防晃電裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明提出一種防晃電裝置，包括：采樣電路、整流電路、儲能電路、轉(zhuǎn)換電路、切換電路以及控制器；采樣電路與電網(wǎng)連接，用于對電網(wǎng)電壓進行采集；整流電路與電網(wǎng)連接，用于將交流電轉(zhuǎn)換為直流電；儲能電路與整流電路相連，用于接收整流電路輸出的直流電并儲存電能；轉(zhuǎn)換電路與儲能電路相連，用于對儲能電路輸出的直流電壓進行變換并輸出；切換電路分別連接轉(zhuǎn)換電路與電網(wǎng)；控制器分別與采樣電路及切換電路相連，用于根據(jù)采樣電路采集到的電網(wǎng)電壓，切換交流接觸器與轉(zhuǎn)換電路、電網(wǎng)之間的連接。本發(fā)明有效地解決了電網(wǎng)出現(xiàn)晃電時因交流接觸器釋放而造成的經(jīng)濟損失及安全隱患的問題。
【專利說明】防晃電裝置

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種供配電領(lǐng)域的保護裝置，特別涉及一種防晃電裝置。

【背景技術(shù)】
[0002]在石油、化工、冶金、造紙等連續(xù)性生產(chǎn)的現(xiàn)代企業(yè)中，供電的可靠性是極其重要的，因其絕大部分低壓電動機均采用交流接觸器進行控制，由于在石油、化工、冶金、造紙的供電系統(tǒng)中，生產(chǎn)工藝控制精度高，對電網(wǎng)擾動敏感。一些不可抗拒的因素，如電網(wǎng)閃絡(luò)、雷擊、系統(tǒng)中發(fā)生短路及備用電源投入等諸多因素的影響，往往會引起極短電源瞬時失(欠)壓(也稱"晃電")。
[0003]由于交流接觸器的工作原理特點，當(dāng)電網(wǎng)出現(xiàn)"晃電"時，會造成交流接觸器工作線圈短時斷電或電壓過低，使交流接觸器釋放，導(dǎo)致設(shè)備斷電停機。國際IEC標準規(guī)定:額定電壓的80%為臨界可靠吸合電壓是電磁式交流接觸器的動作特性，所以因"晃電"導(dǎo)致電磁式交流接觸器失去控制而自然跳閘停機是其原理所致。"晃電"短短的幾十毫秒到幾秒鐘，對連續(xù)生產(chǎn)中要求大量設(shè)備在工藝流程上不允許電動機跳閘停機的企業(yè)是災(zāi)難性的，輕者幾十萬、上百萬經(jīng)濟損失，嚴重的還會發(fā)生火災(zāi)、爆炸乃至人身安全。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的是提供一種防晃電裝置，以解決當(dāng)電網(wǎng)出現(xiàn)晃電時會使交流接觸器釋放而導(dǎo)致經(jīng)濟損失及安全隱患的問題。
[0005]本發(fā)明提出一種防晃電裝置，包括:
[0006]一采樣電路，與電網(wǎng)連接，用于對電網(wǎng)電壓進行采集；
[0007]—整流電路，與電網(wǎng)連接，用于將交流電轉(zhuǎn)換為直流電；
[0008]一儲能電路，與該整流電路相連，用于接收該整流電路輸出的直流電并儲存電倉泛;
[0009]一轉(zhuǎn)換電路，與該儲能電路相連，用于對該儲能電路輸出的直流電壓進行變換并輸出；
[0010]一切換電路，分別連接該轉(zhuǎn)換電路與電網(wǎng)；
[0011]一控制器，分別與該采樣電路及該切換電路相連，用于根據(jù)該采樣電路采集到的電網(wǎng)電壓，切換交流接觸器與轉(zhuǎn)換電路、電網(wǎng)之間的連接。
[0012]依照本發(fā)明較佳實施例所述的防晃電裝置，還包括:
[0013]一存儲器，其與該控制器相連；
[0014]該控制器與該轉(zhuǎn)換電路相連，該控制器還用于控制該轉(zhuǎn)換電路向交流接觸器輸出可變電壓，以檢測交流接觸器的設(shè)備參數(shù)，并存入該存儲器中。
[0015]依照本發(fā)明較佳實施例所述的防晃電裝置，該存儲器中存儲的交流接觸器的設(shè)備參數(shù)包括最小保持電壓；
[0016]該控制器在電網(wǎng)晃電時控制該轉(zhuǎn)換電路向交流接觸器輸出與該最小保持電壓相同的電壓，以使交流接觸器保持吸合狀態(tài)。
