專利名稱：一種繼電器小電壓控制裝置和方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及電子控制技術(shù)，具體地說(shuō)是一種繼電器小電壓控制裝置和方法。
背景技術(shù)：
常用的電磁繼電器是向電磁線圈加電使銜鐵吸合，并帶動(dòng)動(dòng)觸點(diǎn)與靜觸點(diǎn)閉合， 反之則反。一般繼電器常用于對(duì)交流電源進(jìn)行開(kāi)關(guān)繼電，當(dāng)繼電器觸點(diǎn)在大電流進(jìn)行開(kāi)關(guān)動(dòng) 作時(shí)將容易造成觸點(diǎn)的電弧燒蝕，且造成較大的電磁波干擾，還會(huì)使電器設(shè)備因大的沖擊 電流而損壞，這是目前繼電器使用存在的問(wèn)題?，F(xiàn)有技術(shù)中解決方法之一由下述專利文獻(xiàn)提出中國(guó)專利申請(qǐng)?zhí)柺?200910053005. X，名稱為電磁繼電器過(guò)零開(kāi)關(guān)方法及電路。該技術(shù)方案的不足是每次都要 對(duì)繼電器吸合時(shí)間點(diǎn)是否為交流電壓零點(diǎn)進(jìn)行檢查并進(jìn)行誤差修正，尤其不適合電源功率 因數(shù)補(bǔ)償電容器的繼電器控制，另外繼電器斷開(kāi)時(shí)的最好時(shí)刻不是零交流電壓點(diǎn)，而是最 小電流點(diǎn)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是克服現(xiàn)有技術(shù)方案的不足而提供一種繼電器小電壓控制裝置和方法。見(jiàn)圖1，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案，一種繼電器小電壓控制裝置，包括控制模塊，包 括分別與所述控制模塊連接的繼電器觸點(diǎn)電壓采樣模塊、繼電器、控制輸入端，其特征在于 還包括連接所述控制模塊的繼電器觸點(diǎn)電流采樣模塊。所述一種繼電器小電壓控制裝置，其特征在于控制模塊包括當(dāng)吸合驅(qū)動(dòng)信號(hào)出現(xiàn) 時(shí)，根據(jù)檢測(cè)繼電器觸點(diǎn)電壓波形周期的最小電壓(絕對(duì)值、下同)時(shí)刻，并在所述觸點(diǎn)的 最小電壓時(shí)刻或后1至η個(gè)周期附近時(shí)刻(例如士2mS、下同)閉合繼電器觸點(diǎn)的裝置；包 括當(dāng)斷開(kāi)驅(qū)動(dòng)信號(hào)出現(xiàn)時(shí)，根據(jù)檢測(cè)到的繼電器觸點(diǎn)電流波形周期的最小電流時(shí)刻，并在 所述最小電流時(shí)刻或后1至η個(gè)周期附近時(shí)刻(例如士2mS、下同)斷開(kāi)繼電器觸點(diǎn)的裝 置。所述一種繼電器小電壓控制裝置，預(yù)先分別設(shè)定了繼電器提前加電或斷電時(shí)間 值，其特征在于所述控制模塊還包括所述繼電器控制裝置根據(jù)繼電器動(dòng)作時(shí)間提前對(duì)所述 繼電器加電和斷電的裝置。說(shuō)明以最小電壓/電流值時(shí)刻為基準(zhǔn)，將電源周期T時(shí)間減去 提前加電或斷電時(shí)間(例如20mS-5mS = 15mS)進(jìn)行時(shí)延后，再對(duì)繼電器進(jìn)行加電或斷電操作。所述一種繼電器小電壓控制裝置，預(yù)先設(shè)定了電流差門限值(例如0. 01A-100A, 或0. 1A)，其特征在于所述斷電裝置還包括檢測(cè)所述繼電器觸點(diǎn)(提前斷電時(shí))的電流值并 暫存，當(dāng)要斷電前所述繼電器觸點(diǎn)的電流與前1周期相應(yīng)時(shí)刻的電流值相差大于所述電流 差門限值時(shí)返回B裝置的裝置。說(shuō)明用于對(duì)負(fù)荷電流突發(fā)變化進(jìn)行重新處理，有利于對(duì)繼電器觸點(diǎn)的保護(hù)。所述一種繼電器小電壓控制裝置，且負(fù)載為電源功率因數(shù)補(bǔ)償電容器，其特征在 于還包括連接電源和所述電容器的整流充電(或放電、下同)模塊。