CN2720596Y - 三相交流动态开关 - Google Patents

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本实用新型涉及一种三相交流动态开关，它包括主回路、微处理器控制电路、晶闸管触发电路、磁保持继电器控制电路及零电压检测电路，所述主回路是一个三相开关组件，其中两相开关组件由晶闸管和磁保持继电器并接而成，另一相开关组件由磁保持继电器单独构成。本实用新型用微处理器控制带磁保持继电器的三相开关组件的动作时序，能够在零电压下导通、在零电流下断开、不产生电弧，应用更加广泛；在导通时由磁保持继电器承载，无功耗；主回路的三相开关组件其中一相只由磁保持继电器单独构成，省去一个晶闸管，使开关故障率更低，体积更小，而且降低了成本。

Description

三相交流动态开关
技术领域
本实用新型涉及一种三相交流动态开关，特别是涉及一种用微处理器控制的三相交流动态开关。
背景技术
三相交流开关是普遍应用于配电设备中的一种快速响应的开关装置。通常采用晶闸管作为开关元件。由于晶闸管在导通时有1～2V的管压降，使之发热，需附加大体积的散热装置，并有较大的功耗。随着技术的进步，市场上出现了微处理器控制的交流复合开关，它包括主回路，微处理器控制电路、晶闸管触发电路、继电器控制电路及零电压检测电路，其中，主回路每一相均是由晶闸管和继电器并联组成，采用微处理器控制也能避免在开关通断时产生冲击，但是主回路中每一相均并联有一个晶闸管，使之体积大、故障率相对增加、可靠性降低，且生产成本高。近年来出现的磁保持继电器具有体积小、承载能力强、性能稳定等突出优点，因而成为重要的开关元件，在电力仪表中广泛使用，但由于磁保持继电器内部无灭弧装置、开关通断时产生的电弧会造成触点损坏而影响其可靠性，使之无法用于通断感性及容性负载，应用范围受到限制。
发明内容
本实用新型旨在解决上述问题，而提供一种电器元件相对减少、故障率更低、工作更加可靠、体积更小、成本更低、应用更加广泛的用微处理器控制的三相交流动态开关。
为达到上述目的，本实用新型提供一种三相交流动态开关，它包括主回路、微处理器控制电路、晶闸管触发电路及零电压检测电路，其特征在于，它还设有一个磁保持继电器控制电路，所述主回路是一个三相开关组件，其中，第一相开关组件由晶闸管和磁保持继电器并接而成，第二相开关组件由晶闸管和磁保持继电器并接而成，第三相开关组件由磁保持继电器单独构成。
所述微处理器控制电路分别通过晶闸管触发电路和磁保持继电器控制电路与主回路连接，主回路的每相开关组件与微处理器控制电路之间各接有一个零电压检测电路。
所述磁保持继电器控制电路是在磁保持继电器与微处理器之间接有功率推动器而构成。
所述的每个零电压检测电路16由光电耦合器161和分别串接在其输入端和输出端的电阻R2、R1组成，零电压检测电路16经电阻R2与电源正极连接，并经电阻R1并接与晶闸管两端。
本实用新型涉及的三相交流动态开关工作时，由零电压检测电路检测各相开关组件两端的电压，当该电压过零时，对应控制信号产生跳变，由跳变沿获取中断信号，微处理器据此中断信号控制主回路的各相开关组件通断时序：接通时首先接通由磁保持继电器单独构成的开关组件，再接通其它两相开关组件，分断时则先分断由磁保持继电器和晶闸管并联构成的两相开关组件、最后分断由磁保持继电器单独构成的开关组件。从而实现在零电压时导通晶闸管、在零电流时分断磁保持继电器的开关动作，根据“接点在无电流状态下通断不会产生电弧的原理”，不会产生电弧。
本实用新型的三相交流动态开关积极效果在于，用微处理器控制带磁保持继电器的三相开关组件的动作时序，能够在零电压下导通、在零电流下断开、不产生电弧，应用更加广泛；在导通时由磁保持继电器承载，无功耗；主回路的三相开关组件其中一相只由磁保持继电器单独构成，由于省去一个晶闸管，使开关故障率更低，体积更小，而且降低了成本。
附图说明
图1是本实用新型的电路框图。
图2是本实用新型的主回路电路图。
图3是本实用新型的零电压检测电路原理图。
图4是本实用新型的零电压检测波形图。
图5是本实用新型的本实用新型的导通/断开时序控制过程图。
图6是本实用新型的外形示意图，图6A是本实用新型的外形主视图，
图6B是本实用新型的外形侧视图。
具体实施方式
图6示出了本实用新型的外形，其中，图6A是本实用新型的外形主视图，图6B是本实用新型的外形侧视图，由于电路10设置在机盒的内部，所以图中只看到本实用新型的机盒20，如图所示，机盒上设有输入接线座21及输出接线座22，以及用来固定开关的固定位。
本实用新型电路10如图1所示，它包括主回路12、微处理器控制电路13、晶闸管触发电路14、磁保持继电器控制电路15及零电压检测电路16，上述电路设于机盒20内的电路板上。其中，主回路结构如图2所示，该主回路12是一组三相开关组件，第一相开关组件121为晶闸管1211和磁保持继电器1212相并联组成，第二相开关组件122为晶闸管1221和磁保持继电器1222相并联组成，第三相开关组件123由磁保持继电器1231单独构成，这三相开关组件并无实质上的顺序，可以互换。三相开关组件的一端接三相交流电源、另一端接三相交流负载30，本实用新型的三相交流动态开关即控制三相交流负载30与三相交流电源之间的通断。
主回路12的每一相开关组件的两端分别并联有一个零电压检测电路16，检测各相开关组件两端的电压Uv，如图3所示，零电压检测电路16由光电耦合器161和电阻连接而成，其输入端串联电阻R1后并接于晶闸管两端，输出端经电阻R2接电源端，图中，V+是零电压检测电路的工作电源的正极，由开关内部电源提供，零电压检测电路16的输出端与微处理器控制电路连接，工作时向微处理器输出信号UT。
微处理器控制电路13分别通过晶闸管触发电路14和磁保持继电器控制电路15与主回路12连接。微处理器控制电路由通用的微处理器构成，可以采用美国英特尔公司的8972051芯片，也可以采用市售的其它芯片，芯片内设有预先编制的控制程序，微处理器的工作由外加控制信号启动。晶闸管触发电路14可采用现有技术中通用的晶闸管触发电路，各相开关组件的晶闸管与微处理器之间均串连有晶闸管触发电路，磁保持继电器控制电路15由现有技术中通用的功率推动器构成，各相开关组件的磁保持继电器与微处理器之间均串连有功率推动器。晶闸管触发电路14和磁保持控制电路15在微处理器的信号控制下触发晶闸管或控制磁保持继电器。
对微处理器控制电路13施加外加控制信号，微处理器开始工作，零电压检测电路16检测各相开关组件两端的电压UV，图4示出了本实用新型的零电压检测波形图，从图4中可见，当电压Uv过零时，对应控制信号UT产生跳变。零电压检测电路16就由该跳变沿获取中断信号，并将中断信号发给微处理器控制电路13，微处理器据此开始进行控制，下面结合图5详细描述微处理器对磁保持继电器和晶闸管进行控制、从而实现零电压导通晶闸管、零电流分断磁保持继电器的具体过程，图5左侧部分表示接通过程，右侧部分表示分断过程。
接通时，在t时间内，微处理器控制电路13发出接通信号电压UC，磁保持继电器控制电路15对磁保持继电器1231加控制信号Uk3，磁保持继电器1231导通，tJ时间后Uk3停止，此时只有一相电流接通不够成回路，磁保持继电器1231无电流通过。延时至t2时，微处理器控制电路13控制晶闸管触发电路14对晶闸管1211、晶闸管1221加触发信号，使晶闸管在零电压时导通，这种状态下导通不会产生冲击电流。同样，再延时至t3时，对磁保持继电器1212、1222加控制信号Uk1、Uk2，磁保持继电器1212、1222导通短接晶闸管1211、1221，tJ时间后Uk1、Uk2停止，负载电流全部移至磁保持继电器1212、1222、1231触头承载，完成接通动作。
分断时，在t4时间，微处理器控制电路13通过磁保持继电器控制电路15对磁保持继电器1212、1222加反向控制信号Uk1、Uk2使磁保持继电器1212、1222分断，tJ时间后，Uk1、Uk2停止。原由磁保持继电器1212、1222承载负荷电流立即分别转移到晶闸管1211、1221承载，磁保持继电器不直接断开电流，触头间不会产生电弧。延时至t5时，停止晶闸管1211、1221的触发信号，晶闸管1211、1221在零电流时关断，关断时三相均无电流。再延时至t6时，对磁保持继电器1231加反向控制信号Uk3，使磁保持继电器1231在无电流状态下分断，完成分断动作。

