專(zhuān)利名稱(chēng)：交流多相帶零整流器及使用其的電源缺相監(jiān)視器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明為一種整流器及使用其的電源監(jiān)視器，它涉及到一種交流多相整流器及使用其的電源監(jiān)視器，特別涉及到一種交流多相帶零整流器及使用其電源缺相、缺零監(jiān)視器和電源語(yǔ)音提示器。
在現(xiàn)有技術(shù)中，對(duì)整流而言，工業(yè)上廣泛應(yīng)用的三相橋式整流的電路是從三相半波整流電路發(fā)展而來(lái)的，如果在三相整流中發(fā)生缺一相，一般電壓跌落40％左右，如果嚴(yán)重缺相(二相)，整流系統(tǒng)就無(wú)電壓輸出。以上二種情況的發(fā)生，對(duì)整流后級(jí)的直流電源沒(méi)有保證，還會(huì)造成事故的擴(kuò)大。對(duì)整流器的這種情況，人們似乎已習(xí)以為常，很少有人對(duì)整流器本身作更多的研究，往往將注意力集中到電源缺相保護(hù)，三相電氣設(shè)備保護(hù)或整流器保護(hù)，這方面的例子多得不可勝舉。如一種“整流器電路”的中國(guó)專(zhuān)利(申請(qǐng)?zhí)枮?8117571.6)公開(kāi)的就是整流器在電網(wǎng)、反相器等出故障時(shí)如何得到可靠保護(hù)；再如“三相電氣設(shè)備的保護(hù)方法及其電器自動(dòng)保護(hù)器”(申請(qǐng)?zhí)?3100791.9)，“三相電錯(cuò)相、缺相保護(hù)”(申請(qǐng)?zhí)枮?7214630.X)。當(dāng)然，這些專(zhuān)利對(duì)保護(hù)技術(shù)的發(fā)展都有不同程度啟迪和推動(dòng)作用。但經(jīng)過(guò)對(duì)他們的分析其結(jié)構(gòu)都顯得較為復(fù)雜。
本發(fā)明有如下幾個(gè)發(fā)明目的第一個(gè)目的就在于克服現(xiàn)有整流器的缺點(diǎn)，提供一種在嚴(yán)重缺相(二相)下尚可工作的交流多相帶零整流器；第二個(gè)目的就在于克服現(xiàn)有交流電源缺相、缺零保護(hù)的缺點(diǎn)，提供一種采用交流多相帶零整流器構(gòu)成的結(jié)構(gòu)較為簡(jiǎn)單的電源缺相、缺零監(jiān)視器；第三個(gè)目的就在于克服現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)，提供一種采用交流多相帶零整流器構(gòu)成的性能可靠，結(jié)構(gòu)較簡(jiǎn)單的三相電源的配電柜(箱)內(nèi)電源語(yǔ)音提示器。
本發(fā)明的目的是通過(guò)如下技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)的第一個(gè)目的是這樣實(shí)現(xiàn)的一種交流多相帶零整流器，包括分別以交流電源各相為單端輸入，而以共同正、負(fù)極為雙端輸出的各由二個(gè)極性相反二極管構(gòu)成的“相線(xiàn)”全波整流器，其特征在于在各“相線(xiàn)”整流器的共同輸出端的正、負(fù)極與零線(xiàn)之間設(shè)有二個(gè)極性相反的二極管構(gòu)成以零線(xiàn)為單端輸入的“零線(xiàn)”全波整流器。
上述整流器的特點(diǎn)還有各相線(xiàn)全波整流器的輸入端均設(shè)有平衡阻抗元件，它可以是電阻、電容或電感。
