CN220964324U - 一种模块化设计的电压保护和检有压合闸装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种模块化设计的电压保护和检有压合闸装置，它包括控制单元、闭合电磁铁、欠压脱扣器，控制单元作为外挂模块独立设置于断路器外部，控制单元设置有主控电路、电压采样电路；主控电路通过电压采样电路与断路器进线端连接；主控电路包括MCU主控芯片、合闸控制电路、欠压控制电路、过压控制电路、程序下载电路、参数设置电路和显示电路，MCU主控芯片通过合闸控制电路与闭合电磁铁连接，MCU主控芯片通过欠压控制电路、过压控制电路与欠压脱扣器连接，整个装置设计更加合理，功能全面，操作方便，可对电源过压、欠压、有压进行有效检测并进行合理控制断路器，提高断路器的稳定性。
Description
技术领域
本实用新型涉及万能式断路器设备领域，具体为一种模块化设计的电压保护和检有压合闸装置。
背景技术
万能式断路器又称框架式断路器，是一种能接通、承载以及分断正常电路条件下的电流，也能在规定的非正常电路条件下接通、承载一定时间和分断电流的机械开关电器，其容量较大，可装设多种功能的脱扣器和较多的辅助触头，有较高的分断能力和热稳定性，所以常用于要求高分断能力和选择性保护的场所。目前的断路器脱扣装置一般设置有欠压保护功能，通过电压采样电路连接控制器进行控制，对于过压及有压控制缺乏有效得控制手段，使得框架断路器的可靠性和智能性有所欠缺。
发明内容
本实用新型特提供了一种模块化设计的电压保护和检有压合闸装置，电路设计更加合理，功能全面，操作方便，可对电源过压、欠压、有压进行有效检测并进行合理控制断路器。
为实现上述发明目的，本实用新型所采取的技术方案为：
一种模块化设计的电压保护和检有压合闸装置，它包括控制单元、闭合电磁铁、欠压脱扣器，控制单元作为外挂模块独立设置于断路器外部，断路器本体内部设置有欠压脱扣器、合闸电磁铁，控制单元设置有主控电路、电压采样电路；主控电路分别闭合电磁铁、欠压脱扣器连接，主控电路通过电压采样电路与断路器进线端连接；
上述的主控电路包括MCU主控芯片以及与MCU主控芯片连接的合闸控制电路、欠压控制电路、过压控制电路、程序下载电路、参数设置电路和显示电路；
电压采样电路通过EMC电路与断路器进线端连接，将断路器进线电压信号反馈至主控电路，MCU主控芯片通过合闸控制电路与闭合电磁铁连接，MCU主控芯片通过欠压控制电路、过压控制电路与欠压脱扣器连接。
合闸控制电路、欠压控制电路、过压控制电路设有继电器模组，负责将控制电路的电平控制信号转化为电路通断信号，继而控制断路器本体内的欠压脱扣器、闭合电磁铁实现断路器的脱扣与合闸功能。
欠压控制电路与过压控制电路通过继电器模组将低压微弱信号转换为脱扣器通断信号，实现对断路器的过压和欠压分闸功能；欠压/过压控制电路通过一个继电器模组将欠压信号和过压信号整合，通过一组输出信号来实现对断路器的分闸控制，此方法即节约了成本又增加了信号控制的可靠性。
所述的主控电路设置有下载接口通过STC下载串口电路与主控芯片连接，下载接口与外部下载器连接实现程序的下载和检有压合闸装置功能的升级。
所述的程序下载电路接入5V电源，考虑到后续下载问题，为防止下载排线与下载接口连接错误导致MCU主控芯片烧坏现象，将5V电源设计在无心排线焊盘中心位置，达到保护电路的作用。
所述的MCU主控芯片通过参数设置电路与六个选码开关连接，实现对欠压脱扣/整定范围、欠压脱扣/延时时间、有压合闸/整定范围、有压合闸/延时时间、过压脱扣/整定范围、过压脱扣/延时时间的设置和更改。旋码开关相较于液晶显示屏，功耗低，耐久度高，操作简单方便，成本低。
所述的显示电路与六个指示灯连接，可实现对检有压合闸装置正常运行、欠压、有压、过压、合闸和报警不同运行状态的显示。
所述的主控电路还包括开关状态检测电路，开关状态检测电路与断路器的辅助触点连接，所述辅助触点安装于断路器内部，触点的通断状态与断路器的分合闸状态同步。
所述的主控电路还设置有模式选择开关，设有手动、自动、检修三种工作状态。