[0017]依照本發(fā)明較佳實施例所述的防晃電裝置，該存儲器中存儲的交流接觸器的設(shè)備參數(shù)包括:設(shè)備型號、最小啟動電壓、最小保持電壓。
[0018]依照本發(fā)明較佳實施例所述的防晃電裝置，還包括:
[0019]一顯示設(shè)置模塊，與該控制器連接，用于接收該控制器輸出的顯示信息，以及將用戶輸入的設(shè)置信息發(fā)送給該控制器。
[0020]依照本發(fā)明較佳實施例所述的防晃電裝置，該顯示設(shè)置模塊包括一顯示屏和多個輸入按鍵。
[0021]依照本發(fā)明較佳實施例所述的防晃電裝置，還包括:
[0022]一濾波電路，其設(shè)置在電網(wǎng)與該整流電路之間，用于對電網(wǎng)電壓進行過濾，并輸入到該整流電路。
[0023]依照本發(fā)明較佳實施例所述的防晃電裝置，該濾波電路為EMI濾波電路。
[0024]依照本發(fā)明較佳實施例所述的防晃電裝置，該儲能電路包括至少一儲能電容。
[0025]依照本發(fā)明較佳實施例所述的防晃電裝置，該儲能電路包括一電池充電電路和一蓄電池，該電池充電電路與該整流電路相連，該蓄電池與該電池充電電路相連。
[0026]相對于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明的有益效果是:
[0027]本發(fā)明的防晃電裝置，在電網(wǎng)穩(wěn)定時，利用電網(wǎng)電壓進行儲能，當(dāng)電網(wǎng)出現(xiàn)晃電時，會立即斷開原有供電回路，切換成由裝置內(nèi)部儲存的電能為交流接觸器供電，從而可以延遲交流接觸器的釋放時間，而當(dāng)電網(wǎng)回復(fù)穩(wěn)定時，自動切換回由電網(wǎng)向交流接觸器供電，因此，有效地解決了電網(wǎng)出現(xiàn)晃電時因交流接觸器釋放而造成的經(jīng)濟損失及安全隱患的問題。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0028]圖1為本發(fā)明實施例的一種防晃電裝置的結(jié)構(gòu)圖；
[0029]圖2為本發(fā)明實施例的另一種防晃電裝置的結(jié)構(gòu)圖。

【具體實施方式】
[0030]有關(guān)本發(fā)明的前述及其他技術(shù)內(nèi)容、特點及功效，在以下配合參考圖式的較佳實施例詳細說明中將可清楚的呈現(xiàn)。通過【具體實施方式】的說明，當(dāng)可對本發(fā)明為達成預(yù)定目的所采取的技術(shù)手段及功效得以更加深入且具體的了解，然而所附圖式僅是提供參考與說明之用，并非用來對本發(fā)明加以限制。
[0031]請參見圖1，其為本發(fā)明實施例的一種防晃電裝置的結(jié)構(gòu)圖，此防晃電裝置包括:采樣電路1、整流電路2、儲能電路3、轉(zhuǎn)換電路4、切換電路5以及控制器6。整流電路2連接電網(wǎng)，儲能電路3與整流電路2相連，轉(zhuǎn)換電路4與儲能電路3相連，采樣電路I連接電網(wǎng)，控制器6與采樣電路I相連，切換電路5分別與轉(zhuǎn)換電路4、控制器6和交流接觸器相連。
[0032]采樣電路I用于對電網(wǎng)電壓進行采集。采樣電路I將外部環(huán)境及當(dāng)前的電網(wǎng)狀態(tài)進行采集，并發(fā)送到控制器6上，控制器6接收到采樣電路I的采集信號，進而決定下一步的工作流程。采樣電路I采集的信號可以但不僅限于包括:電網(wǎng)電壓、接觸器控制開關(guān)的狀態(tài)，交流電壓的相角，環(huán)境溫度，虛電狀況等。采集的過程中既要保證采集量的瞬時性，又要保證信號的可靠性，因此對于外部進入的模擬量采集時需要進行隔離，用于隔絕外部的高頻干擾。隔離方式以本領(lǐng)域技術(shù)人員能夠?qū)崿F(xiàn)為準，采樣電路I的隔離電路可以采用變壓器隔離或者光耦隔離。
[0033]根據(jù)采樣電路I采集的信號，控制器6判斷出電網(wǎng)電壓穩(wěn)定時，控制器6會向切換電路5發(fā)出控制信號，使交流接觸器7與電網(wǎng)連接，由電網(wǎng)為交流接觸器7供電。此時，電網(wǎng)電壓通過整流電路2轉(zhuǎn)換為直流電后，電能通過儲能電路3進行儲存。