第二個(gè)目的是這樣實(shí)現(xiàn)的一種電源缺相、缺零監(jiān)視器，包括整流器及作為其負(fù)載的控制電路，其特征在于整流器為上述方案中所述的交流多相帶零整流器；上述監(jiān)視器的特征還有控制電路主要由三極管1T、2T，穩(wěn)壓管1DW、電阻1R、2R、3R和繼電器J(也可以負(fù)荷開(kāi)關(guān)擒縱機(jī)構(gòu)的吸合線(xiàn)圈)組成；1T、2T的發(fā)射極及2R的一端與整流器的負(fù)極相連，其集電極分別通過(guò)3R，繼電器J(可帶有保護(hù)二極管)及1R一端與整流器的正極相連，在1R、2R的連接點(diǎn)與1T的基極之間串接穩(wěn)壓管1DW，2T的基極直接與1T的集電極相連。
第三個(gè)目的是這樣實(shí)現(xiàn)的一種三相電源的配電柜(箱)內(nèi)電源語(yǔ)音提示器，包括整流電路及作為其負(fù)載的語(yǔ)音器，與門(mén)相連的行程開(kāi)關(guān)，其特征在于整流器為前述的一種交流多相帶零整流器；上述提示器的特征還有語(yǔ)音器主要由語(yǔ)音集成電路56030和信號(hào)放大集成電路586、喇叭構(gòu)成；56030及586按其標(biāo)準(zhǔn)接法接在整流器的正、負(fù)極兩端，56030的輸出端4腳與586的輸入端3腳之間接耦合電容5C，喇叭通過(guò)3C接586的輸出端5腳，行程開(kāi)關(guān)KY的兩端分別與56030的2腳及整流器的輸出電源正極相連。
對(duì)于第一個(gè)目的而言，由于交流多相帶零整流器中設(shè)有“零線(xiàn)”全波整流器，在多相(一般是三相四線(xiàn)制)供電系統(tǒng)中，充分利用零線(xiàn)的功能參與整流，經(jīng)實(shí)驗(yàn)證明，在發(fā)生缺一相電壓時(shí)，原來(lái)整流器輸出電壓跌落40％左右，現(xiàn)僅跌落11％左右，如發(fā)生嚴(yán)重缺相(二相)時(shí)，原整流器輸出的電壓為0，而現(xiàn)在跌落到35％左右，比原缺一相還好。由此可見(jiàn)，采用多相帶零參與整流，優(yōu)越性是十分明顯的，大大提高了整流后電壓的可靠性。
對(duì)于第二個(gè)目的而言，由于整流器及控制器使用的元件少，不僅結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單可靠，而它與現(xiàn)有技術(shù)相比，功能齊全，它不僅可以實(shí)現(xiàn)缺相監(jiān)視保護(hù)，也可實(shí)現(xiàn)斷零監(jiān)視保護(hù)，而現(xiàn)有技術(shù)有的僅實(shí)現(xiàn)缺相保護(hù)，有的僅實(shí)現(xiàn)斷零保護(hù)。
對(duì)于第三個(gè)目的而言，目前在電源管理上，存在不少問(wèn)題，對(duì)平時(shí)應(yīng)關(guān)閉的三相電源配電柜(箱)，由于工作人員的疏忽和其他原因，不能及時(shí)關(guān)閉而打開(kāi)著，由于電是人們的肉眼不能看到，人們往往會(huì)在帶電的配柜(箱)內(nèi)亂摸或工作不慎，造成誤觸電，目前雖有一些保護(hù)裝置，但在電源缺相時(shí)不能工作，而本發(fā)明利用交流多相帶零整流器的語(yǔ)音提示器，不受缺相、缺零的影響，當(dāng)三相電源配電柜(箱)打開(kāi)時(shí)，只要內(nèi)有正常回路電壓存在，該語(yǔ)音提示器就會(huì)進(jìn)行語(yǔ)音提示，引起人們注意，也提醒工作人員及時(shí)將門(mén)關(guān)閉。
下面結(jié)合附圖進(jìn)一步闡述本發(fā)明的具體實(shí)施。


圖1為本發(fā)明一種交流多相帶零整流器的電路結(jié)構(gòu)原理示意圖。
圖2為本發(fā)明一種使用交流多相帶零整流器的電源缺相、缺零監(jiān)視器的電路結(jié)構(gòu)原理示意圖。
圖3為本發(fā)明一種使用交流多相帶零整流器的三相電源配電柜(箱)內(nèi)電源語(yǔ)音提示器的電路結(jié)構(gòu)原理示意圖。
