能的实施例中，所述电能监测模块2包括单相电流采样电路、以及单相电压采样电路；

其中，所述单相电流采样电路包括第二线圈N2、第三电阻R3、第四电阻R4、第五电阻R5、第六电阻R6、第二电容C2、以及第三电容C3，所述第二线圈N2的第一端与所述三相交流电供电模块9的输出端电气连接，所述第二线圈N2的第二端与所述第三电阻R3的一端、所述第四电阻R4的一端、所述第五电阻R5的一端、所述第六电阻R6的一端电气连接，所述第三电阻R3的另一端与所述第四电阻R4的另一端电气连接，所述第五电阻R5的另一端、所述第六电阻R6的另一端、所述第二电容C2的一端、所述第三电容C3的一端与所述主控制器1的输入端电气连接，所述第二电容C2的另一端与所述第三电容C3的另一端电气连接，所述第三电阻R3的另一端、所述第四电阻R4的另一端、所述第二电容C2的另一端、所述第三电容C3的另一端接地；

其中，所述单相电压采样电路包括第三线圈N3、第二十五电阻R25、第七电阻R7、第八电阻R8、第九电阻R9、第十电阻R10、第四电容C4、以及第五电容C5，所述第三线圈N3的第一端通过所述第二十五电阻R25与所述三相交流电供电模块9的输出端电气连接，所述第三线圈N3的第二端与所述第七电阻R7的一端、所述第八电阻R8的一端、所述第九电阻R9的一端、所述第十电阻R10的一端电气连接，所述第七电阻R7的另一端与所述第八电阻R8的另一端电气连接，所述第九电阻R9的另一端、所述第十电阻R10的另一端、所述第四电容C4的一端、所述第五电容C5的一端与所述主控制器1的输入端电气连接，所述第四电容C4的另一端与所述第五电容C5的另一端电气连接所述第七电阻R7的另一端、所述第八电阻R8的另一端、所述第四电容C4的另一端、所述第五电容C5的另一端接地。

具体地，在本实施例中，所述电能监测模块2，采用电压/电流互感器做隔离降压到所述主控制器1的ADC采样的IO脚，由于是三相交流电路，所以总共需要采样三相电流和电压。需要说明的是，在其他实施例中，还可以采用其他类型结构的电能监测模块，这里不做具体限定，但这些方案均在本实用新型的保护范围内。

请参阅图6，在本实用新型一个可能的实施例中，所述分/合闸状态监测模块5包括第一开关S1、第十一电阻R11、第六电容C6、第十二电阻R12、第十三电阻R13、第一二极管D3、第一光耦元件U1、第十四电阻R14、以及第十五电阻R15；

其中，所述第一开关S1的一端与所述三相电源组件电气连接，所述第一开关S1的另一端与所述第十一电阻R11的一端电气连接，所述第十一电阻R11的另一端与所述第六电容C1的一端、所述第十二电阻R12的一端电气连接，所述第十二电阻R12的另一端与所述第十三电阻R13的一端、所述第一二极管D3的负极、所述第一光耦元件U1的第一端电气连接，所述第六电容C6的另一端、所述第十三电阻R13的另一端、所述第一二极管D3的正极、所述第一光耦元件U1的第二端接地，所述第一光耦元件U1的第三端与所述三相电源组件电气连接，所述第一光耦元件U1的第四端与所述第十四电阻R14的一端、所述第十五电阻R15的一端电气连接，所述第十四电阻R14的另一端接地，所述第十五电阻R15的另一端与所述主控制器1的输入端电气连接；

其中，所述第一开关S1为所述第一分/合闸状态控制模块6、所述第二分/合闸状态控制模块7、所述第三分/合闸状态控制模块8的辅助常开触点，所述第一开关S1与所述第一分/合闸状态控制模块6的常开触点、所述第二分/合闸状态控制模块7的常开触点和所述第三分/合闸状态控制模块的常开触点8同时动作。