主控电路对电压信号进行判断并下达控制命令，断路器处于合闸状态，当采样的电压小于欠压设定值或高于过压设定值时，主控电路的欠压控制电路、过压控制电路发出执行命令，使欠压脱扣器失电，断路器分闸；当电压恢复到有压合闸设定值时，欠压脱扣器在完成有压合闸延时时间后得电，同时合闸控制电路通过闭合电磁铁控制断路器合闸。
本实用新型的有益效果为：该装置为模块化设计的断路器电压保护和检有压合闸装置，整个装置设计更加合理，功能全面，操作方便，可对电源过压、欠压、有压进行有效检测并进行合理控制断路器，提高断路器的稳定性。
附图说明
图1为本实用新型原理框图；
图2为本实用新型欠压、过压控制电路图；
图3为合闸控制电路图。
具体实施方式
如附图1所示的一种模块化设计的电压保护和检有压合闸装置，它包括控制单元、闭合电磁铁、欠压脱扣器，控制单元作为外挂模块独立设置于断路器外部，断路器本体内部设置有欠压脱扣器、合闸电磁铁，控制单元设置有主控电路、电压采样电路；主控电路分别闭合电磁铁、欠压脱扣器连接，主控电路通过电压采样电路与断路器进线端连接；
上述的主控电路包括MCU主控芯片以及与MCU主控芯片连接的合闸控制电路、欠压控制电路、过压控制电路、程序下载电路、参数设置电路和显示电路；
电压采样电路通过EMC电路与断路器进线端连接，将断路器进线电压信号反馈至主控电路，MCU主控芯片通过合闸控制电路与闭合电磁铁连接，MCU主控芯片通过欠压控制电路、过压控制电路与欠压脱扣器连接。
合闸控制电路、欠压控制电路、过压控制电路设有继电器模组，负责将控制电路的电平控制信号转化为电路通断信号，继而控制断路器本体内的欠压脱扣器、闭合电磁铁实现断路器的脱扣与合闸功能。
欠压控制电路与过压控制电路通过继电器模组将低压微弱信号转换为脱扣器通断信号，实现对断路器的过压和欠压分闸功能；欠压/过压控制电路通过一个继电器模组将欠压信号和过压信号整合，通过一组输出信号来实现对断路器的分闸控制，此方法即节约了成本又增加了信号控制的可靠性。
所述的主控电路设置有下载接口通过STC下载串口电路与主控芯片连接，下载接口与外部下载器连接实现程序的下载和检有压合闸装置功能的升级。
所述的程序下载电路在常规的STC串口电路基础上，在下载接口处接入5V电源，考虑到后续下载问题，为防止下载排线与下载接口连接错误导致MCU主控芯片烧坏现象，将5V电源设计在无心排线焊盘中心位置，达到保护电路的作用。
所述的MCU主控芯片通过参数设置电路与六个选码开关连接，实现对欠压脱扣/整定范围、欠压脱扣/延时时间、有压合闸/整定范围、有压合闸/延时时间、过压脱扣/整定范围、过压脱扣/延时时间的设置和更改。旋码开关相较于液晶显示屏，功耗低，耐久度高，操作简单方便，成本低。
所述的显示电路与六个指示灯连接，可实现对检有压合闸装置正常运行、欠压、有压、过压、合闸和报警不同运行状态的显示。
所述的主控电路还包括开关状态检测电路，开关状态检测电路与断路器的辅助触点连接，所述辅助触点安装于断路器内部，触点的通断状态与断路器的分合闸状态同步。
所述的主控电路还设置有模式选择开关，设有手动、自动、检修三种工作状态。
所述欠压控制电路与过压控制电路包括电阻R59,电阻R61,电阻R62,电阻R63,电阻R64,压敏电阻RV3,二极管D21,二极管D22,二极管D23，MOS管V2,MOS管V3,继电器K9;电阻R61一端与主控芯片连接，一端与电阻R62和MOS管V2栅极连接，电阻R62一端和MOS管V2漏极连接接地GND，MOS管V2源极与二极管D21阳极和继电器K9第1脚连接，二极管D21阴极与电阻R59一端和继电器K9第2脚连接，电阻R59另一端接5V电源供电，继电器K9第3脚与MOS管V3源极和二极管D22阳极连接，继电器K9第4脚与二极管D22阴极和电源308V连接供电，继电器K9第6、7脚与压敏电阻RV3一端连接并输出信号-QY_DO-B与欠压脱扣器一端连接，继电器K9第5、8脚与压敏电阻RV3另一端连接并输出信号+QY_DO-A与欠压脱扣器一端连接;电阻R63一端与主控芯片连接，一端与二极管D23、电阻R64和MOS管V3栅极连接，电阻R64一端与二极管D23另一端MOS管V3漏极连接接地GND，MOS管V3漏极接地SGND。