請(qǐng)參見(jiàn)圖1，以采用三相四線(xiàn)制交流電源為例，交流多相帶零整流器，包括分別以交流電源A、B、C三相為單端輸入，由1D、2D，1D’、2D’，1D″、2D″組成而以共同正、負(fù)極a、b為雙端輸出的“相線(xiàn)”全波整流器，其特征在于在上述各“相線(xiàn)”整流器的共同輸出端的正、負(fù)極a、b與零線(xiàn)N之間設(shè)有二個(gè)極性相反的二極管4D、3D構(gòu)成以零線(xiàn)N為輸入端的“零線(xiàn)”全波整流器。其中1D、1D＇、1D″、4D為共負(fù)極二極管，其接點(diǎn)a，為整流器的輸出正電源，2D、2D＇2D″、3D為共正極二極管，其接點(diǎn)b，為整流器的輸出負(fù)電源，負(fù)載CR接a、b之間。在交流電源A、B、C相與各“相線(xiàn)”整流器輸入頭之間分別設(shè)有平衡阻抗元件1Z、2Z、3Z，它們可為電阻、電容、電感。
下面結(jié)合圖1，再簡(jiǎn)略地介紹本整流器的工作情況我們從圖1中不難看出，由于三相四線(xiàn)制交流電源中，充分利用零線(xiàn)功能參與整流，使整個(gè)整流器變?yōu)橐环N很復(fù)雜的多個(gè)橋式全波整流器，精確分析其整流過(guò)程是非常復(fù)雜，對(duì)本發(fā)明來(lái)說(shuō)也沒(méi)必要，在此，僅為加深對(duì)本發(fā)明地理解，分以下幾種情況作示意性地說(shuō)明。
一、三相電壓正常帶零線(xiàn)整流假設(shè)在0至t1期間C相電壓為正、B相電壓為負(fù)，A相電壓雖也為正，但低于C相電壓。在這段期間內(nèi)C相電壓最高，B相電壓最低，因此在共負(fù)極組中二極管1D″和在共正極組中的2D＇導(dǎo)通，1D″導(dǎo)通后，又使1D、1D＇的負(fù)極電位近似等于C點(diǎn)電位，故1D、1D＇截止。另一方面2D＇導(dǎo)通后，又使2D、2D″的正極電位接近B點(diǎn)電位，故也截止。其電流通路由C→3Z→1D″→a→CR→b-2D′→2Z→B。
在t1至t2期間，A相電位最高，B相電位仍然最低，故1D和2D′導(dǎo)通，其余2D、2D″、 1D″、 1D′截止，電流通路為A→1Z→1D→a→CR→b→2D′→2Z→B。其它分析類(lèi)推。
注三相四線(xiàn)都參與整流，約有3.2％左右的電流是通過(guò)3D，4D至N零線(xiàn)通過(guò)的，這3.2％左右的電流通過(guò)3D、4D至N零線(xiàn)是在1D、2D、1D′、2D′、1D″、2D″在導(dǎo)通與截止交換時(shí)產(chǎn)生的，因?yàn)榇藭r(shí)N零線(xiàn)的電位比1D、2D、1D′、2D′、1D″、2D″在導(dǎo)通與截止交換時(shí)更高或更低。
二、缺相1.缺一相帶零整流(假設(shè)缺A相)假設(shè)在0至t1期間C相電壓為正，B相電壓為負(fù)，A相電壓為零。在0-t1這段時(shí)間內(nèi)C相電位最高，B相電位最低，因此共負(fù)極組中1D″和共正極組中的2D′導(dǎo)通。1D″導(dǎo)通后，又使1D、1D′的負(fù)極電位近似等于C點(diǎn)電位，故1D、1D′截止。另一方面2D′導(dǎo)通后，又使2D、2D″的正極電位接近B點(diǎn)電位，故也截止。其電流通路為C→3Z→1D″→a→CR→b→2D′→2Z→B。
在t1至t2期間，原應(yīng)A相參于整流，但A相缺相，此時(shí)C相電位還處在高電位，B相處在低電位，因此C相繼續(xù)完成整流過(guò)程，但在C相和B相都處在低電位時(shí)，這時(shí)產(chǎn)生一個(gè)整流空間。
在t2至t3期間，B相電位已處在高電位，C相還在低電位，因此共負(fù)極組中的1D′和共正極組中2D″導(dǎo)通，其余截止，電流通路為B→2Z→1D′→a→CR→b→2D″→3Z→C。
2.缺二相帶零整流(假設(shè)缺B、C項(xiàng))這時(shí)整流器可視為一個(gè)橋式全波整流器。
正半周A→1Z→1D→a→CR→b→3D→N。