當(dāng)繼電器的負(fù)載為電源功率因數(shù)補(bǔ)償電容器時(shí)，由于正弦波的過(guò)零點(diǎn)電壓變化率 最大，此時(shí)刻不適合作電容器負(fù)載切換，而應(yīng)選定在電壓波型的峰點(diǎn)(或谷點(diǎn)、下同)附近 (例如士2mS)時(shí)間實(shí)現(xiàn)繼電器觸點(diǎn)閉合，增設(shè)整流充電模塊的目的是使未投入使用的電容 器處于合適的電壓狀態(tài)，使該電容器的相應(yīng)繼電器觸點(diǎn)間電壓在電源波型峰點(diǎn)時(shí)為0V，以 實(shí)現(xiàn)繼電器觸點(diǎn)小電壓閉合。見(jiàn)圖3，繼電器小電壓控制裝置對(duì)電容器負(fù)載的具體可采用(380V)三相Y型接法， C相作固定連接，只用2個(gè)單組觸點(diǎn)繼電器進(jìn)行工作1.控制模塊先根據(jù)電壓最小原則將接 A、C相的2個(gè)串聯(lián)電容器的總電壓充電到537V(380*1. 414)，并在A、C相電壓與串聯(lián)電容器 總充電壓相等時(shí)(即觸點(diǎn)間電壓為0V)使A相繼電器觸點(diǎn)閉合；又將接B相的電容器充電 到約410V-450V、使到在B相電壓波形的峰值時(shí)間時(shí)B相繼電器觸點(diǎn)間電壓為0V，此時(shí)使B 相繼電器觸點(diǎn)閉合。2.控制模塊根據(jù)電流最小時(shí)斷開(kāi)繼電器觸點(diǎn)原則分別對(duì)A、B相繼電 器操作即可。所述一種繼電器小電壓控制裝置，其特征在于所述控制模塊還包括繼電器閉合動(dòng) 作提前加電和斷開(kāi)動(dòng)作提前斷電的定時(shí)裝置。所述一種繼電器小電壓控制裝置，其特征在于繼電器為1或2或3組觸點(diǎn)。一種繼電器小電壓控制方法，提供一繼電器控制裝置，所述繼電器控制裝置可檢 測(cè)繼電器觸點(diǎn)的電壓波形，可檢測(cè)繼電器開(kāi)關(guān)觸點(diǎn)的電流波形，其特征在于包括以下步 驟A.當(dāng)吸合驅(qū)動(dòng)信號(hào)出現(xiàn)時(shí)在繼電器觸點(diǎn)的最小電壓時(shí)刻或后1至η個(gè)周期附近時(shí) 刻(例如士2mS、下同)閉合繼電器觸點(diǎn)；B.當(dāng)斷開(kāi)驅(qū)動(dòng)信號(hào)出現(xiàn)時(shí)在繼電器觸點(diǎn)的最小電流時(shí)刻或后1至η個(gè)周期附近時(shí) 刻斷開(kāi)繼電器觸點(diǎn)。所述一種繼電器小電壓控制方法，預(yù)先分別設(shè)定了繼電器提前加電或斷電時(shí)間 值，其特征在于還包括以下步驟C.所述繼電器控制裝置根據(jù)繼電器動(dòng)作時(shí)間提前對(duì)所述繼電器加電或斷電。所述一種繼電器小電壓控制方法，預(yù)先設(shè)定了電流差門限值，其特征在于在步驟C 中對(duì)繼電器斷電前又還進(jìn)一步包括以下步驟D.檢測(cè)所述繼電器觸點(diǎn)提前斷電時(shí)的電流值并暫存，當(dāng)要斷電前所述繼電器觸點(diǎn) 的電流與前1周期相應(yīng)時(shí)刻的電流值相差大于所述電流差值門限時(shí)則要返回執(zhí)行B步驟。本發(fā)明的技術(shù)方案的優(yōu)點(diǎn)是明顯減少了繼電器觸點(diǎn)的電弧燒蝕、減少火花引起的 電磁波幅射干擾、并有利于延長(zhǎng)電器設(shè)備使用壽命；本發(fā)明的技術(shù)方案的另一優(yōu)點(diǎn)是可用 于直流電源或3相交流電源。


圖1是繼電器小電壓控制裝置結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是負(fù)載為補(bǔ)償電容器的繼電器小電壓控制裝置結(jié)構(gòu)示意4
圖3是負(fù)載為電容器時(shí)的示意圖；圖4是控制模塊軟件程序流程圖。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖1對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。本發(fā)明所述繼電器控制裝置開(kāi)關(guān)的交流電源頻率一般為50Hz或60Hz，其電源電 壓與負(fù)載電流波形的周期相同，本發(fā)明所述的繼電器控制裝置可對(duì)交流電源周期進(jìn)行自動(dòng) 檢測(cè)。本發(fā)明所述繼電器觸點(diǎn)最小電壓檢測(cè)即在一個(gè)電源周期內(nèi)檢測(cè)繼電器觸點(diǎn)間電 壓的最小(絕對(duì))值及出現(xiàn)時(shí)刻。