所述合闸控制电路包括电阻R53,电阻R54,电阻R51,压敏电阻RV2,二极管D14,二极管D15,MOS管V1,继电器K7;电阻R53一端与主控芯片连接，一端与电阻R54和MOS管V1栅极连接，电阻R54一端和MOS管V1漏极连接接地GND，MOS管V1源极与二极管D14阳极和继电器K7第1脚连接，二极管D14阴极与电阻R51一端和继电器K7第2脚连接，电阻R51另一端接5V电源供电，继电器K7第3、4脚电源+308V连接供电，继电器K7第5、8脚预留空置，继电器K7第7、8脚与二极管D15阳极和压敏电阻RV2一端连接并输出信号BH_DO-A与闭合电磁铁一端连接，二极管D15阴极与压敏电阻RV2另一端连接接地SGND并输出信号BH_DO-B与闭合电磁铁一端连接。
其中电压采样电路、开关状态检测电路与现有断路器的电压采样电路及开关状态检测电路相同，EMC电路为常规抗干扰电路，为现有技术，不再赘述。
主控电路对电压信号进行判断并下达控制命令，断路器处于合闸状态，当采样的电压小于欠压设定值或高于过压设定值时，主控电路的欠压控制电路、过压控制电路发出执行命令，使欠压脱扣器失电，断路器分闸；当电压恢复到有压合闸设定值时，欠压脱扣器在完成有压合闸延时时间后得电，同时合闸控制电路通过闭合电磁铁控制断路器合闸。
Claims (8)
1.一种模块化设计的电压保护和检有压合闸装置，其特征在于：它包括控制单元、闭合电磁铁、欠压脱扣器，控制单元作为外挂模块独立设置于断路器外部，断路器本体内部设置有欠压脱扣器、合闸电磁铁，控制单元设置有主控电路、电压采样电路；主控电路分别闭合电磁铁、欠压脱扣器连接，主控电路通过电压采样电路与断路器进线端连接；
上述的主控电路包括MCU主控芯片以及与MCU主控芯片连接的合闸控制电路、欠压控制电路、过压控制电路、程序下载电路、参数设置电路和显示电路；
电压采样电路通过EMC电路与断路器进线端连接，将断路器进线电压信号反馈至主控电路，MCU主控芯片通过合闸控制电路与闭合电磁铁连接，MCU主控芯片通过欠压控制电路、过压控制电路与欠压脱扣器连接。
2.根据权利要求1所述的模块化设计的电压保护和检有压合闸装置，其特征在于：合闸控制电路、欠压控制电路、过压控制电路设有继电器模组，负责将控制电路的电平控制信号转化为电路通断信号，继而控制断路器本体内的欠压脱扣器、闭合电磁铁实现断路器的脱扣与合闸功能。
3.根据权利要求2所述的模块化设计的电压保护和检有压合闸装置，其特征在于：欠压控制电路与过压控制电路通过继电器模组将低压微弱信号转换为脱扣器通断信号，实现对断路器的过压和欠压分闸功能；欠压控制电路、过压控制电路通过一个继电器模组将欠压信号和过压信号整合，通过一组输出信号来实现对断路器的分闸控制。
4.根据权利要求1所述的模块化设计的电压保护和检有压合闸装置，其特征在于：所述的主控电路设置有下载接口通过STC下载串口电路与主控芯片连接。
5.根据权利要求1所述的模块化设计的电压保护和检有压合闸装置，其特征在于：所述的程序下载电路接入5V电源。
6.根据权利要求1所述的模块化设计的电压保护和检有压合闸装置，其特征在于：所述的MCU主控芯片通过参数设置电路与六个选码开关连接，实现对欠压脱扣/整定范围、欠压脱扣/延时时间、有压合闸/整定范围、有压合闸/延时时间、过压脱扣/整定范围、过压脱扣/延时时间的设置和更改。
7.根据权利要求1所述的模块化设计的电压保护和检有压合闸装置，其特征在于：所述的显示电路与六个指示灯连接，可实现对检有压合闸装置正常运行、欠压、有压、过压、合闸和报警不同运行状态的显示。
8.根据权利要求1所述的模块化设计的电压保护和检有压合闸装置，其特征在于：所述的主控电路还包括开关状态检测电路，开关状态检测电路与断路器的辅助触点连接。
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