負(fù)半周N→4D→a→CR→b→2D→1Z→A回電源端。
這就清楚的表明在零線(xiàn)參與整流時(shí)，即使在缺二相電壓時(shí)，整流器還是有電壓輸出。使整流器尚可工作。
請(qǐng)參見(jiàn)圖2，一種電源缺相、缺零監(jiān)視器，包括交流多相帶零整流器1和控制器3，其中控制電路3主要由三極管1T、2T，穩(wěn)壓管1DW、電阻1R、2R、3R和繼電器J(也可以負(fù)荷開(kāi)關(guān)擒縱機(jī)構(gòu)的吸合線(xiàn)圈)組成，1T、2T的發(fā)射極及2R的一端與整流器的負(fù)極b相連，其集電極分別通過(guò)3R，繼電器J(可帶有保護(hù)二極管)及1R的一端與整流器的正極a相連，在1R、2R的連接端與1T的基極之間設(shè)穩(wěn)壓管1DW，2T的基極與1T的集電極直接相連。其工作原理大致如下當(dāng)交流電源各相電壓及零線(xiàn)正常時(shí)，交流多相零帶整流器輸出電壓正常，這時(shí)2R調(diào)正電位器二端電壓較高，大于穩(wěn)壓管1DW的閥值電壓，使三極管1T始終處在深導(dǎo)通狀態(tài)，鉗住三極管2T處在截止?fàn)顟B(tài)，繼電器J沒(méi)有電流回路，不能動(dòng)作。一旦發(fā)生缺相或缺零，這時(shí)交流多相帶零整流器雖仍有電壓輸出，但它發(fā)生較大變化，這時(shí)使2R調(diào)正電位器的二端電壓小于穩(wěn)壓管1DW的閥值電壓，使三極管1T由原來(lái)深導(dǎo)通變?yōu)榻刂範(fàn)顟B(tài)，三極管2T由截止轉(zhuǎn)為深導(dǎo)通狀態(tài)，繼電器J通過(guò)回路電流動(dòng)作，如果此時(shí)作為監(jiān)視用，僅發(fā)信號(hào)和接通其它電路，繼電器J接點(diǎn)閉合，向值班室或指揮部門(mén)發(fā)出信號(hào)或接通其它電路。如果此時(shí)作為保護(hù)用，并安裝在負(fù)荷開(kāi)關(guān)中，繼電器J就是負(fù)荷開(kāi)關(guān)擒縱機(jī)構(gòu)中的吸合線(xiàn)圈，由于負(fù)荷開(kāi)關(guān)擒縱機(jī)構(gòu)吸合線(xiàn)圈通過(guò)回路電流使負(fù)荷開(kāi)關(guān)動(dòng)作，拉開(kāi)電源。
交流多相帶零整流器以及采用該整流器的電源缺相、缺零監(jiān)視器，既可作獨(dú)立產(chǎn)品廣泛應(yīng)用，也可作為一種技術(shù)廣泛應(yīng)用到三相電氣或三相四線(xiàn)制電氣設(shè)備中，換個(gè)角度來(lái)說(shuō)，它就是一種電源缺相、缺零保護(hù)或三相電氣設(shè)備保護(hù)電路，作為產(chǎn)品實(shí)施時(shí)，它可實(shí)施為二種產(chǎn)品，也可實(shí)施具有整流功能又有保護(hù)功能的一種產(chǎn)品，可以用分立元件來(lái)實(shí)施，也可實(shí)施為一種集成元件，甚至可以直接加工在負(fù)荷開(kāi)關(guān)內(nèi)與它組成一個(gè)整件，因此，本發(fā)明所公開(kāi)的技術(shù)方案，不受具體的實(shí)施載體所限制和具體名稱(chēng)之限。
參見(jiàn)圖3，一種三相電源的配電柜(箱)內(nèi)電源語(yǔ)音提示器，包括交流多相帶零整流器1和語(yǔ)音器2，以及與門(mén)相連的行程開(kāi)關(guān)KY。語(yǔ)音器2主要包括語(yǔ)音集成電路56030和信號(hào)放大集成電路586、喇叭；56030及586按標(biāo)準(zhǔn)接法接在整流器正負(fù)極a、b兩端，56030的輸出4腳與586的輸入腳3之間接有耦合電容5C，喇叭通過(guò)3C接在586的輸出端5腳與負(fù)極之間，行程開(kāi)關(guān)KY的兩端分別與56030的2腳與整流器的正極相連。