本發(fā)明所述繼電器觸點(diǎn)最小電流檢測(cè)即在一個(gè)電源周期范圍檢測(cè)繼電器觸點(diǎn)負(fù) 荷電流的最小(絕對(duì))值及出現(xiàn)時(shí)刻。本發(fā)明所述繼電器閉合動(dòng)作時(shí)間即為繼電器電磁線圈加電至觸點(diǎn)閉合的時(shí)間差； 本發(fā)明所述繼電器斷開(kāi)動(dòng)作時(shí)間即為繼電器電磁線圈斷電至觸點(diǎn)斷開(kāi)的時(shí)間差。同一個(gè)繼 電器其閉合動(dòng)作時(shí)間與斷開(kāi)動(dòng)作時(shí)間通常是不相同的，又為了解決各繼電器動(dòng)作時(shí)間互不 相同的問(wèn)題，可在繼電器控制裝置生產(chǎn)過(guò)程中或更換新的繼電器后由控制模塊對(duì)繼電器的 閉合/斷開(kāi)動(dòng)作時(shí)間進(jìn)行自動(dòng)測(cè)試，并將閉合/斷開(kāi)動(dòng)作時(shí)間值儲(chǔ)存在控制模塊中供以后 使用。本發(fā)明技術(shù)方案中如果設(shè)定在最小電壓/電流值時(shí)刻或后1周期附近時(shí)刻閉合或 斷開(kāi)繼電器觸點(diǎn)可獲得最快響應(yīng)速度。所述周期附近時(shí)刻是強(qiáng)調(diào)閉合、或斷開(kāi)繼電器觸點(diǎn) 的時(shí)刻只要偏差不超過(guò)理想時(shí)刻附近(例如士2mS)也是充許的，最好將偏差控制到小于 0. 2mS。繼電器小電壓控制裝置結(jié)構(gòu)說(shuō)明如下1.繼電器觸點(diǎn)電壓采樣模塊用于取樣檢測(cè)觸點(diǎn)電壓波形，最簡(jiǎn)方式是使用與降壓 電阻串聯(lián)的取樣分壓電阻加A/D功能IC組成。2.繼電器觸點(diǎn)電流采樣模塊用于取樣檢測(cè)觸點(diǎn)電流波形，最簡(jiǎn)方式是使用與負(fù)載 串聯(lián)的電流取樣電阻加A/D功能IC組成。3.所述控制模塊可由單片計(jì)算機(jī)構(gòu)成，其內(nèi)含的嵌入式計(jì)算機(jī)程序(如圖4所 示)實(shí)現(xiàn)所述控制模塊功能及繼電器動(dòng)作時(shí)間的定時(shí)計(jì)數(shù)功能；也可由單片或嵌入式計(jì)算 機(jī)內(nèi)含A/D實(shí)現(xiàn)檢測(cè)電源電壓波形和檢測(cè)觸點(diǎn)電流波形。4.所述控制模塊也可由ASIC、CPLD、FPGA等硬件構(gòu)成，其內(nèi)含的專用集成電路用 于實(shí)現(xiàn)所述控制模塊功能及繼電器動(dòng)作時(shí)間的定時(shí)計(jì)數(shù)功能。也可由內(nèi)含的A/D電路實(shí)現(xiàn) 檢測(cè)電源電壓波形和檢測(cè)觸點(diǎn)電流波形。5.控制輸入端用于接受對(duì)繼電器開(kāi)關(guān)命令信號(hào)，并可作為繼電器的閉合/斷開(kāi)動(dòng) 作時(shí)間進(jìn)行自動(dòng)測(cè)試的指令輸入口。本發(fā)明的繼電器小電壓控制方法用于三相交流電源的繼電時(shí)，最直接的方式是用 三個(gè)繼電器小電壓控制裝置組合使用，即將三個(gè)控制輸入端并聯(lián)，3個(gè)繼電器觸點(diǎn)分別控制 3條電源相線即可?；蛴靡粋€(gè)控制模塊分別連接3個(gè)繼電器觸點(diǎn)電壓采樣模塊(對(duì)于工業(yè) 三相正弦電源也可只用1個(gè)電源電壓采樣模塊，另外2相電壓波形可推算得到)、和3個(gè)電流采樣模塊、以及3個(gè)繼電器驅(qū)動(dòng)端、1個(gè)控制輸入端組成，見(jiàn)圖2。
當(dāng)繼電器的負(fù)載為電源功率因數(shù)補(bǔ)償電容器時(shí)，一般采用3個(gè)繼電器的觸點(diǎn)分別 控制3條電源相線，各整流充電模塊分別連接所述電容器；最少可采用2個(gè)繼電器觸點(diǎn)分別 控制2條電源相線即可，即其中有1相線作固定連接，見(jiàn)圖3。
權(quán)利要求
