一种低功耗且适用于三相电源的欠压脱扣器制造技术

本发明专利技术涉及一种低功耗且适用于三相电源的欠压脱扣器，包括：电磁铁线圈、衔铁、整流电路、降压电路、继电器、线电压检测模块、取样电路、主控模块，存储有额定电压Ue和强启动的电压值，用于采集所述各线电压检测模块的输出电压及电压周期以计算出所述三相电源的各线电压有效字，当所述三相电源的各线电压有效值同时达到额定电压Ue的80%，且取样电路的取样电压达到所述强启动的电压值时，先控制所述常开触点闭合，后控制所述开关电路导通，待所述衔铁吸合后，再控制所述常开触点断开；若任一线电压有效值低于额定电压Ue的50%时，则控制所述开关电路断开。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种低功耗且适用于三相电源的欠压脱扣器。
技术介绍
欠压脱扣器是断路器，尤 其是框架式断路器的重要元件之一。欠电压脱扣器是在它的端电压降至某一规定范围时，使断路器有延时或无延时断开的一种脱扣器，当电源电压下降(甚至缓慢下降)到额定工作电压的70%至35%范围内，欠电压脱扣器应动作(脱扣器线圈失电，线圈内活动衔铁有复位弹簧顶出一脱扣)，欠电压脱扣器在电源电压等于脱扣器额定工作电压的35%时，欠电压脱扣器应能防止断路器闭合；电源电压等于或大于85%欠电压脱扣器的额定工作电压时，在热态条件下，应能保证断路器可靠闭合(脱扣器线圈得电，线圈内活动衔铁有线圈电磁力克服弹簧力吸入并保持一定力矩一 “吸合”，为断路器可靠合闸提供条件)。欠压脱扣的本质，是防止断路器下级电器设备工作在欠压状态下电流过大后，电器设备自身发热加重的有效措施。参考上述原则，现有的欠压脱扣器，多半为单相电源工作方式。三相电路中的一体化的欠压脱扣器，还未见有较为成熟的欠压脱扣器方案与产品出现。而且现有的欠压脱扣器，电路设计多半较为简单或不完善，在干扰较为严重的场合，尤其是中频使用场合附近的断路器，其中的欠压脱扣器常常受到中频干扰而误动作。或者在船用发电机频率变化的场合，因频率变化导致欠压脱扣器误动作。欠压脱扣器的误动作，造成了断路器的误分闸。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是提供一种快速启动，低功耗的适用于三相电源的欠压脱扣器。为解决上述技术问题，本专利技术提供一种低功耗且适用于三相电源的欠压脱扣器，包括电磁铁线圈、由所述电磁铁线圈控制的衔铁；整流电路，其输入端与三相电源中的任一线电压相连；降压电路，其输入端与所述整流电路的正输出端相连、其输出端与所述电磁铁线圈的电流输入端相连，用于提供维持衔铁吸合的电压；继电器，其一对常开触点分别与所述整流电路的输出端和所述电磁铁线圈的电流输入端相连；开关电路，所述电磁铁线圈的电流输出端与该开关电路的输入端相连；线电压检测模块，设于所述三相电源的输出端，用于检测至少两组线电压；取样电路，用于检测所述整流电路的输出电压；主控模块，存储有额定电压Ue和强启动的电压值，用于采集所述各线电压检测模块的输出电压以计算出所述三相电源的各线电压有效字，当所述三相电源的各线电压有效值同时达到额定电压Ue的80%，且取样电路的取样电压达到所述强启动的电压值时，先控制所述常开触点闭合，后控制所述开关电路导通，待所述衔铁吸合后，再控制所述常开触点断开；若任一线电压有效值低于额定电压Ue的50%时，则控制所述开关电路断开。进一步，所述主控模块还用于根据采集所述各线电压检测模块的输出电压的上升沿或下降沿获得所述三相电源的线电压的频率或周期，以计算出所述三相电源的各线电压有效值。本专利技术先通过所述主控模块检测线电压检测模块路输出的采样的电压值和周期，以得到外网(即三相电源)的准确的线电压有效值，能更加准确的判断外网的线电压的有效值是否达到额定电压Ue的80%，所以该脱扣器也非常适合运用到不同频率的场合，特别适合频率为20Hz 65Hz的交流电压。所以还能解决第二个技术问题是提供一种抗谐波且适用于多频率三相电源的欠 压脱扣器。进一步，为了更有效的降低所述电磁铁线圈短路时的电流，避免电路烧毁，在所述整流电路的输入端设一降压电容CK，所述降压电容CK的容抗使短路电流更小。进一步，为了更好的避免电网中的谐波对脱扣器的干扰，在所述整流电路的输入端设一 EMC (electromagnetic compatibility)电源滤波器。EMC电源滤波器,又名“电磁兼容性滤波器”，主要用于仪器仪表、自动化控制系统中，用来抑制和消除工业自动化系统现场的强电磁干扰和电火花干扰，勘正现场仪器仪表，保证自动化控制系统的安全可靠运行进一步，为了使所述电磁线圈获得高压，在所述降压电路输入端设一强启动电容Cl，充电电压为输入交流电压的倍(约为电磁铁线圈额定工作电压的3-5倍)。