圖3中其他元件1R、2R、3R、4R、5R、1C、2C、4C及DW的連接關(guān)系已標(biāo)明，在此不一一贅述，其工作原理大致如下當(dāng)配電箱(柜)門(mén)關(guān)閉時(shí)，行程開(kāi)關(guān)KY接點(diǎn)被打開(kāi)，語(yǔ)音集成塊2腳失電，語(yǔ)音系統(tǒng)處在等待狀態(tài)。當(dāng)門(mén)被意外打開(kāi)，行程開(kāi)關(guān)KY接點(diǎn)閉合，語(yǔ)音集成電路2腳接正電源，語(yǔ)音集成電路4腳通過(guò)5C，把語(yǔ)音信號(hào)耦合到信號(hào)放大集成電路586放大，把音量輸送到喇叭，進(jìn)行語(yǔ)音提示，直到配電門(mén)關(guān)閉。
權(quán)利要求
1.一種交流多相帶零整流器，包括分別以交流電源各相為單端，而以共同正、負(fù)極為雙端輸出的各由二個(gè)極性相反二極管構(gòu)成的“相線(xiàn)”全波整流器，其特征在于在各“相線(xiàn)”整流器的共同輸出端的正、負(fù)極與零線(xiàn)之間設(shè)有二個(gè)極性相反的二極管構(gòu)成以零線(xiàn)為單端輸入的“零線(xiàn)”全波整流器；
2.如權(quán)利要求1所述的整流器，其特征在于各相線(xiàn)全波整流器的輸入端均設(shè)平衡阻抗，它可以是電阻、電容或電感；
3.一種電源缺相(零)監(jiān)視器，包括整流器及作為其負(fù)載的控制電路，其特征在于整流器為權(quán)利要求1、2所述的交流多相帶零整流器；
4.如權(quán)利要求3所述的監(jiān)視器，其特征在于控制電路主要由三極管1T、2T，穩(wěn)壓管1DW，電阻1R、2R、3R和繼電器J組成；1T、2T的發(fā)射極及2R的一端與整流器的負(fù)極相連，其集電極分別通過(guò)3R，繼電器J(可帶保護(hù)二極管)及1R的一端與整流器的正極相連，在1R、2R的連接點(diǎn)與1T的基極之間串接穩(wěn)壓管1DW，2T的基極與1T的集電極相連；
5.一種三相電源的配電柜(箱)內(nèi)電源語(yǔ)音提示器，包括整流器及作為其負(fù)載的語(yǔ)音器，與門(mén)相連的行程開(kāi)關(guān)，其特征在于整流器為權(quán)利要求1、2所述的交流多相帶零整流器；
6.如權(quán)利要求5所述的提示器，其特征在于語(yǔ)音器主要由語(yǔ)音集成電路56030、信號(hào)放大集成電路586、喇叭構(gòu)成；56030及586按其標(biāo)準(zhǔn)接法接在整流器的正、負(fù)極兩端，56030的輸出端4腳與586的輸入端3腳之間設(shè)耦合電容5C，喇叭通過(guò)3C接586的輸出端5腳，行程開(kāi)關(guān)KY的兩端分別56030的2腳及整流器的輸出電源正極相連。
全文摘要
一種交流多相帶零整流器,由于設(shè)有“零線(xiàn)”全波整流器,在三相四線(xiàn)制供電系統(tǒng)中,充分利用零線(xiàn)的功能參與整流,即使在嚴(yán)重缺相時(shí),還有整流電壓輸出,大大提高了整流器的可靠性。利用其制成的三相電源缺相、缺零監(jiān)控器,既可實(shí)現(xiàn)缺相監(jiān)視保護(hù),也可實(shí)現(xiàn)缺零監(jiān)視保護(hù),它既可作為獨(dú)立產(chǎn)品廣泛應(yīng)用,也可作為一種技術(shù)廣泛應(yīng)用到三相電氣設(shè)備保護(hù)中。以它制成的三相電源配電柜(箱)中的電源語(yǔ)言提示器不受缺相,缺零影響,工作安全可靠。
文檔編號(hào)G01R19/10GK1264956SQ00111950
公開(kāi)日2000年8月30日 申請(qǐng)日期2000年3月10日 優(yōu)先權(quán)日2000年3月10日
發(fā)明者姬金富, 張友生, 陳永兵 申請(qǐng)人:姬金富