具体地，在本实施例中，所述第一开关S1是主回路继电器的辅助常开触点，当所述无源三相交流智能无线开关装置合闸时，该所述第一开关S1同时闭合，通过所述第一光耦元件U1输出到所述主控制器1的分/合闸状态的检测IO脚；用于监视当前所述无源三相交流智能无线开关装置的开关状态。因为，所述第一开关S1是分/合闸控制模块中继电器的另一组常开触点，即跟分/合闸控制模块中继电器的控制三相主回路的常开触点同时动作，用于控制常电12V的通断，进一步控制中所述第一光耦开关U1中发光二极管导通或关断，从而控制光电晶体管的通断常电3.3V，让所述主控制器1的GPIO检测到高低电平(电信号1代表合闸状态；电信号0代表分闸状态)。其中，所述第一二极管D3起到钳位所述第一光耦开关U1中发光二极管的两端电压在0.7V左右，起到保护光耦开关作用；所述第一光耦开关U1起到隔离作用，防止外部强电等干扰直接导致所述主控制器1的GPIO控制引脚容易坏，起到一定的电气保护作用，提高产品的可靠性和使用寿命。

请参阅图2，在本实用新型一个可能的实施例中，所述第一分/合闸状态控制模块6包括第十六电阻R16、第二光耦元件U2、第十七电阻R17、第一三极管Q1、第一发光二极管D4、第二二极管D5、第十八电阻R18、第一吸合模块61、第二开关K1、第一手动开关KK1；

其中，所述第十六电阻R16的一端与所述主控制器1的输出端电气连接，所述第十六电阻R16的另一端与所述第二光耦元件U2的第一端电气连接，所述第二光耦元件U2的第二端接地，所述第二光耦元件U2的第三端与所述三相电源组件电气连接，所述第二光耦元件U2的第四端与所述第十七电阻R17的一端电气连接，所述第十七电阻R17的另一端与所述第一三极管Q1的基极电气连接，所述第一三极管Q1的发射极接地，所述第一三极管Q1的集电极与所述第一发光二极管D4的负极、所述第二二极管D5的正极、所述第一吸合模块61的一端电气连接，所述第一发光二极管D4的正极与所述第十八电阻R18的一端电气连接，所述第十八电阻R18的另一端、所述第二二极管D5的负极、所述第一吸合模块61的另一端与所述三相电源组件电气连接，所述第二开关K1的一端、所述第一手动开关KK1的一端与所述三相电源组件的第一端A电气连接，所述第二开关K1的另一端、所述第一手动开关KK1的另一端用于与负载电机电气连接；

其中，所述第一吸合模块61配置为在所述主控制器1发出闭合电信号时，吸合所述第二开关k1，使得所述三相电源组件与所述负载电机之间的回路导通。

请参阅图2，在本实用新型一个可能的实施例中，所述第二分/合闸状态控制模块7包括第十九电阻R19、第三光耦元件U3、第二十电阻R20、第二三极管Q2、第二发光二极管D6、第三二极管D7、第二十一电阻R21、第二吸合模块71、第三开关K2、第二手动开关KK2；

其中，所述第十九电阻R19的一端与所述主控制器1的输出端电气连接，所述第十九电阻R19的另一端与所述第三光耦元件U3的第一端电气连接，所述第三光耦元件U3的第二端接地，所述第三光耦元件U3的第三端与所述三相电源组件电气连接，所述第三光耦元件U3的第四端与所述第二十电阻R20的一端电气连接，所述第二十电阻R20的另一端与所述第二三极管Q2的基极电气连接，所述第二三极管Q2的发射极接地，所述第二三极管Q2的集电极与所述第二发光二极管D6的负极、所述第三二极管D7的正极、所述第二吸合模块71的一端电气连接，所述第二发光二极管D6的正极与所述第二十一电阻R21的一端电气连接，所述第二十一电阻R21的另一端、所述第三二极管D7的负极、所述第二吸合模块71的另一端与所述三相电源组件电气连接，所述第三开关K2的一端、所述第二手动开关KK2的一端与所述三相电源组件的第二端B电气连接，所述第三开关K2的另一端、所述第二手动开关KK2的另一端用于与负载电机电气连接；