开关电路接通瞬间，储能电容Cl上电荷全部通过电磁线圈释放，达到“强启动”吸合之目的。为了避免外围电网对弱电信号的干扰，所述线电压检测模块，包括与线电压相连的降压电路，与降压电路输出端相连的光电耦合器，所述光耦电路的输出端与所述主控模块相连。所述主控模块可以是任何型号的单片机(MCU)、片上系统(S0C)、CPLD、FPGA或ARM及 DSP。进一步，为了在需要延时脱扣的场合使用，所述主控模块为一单片机电路，其包括与单片机相连的适于设定控制所述开关电路延时断开时间的BCD拨码开关。进一步，所述主控模块、开关电路、继电器的电源部分都由所述降压电路提供。进一步，为了防止VH电压的倒灌，另一方面阻止所述常开触点断开瞬间所述电磁铁线圈产生的反电势，保护降压电路。所述欠压脱扣器还包括，一二极管D2，所述二极管D2的阳极与所述降压电路的输出端相连，其阴极与所述电磁铁线圈输入端相连。一种抗谐波、多频率且适用于三相电源的欠压脱扣器的工作方法，包括①当所述欠压脱扣器接入三相电源后，所述主控模块通过线电压检测模块检测并计算所述三相电源的各线电压的有效值；②当所述的各线电压同时达到所述的额定电压Ue的80%后，所述主控模块对所述整流电路的输出电压进行取样采集，若该输出电压达到所述强启动的电压值时，所述主控模块先控制继电器的连接于所述整流电路的输出端和电磁铁线圈的电流输入端之间的常开触点闭合，再控制与所述电磁铁线圈的电流输出端相连的开关电路导通，以使所述电磁铁线圈得电，即衔铁吸合；然后，控制所述常开触点断开，即仅由所述降压电路提供维持所述衔铁吸合的电压；③当任一线电压低于所述的额定电压Ue的50%时，所述主控模块控制所述开关电路断开，以使所述电磁铁线圈失电，即衔铁弹出。进一步，判断所述电磁铁线圈接入的方法，包括A :当所述线电压正常时，若所述取样电压不等于所述维持衔铁吸合的电压值时，则所述主控模块控制开关电路断开；B:当所述取样电压恢复到所述强启动的电压值，则所述主控模块产生一控制所述开关电路导通，以检测所述电磁铁线圈是否接入的脉冲信号；C当所述取样电压下 降，则判断所述电磁铁线圈已接入，等待所述取样电压到所述强启动的电压值时，所述主控模块则控制所述开关电路导通以使所述电磁铁线圈得电。本专利技术具有以下优点(1)通过降压电路控制继电器进行启动和维持电压切换，克服了现有欠压脱扣器正常工作时线圈发热量大的问题；通过接入的强启动电容Cl，克服了启动力矩小、常有不吸合现象、并使电路设计简单；(2)通过线电压检测模块，同时检测两组线电压，得到三条相线的电压值，并通过单片机来判断输入电压是否达到额定电压的80%，通过检测强启动电压来使脱扣器工作于三相电源，解决了现有欠压脱扣器不能在三相电源下工作等的技术问题；(3)采用单片机来进行欠压控制，能有效的降低功耗；(4)采用的线电压检测模块，其通过光电耦合来实现SA、SB信号的采集，电路简单，隔离效果好；(5)通过单片机及线电压检测模块对电网频率的检测，进一步得到准确的有效值，能保证衔铁吸合达到足够的额定电压，而且拓宽了脱扣器的使用场合；(6)对电网频率的采集能有效的去掉电网中谐波的干扰，与EMC双向滤波电源滤波器配合，更能有效的避免电网中的谐波干扰。附图说明为了使本专利技术本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种欠压脱扣器，包括：电磁铁线圈（3）、由所述电磁铁线圈（3）控制的衔铁；其特征在于还包括：整流电路（1），其输入端与三相电源中的任一线电压相连；降压电路（2），其输入端与所述整流电路（1）的正输出端相连、其输出端与所述电磁铁线圈（3）的电流输入端相连，用于提供维持衔铁吸合的电压；继电器（4），其一对常开触点分别与所述整流电路（1）的输出端和所述电磁铁线圈（3）的电流输入端相连；开关电路（7），所述电磁铁线圈（3）的电流输出端与该开关电路（7）的输入端相连；线电压检测模块，设于所述三相电源的输出端，用于检测至少两组线电压；？取样电路（5），用于检测所述整流电路（1）的输出电压；主控模块（8），存储有额定电压Ue和强启动的电压值，用于采集所述各线电压检测模块（6）的输出电压以计算出所述三相电源的各线电压有效值，当所述三相电源的各线电压有效值同时达到额定电压Ue的80%，且取样电路（5）的取样电压达到所述强启动的电压值时，先控制所述常开触点闭合，后控制所述开关电路（7）导通，待所述衔铁吸合后，再控制所述常开触点断开；若任一线电压有效值低于额定电压Ue的50%时，则控制所述开关电路（7）断开。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：吴志祥，高波，
申请(专利权)人：常州工学院，
类型：发明
国别省市：