一種繼電器小電壓控制裝置，包括控制模塊，包括分別與所述控制模塊連接的繼電器觸點(diǎn)電壓采樣模塊、繼電器、控制輸入端，其特征在于還包括連接所述控制模塊的繼電器觸點(diǎn)電流采樣模塊。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種繼電器小電壓控制裝置，且負(fù)載為電源功率因數(shù)補(bǔ)償電容 器，其特征在于還包括連接電源和所述電容器的整流充電模塊。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述一種繼電器小電壓控制裝置，其特征在于控制模塊包括當(dāng) 吸合驅(qū)動(dòng)信號(hào)出現(xiàn)時(shí)，根據(jù)檢測(cè)繼電器觸點(diǎn)電壓波形周期的最小電壓時(shí)刻，并在所述觸點(diǎn) 的最小電壓時(shí)刻或后1至η個(gè)周期附近時(shí)刻閉合繼電器觸點(diǎn)的裝置；包括當(dāng)斷開(kāi)驅(qū)動(dòng)信號(hào) 出現(xiàn)時(shí)，根據(jù)檢測(cè)到的繼電器觸點(diǎn)電流波形周期的最小電流時(shí)刻，并在所述最小電流時(shí)刻 或后1至η個(gè)周期附近時(shí)刻斷開(kāi)繼電器觸點(diǎn)的裝置。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述一種繼電器小電壓控制裝置，其特征在于所述最小電壓/流時(shí) 刻周期附近時(shí)刻為士2mS內(nèi)。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述一種繼電器小電壓控制裝置，預(yù)先分別設(shè)定了繼電器提前加電 和斷電時(shí)間值，其特征在于所述控制模塊還包括所述繼電器控制裝置根據(jù)繼電器動(dòng)作時(shí)間 提前對(duì)所述繼電器加電和斷電的裝置。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述一種繼電器小電壓控制裝置，預(yù)先設(shè)定了電流差門限值，其特 征在于所述斷電裝置還包括檢測(cè)所述繼電器觸點(diǎn)提前斷電時(shí)的電流值并暫存，當(dāng)要斷電前 所述繼電器觸點(diǎn)的電流與前1周期相應(yīng)時(shí)刻的電流值相差大于所述電流差門限值時(shí)返回 所述斷電裝置的裝置。
7.—種繼電器小電壓控制方法，提供一繼電器控制裝置，所述繼電器控制裝置可檢測(cè) 繼電器觸點(diǎn)的電壓波形，可檢測(cè)繼電器開(kāi)關(guān)觸點(diǎn)的電流波形，其特征在于包括以下步驟A.當(dāng)吸合驅(qū)動(dòng)信號(hào)出現(xiàn)時(shí)在繼電器觸點(diǎn)的最小電壓時(shí)刻或后1至η個(gè)周期附近時(shí)刻閉 合繼電器觸點(diǎn)；B.當(dāng)斷開(kāi)驅(qū)動(dòng)信號(hào)出現(xiàn)時(shí)在繼電器觸點(diǎn)的最小電流時(shí)刻或后1至η個(gè)周期附近時(shí)刻斷 開(kāi)繼電器觸點(diǎn)。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述一種繼電器小電壓控制方法，預(yù)先分別設(shè)定了繼電器提前加電 或斷電時(shí)間值，其特征在于還包括以下步驟C.所述繼電器控制裝置根據(jù)繼電器動(dòng)作時(shí)間提前對(duì)所述繼電器加電或斷電。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述一種繼電器小電壓控制方法，預(yù)先設(shè)定了電流差門限值，其特 征在于在步驟C中對(duì)繼電器斷電前又還進(jìn)一步包括以下步驟D.檢測(cè)所述繼電器觸點(diǎn)提前斷電時(shí)的電流值并暫存，當(dāng)要斷電前所述繼電器觸點(diǎn)的電 流與前1周期相應(yīng)時(shí)刻的電流值相差大于所述電流差值門限時(shí)則要返回執(zhí)行B步驟。
全文摘要
一種繼電器小電壓控制裝置，包括控制模塊，包括分別與所述控制模塊連接的繼電器觸點(diǎn)電壓采樣模塊、繼電器、控制輸入端，其特征在于還包括連接所述控制模塊的繼電器觸點(diǎn)電流采樣模塊。
文檔編號(hào)H01H47/02GK101887822SQ20101023755
公開(kāi)日2010年11月17日 申請(qǐng)日期2010年7月16日 優(yōu)先權(quán)日2010年7月16日
發(fā)明者韓燕 申請(qǐng)人:韓燕