其中，所述第二吸合模块71配置为在所述主控制器1发出闭合电信号时，吸合所述第三开关K2，使得所述三相电源组件与所述负载电机之间的回路导通。

在本实用新型一个可能的实施例中，所述第三分/合闸状态控制模块8包括第二十二电阻R22、第四光耦元件U4、第二十三电阻R23、第三三极管Q3、第三发光二极管D8、第四二极管D9、第二十四电阻R24、第三吸合模块81、第四开关K3、第三手动开关KK3；

其中，所述第二十二电阻R22的一端与所述主控制器1的输出端电气连接，所述第二十二电阻R22的另一端与所述第四光耦元件U4的第一端电气连接，所述第四光耦元件U4的第二端接地，所述第四光耦元件U4的第三端与所述三相电源组件电气连接，所述第四光耦元U4件的第四端与所述第二十三电阻R23的一端电气连接，所述第二十三电阻R23的另一端与所述第三三极管Q3的基极电气连接，所述第三三极管Q3的发射极接地，所述第三三极管Q3的集电极与所述第三发光二极管D8的负极、所述第四二极管D9的正极、所述第三吸合模块81的一端电气连接，所述第三发光二极管D8的正极与所述第二十四电阻R24的一端电气连接，所述第二十四电阻R24的另一端、所述第四二极管D9的负极、所述第三吸合模块81的另一端与所述三相电源组件电气连接，所述第四开关K3的一端、所述第三手动开关KK3的一端与所述三相电源组件的第三端C电气连接，所述第四开关K3的另一端、所述第三手动开关KK3的另一端用于与负载电机电气连接；

其中，所述第三吸合模块81配置为在所述主控制器1发出闭合电信号时，吸合所述第四开关K3，使得所述三相电源组件与所述负载电机之间的回路导通。

具体地，在本实施例中，所述第一分/合闸控制模块6、所述第二分/合闸控制模块7、所述第三分/合闸控制模块8主要均是提供三相交流通道的通断切换，通过所述主控制器1的主回路开关控制脚IO输出光耦隔离间接去控制大功率继电器开关，从而同时去切换三相供电的通断。

在本实施例中，三相电主回路的开关控制三相电机的接线如图2所示：该开关装置中有三路分/合闸控制模块部件去控制三相电A、B、C主回路的同时通断，来控制给负载电机供电，其他的检测和采集模块在开关装置中也是需要分别有三路相同电路去监测和采集三相电的相关状态和参数等。

以所述第一分/合闸状态控制模块6为例，通过所述主控制器1的GPIO口输出高低电平(1：继电器通电即合闸；0：继电器断电即分闸)，控制中所述第二光耦开关U2中发光二极管导通或关断，从而控制光电晶体管的通断，进一步控制第一三极管Q1的通断去控制继电器，即所述第二开关K1的线圈通断，从而去吸合继电器中常开触点通断三相主电路中其中一相电路。

所述第一手动开关KK1是外部手动开关，用于手动控制三相主电路中其中一相电路，平常自动控制中处于常开状态，主要用于自动异常维修时使用；所述第一发光二极管D4用于指示当前继电器的开合状态；所述第二光耦开关U2起到隔离作用，防止外部强电等干扰直接导致所述主控制器1的GPIO控制引脚容易坏，起到一定的电气保护作用，提高产品的可靠性和使用寿命。所述第二分/合闸状态控制模块7和第三分/合闸状态控制模块8的工作原理与所述第一分/合闸状态控制模块6一致，这里不再做重复介绍。

综上，当所述无源三相交流智能无线开关装置监测电压、电流和触点温度超过设备预先配置的相应阈值时，自动切断主回路通路，并上报故障到平台报警等待人为处理，同时也可以通过平台远程随时控制供电系统通断，或者可在平台上做电量计量，设置阈值，用电超量自动切断用电系统，阻止客户端欠费用电发生。用户可通过PC、APP等手段进行远程控制，查看开关状态和次数，故障记录和电路状态，方便人员操作和维护。所述无源三相交流智能无线开关装置具备智能化、自动化集成度高，运行功耗低，建设施工方便成本低，无源无线，使用操作简单，环境适用性强的特点。