Claims (4)

1、一种三相交流动态开关，它包括主回路(12)、微处理器控制电路(13)、晶闸管触发电路(14)及零电压检测电路(16)，其特征在于，它还设有一个磁保持继电器控制电路(15)，所述主回路(12)是一个三相开关组件，其中，第一相开关组件(121)由晶闸管(1211)和磁保持继电器(1212)并接而成，第二相开关组件(122)由晶闸管(1221)和磁保持继电器(1222)并接而成，第三相开关组件(123)由磁保持继电器(1231)单独构成。
2、根据权利要求1所述的三相交流动态开关，其特征在于，所述微处理器控制电路(13)分别通过晶闸管触发电路(14)和磁保持继电器控制电路(15)与主回路(12)连接，主回路(12)的每相开关组件与微处理器控制电路(13)之间各接有一个零电压检测电路(16)。
3、根据权利要求2所述的三相交流动态开关，其特征在于，所述磁保持继电器控制电路(15)是在磁保持继电器与微处理器之间接有功率推动器而构成。
4、根据权利要求2所述的三相交流动态开关，其特征在于，所述的每个零电压检测电路(16)由光电耦合器(161)和分别串接在其输入端和输出端的电阻R2、R1组成，零电压检测电路(16)经电阻R2与电源正极连接，并经电阻R1并接与晶闸管两端。
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