本实用新型的第二实施例提供了一种电子设备，包括设备本体以及如上任意一项所述的一种无源三相交流智能无线开关装置，其中，所述无源三相交流智能无线开关装置配置在所述设备本体上。

以上仅是本实用新型的优选实施方式，本实用新型的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本实用新型思路下的技术方案均属于本实用新型的保护范围。

Claims (10)

1.一种无源三相交流智能无线开关装置,其特征在于，包括：主控制器、三相电源组件、电能监测模块、温度监测模块、无线通讯模块、分/合闸状态监测模块、第一分/合闸状态控制模块、第二分/合闸状态控制模块、以及第三分/合闸状态控制模块；

其中，所述主控制器与所述三相电源组件、所述温度监测模块电气连接，所述三相电源组件的输出端与所述电能监测模块的输入端、所述温度监测模块的输入端、所述分/合闸状态监测模块的输入端、所述第一分/合闸状态控制模块的输入端、所述第二分/合闸状态控制模块的输入端、所述第三分/合闸状态控制模块的输入端、所述无线通讯模块的输入端电气连接，所述主控制器的输入端与所述电能监测模块的输出端、所述分/合闸状态监测模块的输出端电气连接，所述主控制器的输出端与所述第一分/合闸状态控制模块的输入端、所述第二分/合闸状态控制模块的输入端、所述第三分/合闸状态控制模块的输入端电气连接，所述第一分/合闸状态控制模块的第一端与所述三相电源组件的第一端电气连接，所述第二分/合闸状态控制模块的第一端与所述三相电源组件的第二端电气连接，所述第三分/合闸状态控制模块的第一端与所述三相电源组件的第三端电气连接，所述第一分/合闸状态控制模块的第二端、所述第二分/合闸状态控制模块的第二端、所述第三分/合闸状态控制模块的第二端用于与负载电机电气连接，所述主控制器的数据端与所述无线通讯模块的数据端电气连接，所述无线通讯模块用于与外部的物联网云平台无线连接；

其中，所述电能监测模块配置为采集所述三相电源组件的电压值和电流值；

其中，所述温度监测模块配置为采集所述分/合闸状态监测模块的开关触点、所述第一分/合闸状态控制模块的开关触点、所述第二分/合闸状态控制模块的开关触点和所述第三分/合闸状态控制模块的开关触点的温度值；

其中，所述主控制器配置为根据所述电能监测模块采集到的电压值、电流值，和所述温度监测模块采集到的温度值分别控制所述第一分/合闸状态控制模块、所述第二分/合闸状态控制模块和所述第三分/合闸状态控制模块闭合或断开所述三相电源组件与所述负载电机之间的回路。

2.根据权利要求1所述的一种无源三相交流智能无线开关装置,其特征在于，所述三相电源组件包括三相交流电供电模块、降压整流模块、以及BMS电源管理模块，其中，所述BMS电源管理模块与所述主控制器电气连接，所述三相交流电供电模块的输出端与所述降压整流模块的输入端、所述电能监测模块的输入端、所述分/合闸状态监测模块的输入端电气连接，所述降压整流模块的输出端与所述BMS电源管理模块输入端电气连接，所述BMS电源管理模块的输出端与所述温度监测模块的输入端、所述无线通讯模块的输入端、所述第一分/合闸状态控制模块的输入端、所述第二分/合闸状态控制模块的输入端、所述第三分/合闸状态控制模块的输入端电气连接。

3.根据权利要求2所述的一种无源三相交流智能无线开关装置,其特征在于，所述三相交流电供电模块为三相电机。

4.根据权利要求2所述的一种无源三相交流智能无线开关装置,其特征在于，所述降压整流模块包括第一电阻、第一线圈、全波整流电路、第一电容、第一稳压二极管、以及第二电阻；

其中，所述第一线圈的第一端通过所述第一电阻与所述三相交流电供电模块电气连接，所述第一线圈的第二端与所述全波整流电路的低压交流电源端电气连接，所述全波整流电路的直流输出接线柱端分别与所述第一电容、所述第一稳压二极管、所述第二电阻并联，所述第二电阻的一端接地。

5.根据权利要求2所述的一种无源三相交流智能无线开关装置,其特征在于，所述电能监测模块包括单相电流采样电路、以及单相电压采样电路；

其中，所述单相电流采样电路包括第二线圈、第三电阻、第四电阻、第五电阻、第六电阻、第二电容、以及第三电容，所述第二线圈的第一端与所述三相交流电供电模块的输出端电气连接，所述第二线圈的第二端与所述第三电阻的一端、所述第四电阻的一端、所述第五电阻的一端、所述第六电阻的一端电气连接，所述第三电阻的另一端与所述第四电阻的另一端电气连接，所述第五电阻的另一端、所述第六电阻的另一端、所述第二电容的一端、所述第三电容的一端与所述主控制器的输入端电气连接，所述第二电容的另一端与所述第三电容的另一端电气连接，所述第三电阻的另一端、所述第四电阻的另一端、所述第二电容的另一端、所述第三电容的另一端接地；

其中，所述单相电压采样电路包括第三线圈、第二十五电阻、第七电阻、第八电阻、第九电阻、第十电阻、第四电容、以及第五电容，所述第三线圈的第一端通过所述第二十五电阻与所述三相交流电供电模块的输出端电气连接，所述第三线圈的第二端与所述第七电阻的一端、所述第八电阻的一端、所述第九电阻的一端、所述第十电阻的一端电气连接，所述第七电阻的另一端与所述第八电阻的另一端电气连接，所述第九电阻的另一端、所述第十电阻的另一端、所述第四电容的一端、所述第五电容的一端与所述主控制器的输入端电气连接，所述第四电容的另一端与所述第五电容的另一端电气连接所述第七电阻的另一端、所述第八电阻的另一端、所述第四电容的另一端、所述第五电容的另一端接地。

6.根据权利要求1所述的一种无源三相交流智能无线开关装置,其特征在于，所述分/合闸状态监测模块包括第一开关、第十一电阻、第六电容、第十二电阻、第十三电阻、第一二极管、第一光耦元件、第十四电阻、以及第十五电阻；

其中，所述第一开关的一端与所述三相电源组件电气连接，所述第一开关的另一端与所述第十一电阻的一端电气连接，所述第十一电阻的另一端与所述第六电容的一端、所述第十二电阻的一端电气连接，所述第十二电阻的另一端与所述第十三电阻的一端、所述第一二极管的负极、所述第一光耦元件的第一端电气连接，所述第六电容的另一端、所述第十三电阻的另一端、所述第一二极管的正极、所述第一光耦元件的第二端接地，所述第一光耦元件的第三端与所述三相电源组件电气连接，所述第一光耦元件的第四端与所述第十四电阻的一端、所述第十五电阻的一端电气连接，所述第十四电阻的另一端接地，所述第十五电阻的另一端与所述主控制器的输入端电气连接；

其中，所述第一开关为所述第一分/合闸状态控制模块、所述第二分/合闸状态控制模块、所述第三分/合闸状态控制模块的辅助常开触点，所述第一开关与所述第一分/合闸状态控制模块的常开触点、所述第二分/合闸状态控制模块的常开触点和所述第三分/合闸状态控制模块的常开触点同时动作。

7.根据权利要求1所述的一种无源三相交流智能无线开关装置,其特征在于，所述第一分/合闸状态控制模块包括第十六电阻、第二光耦元件、第十七电阻、第一三极管、第一发光二极管、第二二极管、第十八电阻、第一吸合模块、第二开关、第一手动开关；

其中，所述第十六电阻的一端与所述主控制器的输出端电气连接，所述第十六电阻的另一端与所述第二光耦元件的第一端电气连接，所述第二光耦元件的第二端接地，所述第二光耦元件的第三端与所述三相电源组件电气连接，所述第二光耦元件的第四端与所述第十七电阻的一端电气连接，所述第十七电阻的另一端与所述第一三极管的基极电气连接，所述第一三极管的发射极接地，所述第一三极管的集电极与所述第一发光二极管的负极、所述第二二极管的正极、所述第一吸合模块的一端电气连接，所述第一发光二极管的正极与所述第十八电阻的一端电气连接，所述第十八电阻的另一端、所述第二二极管的负极、所述第一吸合模块的另一端与所述三相电源组件电气连接，所述第二开关的一端、所述第一手动开关的一端与所述三相电源组件的第一端电气连接，所述第二开关的另一端、所述第一手动开关的另一端用于与负载电机电气连接；

其中，所述第一吸合模块配置为在所述主控制器发出闭合电信号时，吸合所述第二开关，使得所述三相电源组件与所述负载电机之间的回路导通。

8.根据权利要求1所述的一种无源三相交流智能无线开关装置,其特征在于，所述第二分/合闸状态控制模块包括第十九电阻、第三光耦元件、第二十电阻、第二三极管、第二发光二极管、第三二极管、第二十一电阻、第二吸合模块、第三开关、第二手动开关；

其中，所述第十九电阻的一端与所述主控制器的输出端电气连接，所述第十九电阻的另一端与所述第三光耦元件的第一端电气连接，所述第三光耦元件的第二端接地，所述第三光耦元件的第三端与所述三相电源组件电气连接，所述第三光耦元件的第四端与所述第二十电阻的一端电气连接，所述第二十电阻的另一端与所述第二三极管的基极电气连接，所述第二三极管的发射极接地，所述第二三极管的集电极与所述第二发光二极管的负极、所述第三二极管的正极、所述第二吸合模块的一端电气连接，所述第二发光二极管的正极与所述第二十一电阻的一端电气连接，所述第二十一电阻的另一端、所述第三二极管的负极、所述第二吸合模块的另一端与所述三相电源组件电气连接，所述第三开关的一端、所述第二手动开关的一端与所述三相电源组件的第二端电气连接，所述第三开关的另一端、所述第二手动开关的另一端用于与负载电机电气连接；

其中，所述第二吸合模块配置为在所述主控制器发出闭合电信号时，吸合所述第三开关，使得所述三相电源组件与所述负载电机之间的回路导通。

9.根据权利要求1所述的一种无源三相交流智能无线开关装置,其特征在于，所述第三分/合闸状态控制模块包括第二十二电阻、第四光耦元件、第二十三电阻、第三三极管、第三发光二极管、第四二极管、第二十四电阻、第三吸合模块、第四开关、第三手动开关；

其中，所述第二十二电阻的一端与所述主控制器的输出端电气连接，所述第二十二电阻的另一端与所述第四光耦元件的第一端电气连接，所述第四光耦元件的第二端接地，所述第四光耦元件的第三端与所述三相电源组件电气连接，所述第四光耦元件的第四端与所述第二十三电阻的一端电气连接，所述第二十三电阻的另一端与所述第三三极管的基极电气连接，所述第三三极管的发射极接地，所述第三三极管的集电极与所述第三发光二极管的负极、所述第四二极管的正极、所述第三吸合模块的一端电气连接，所述第三发光二极管的正极与所述第二十四电阻的一端电气连接，所述第二十四电阻的另一端、所述第四二极管的负极、所述第三吸合模块的另一端与所述三相电源组件电气连接，所述第四开关的一端、所述第三手动开关的一端与所述三相电源组件的第三端电气连接，所述第四开关的另一端、所述第三手动开关的另一端用于与负载电机电气连接；

其中，所述第三吸合模块配置为在所述主控制器发出闭合电信号时，吸合所述第四开关，使得所述三相电源组件与所述负载电机之间的回路导通。

10.一种电子设备，其特征在于，包括设备本体以及如权利要求1至9任意一项所述的一种无源三相交流智能无线开关装置，其中，所述无源三相交流智能无线开关装置配置在所述设备本体上。