[0034]本發(fā)明實施例中儲能電路3可以采用電容，也可以采用蓄電池和電池充電電路，還可以是其他能夠進行儲能的電路或元件，本發(fā)明實施例對此不作限制，以本領(lǐng)域技術(shù)人員能夠?qū)崿F(xiàn)該功能為準。
[0035]當(dāng)儲能電路3為電容時，需要根據(jù)負載對象的不同，選擇不同容量的電容，電容取值在幾百至數(shù)干微法之間，對于特殊的交流接觸器，為了滿足工作要求，需要更大容量的電容進行儲能。
[0036]當(dāng)儲能電路3為電池充電電路和蓄電池時，蓄電池通過電池充電電路與整流電路2相連的輸出端連接，通過電網(wǎng)為蓄電池充電，不需要額外增加電源，電路結(jié)構(gòu)簡單。
[0037]根據(jù)采樣電路I采集的信號，控制器6判斷出電網(wǎng)出現(xiàn)晃電時，控制器6會向切換電路5發(fā)出控制信號，使交流接觸器7與電網(wǎng)斷開，并由本發(fā)明的防晃電裝置為交流接觸器7供電。
[0038]轉(zhuǎn)換電路4用于對儲能電路3輸出的直流電壓進行變換并輸出。轉(zhuǎn)換電路4是將儲能電路3輸出的高壓直流電轉(zhuǎn)換成維持交流接觸器7工作所要求的相應(yīng)的直流電壓。對于交流接觸器7在吸合的狀態(tài)下，大部分接觸器只需接入10至30伏直流電壓，提供十到幾百毫安電流的情況下即可維持可靠吸合工作狀態(tài)。通過將高壓直流電轉(zhuǎn)換為較低的直流電壓維持交流接觸器7工作，減少電能的損耗。同時，轉(zhuǎn)換電路4也可以為控制器6和其它低壓工作設(shè)備提供電源，不需要進行另行配置電源，減少電路。
[0039]本實施例中，控制器6優(yōu)選采用單片機，并設(shè)置看門狗電路。采用的單片機主要考慮工業(yè)環(huán)境下單片機工作的抗干擾能力，通過設(shè)置看門狗提高系統(tǒng)電路的可靠性，同時單片機對外驅(qū)動采用多腿異電平控制和單穩(wěn)聯(lián)合控制的方式，保證在單片機損壞或程序失效后，將對接觸器的傳統(tǒng)控制功能的影響減到最小，在該延時電路受損后不影響原控制電路的正常工作。
[0040]本實施例的防晃電裝置，在電網(wǎng)穩(wěn)定時，利用電網(wǎng)電壓進行儲能，當(dāng)電網(wǎng)出現(xiàn)晃電時，會立即斷開原有供電回路，切換成由裝置內(nèi)部儲存的電能為交流接觸器供電，從而可以延遲交流接觸器的釋放時間，而當(dāng)電網(wǎng)回復(fù)穩(wěn)定時，自動切換回由電網(wǎng)向交流接觸器供電，因此，有效地解決了電網(wǎng)出現(xiàn)晃電時因交流接觸器釋放而造成的經(jīng)濟損失及安全隱患的問題。此外，由于本發(fā)明實施例的防晃電裝置是并接在原有供電回路中的，其自身故障和工作電壓范圍對原有供電回路不會造成影響，在電網(wǎng)波動時可保持供電回路繼續(xù)供電，甚至在工作時可以由本發(fā)明的防晃電裝置直接為交流接觸器的回路供電，從而達到節(jié)能的目的。
[0041]請參見圖2，其為本發(fā)明實施例的另一種防晃電裝置的結(jié)構(gòu)圖，與圖1的實施例相比，本實施例的防晃電裝置不僅包括:采樣電路1、整流電路2、儲能電路3、轉(zhuǎn)換電路4、切換電路5、控制器6，還包括:濾波電路8、存儲器9和顯示設(shè)置模塊10，并且，控制器6還與轉(zhuǎn)換電路4相連。濾波電路8設(shè)置在電網(wǎng)與整流電路2之間，存儲器9和顯示設(shè)置模塊10均與控制器6相連。
[0042]濾波電路8用于對電網(wǎng)電壓進行過濾后輸出到整流電路2。濾波電路8是對電網(wǎng)噪聲干擾進行濾波，電網(wǎng)噪聲是電磁干擾的一種，其傳導(dǎo)噪聲的頻譜大致為1KHz?30MHz，最高可達150MHz。本實施例的濾波電路8優(yōu)選EMI濾波電路。EMI濾波電路中包括共模扼流圈(亦稱共模電感)及濾波電容。共模扼流圈對串模干擾不起作用，但當(dāng)出現(xiàn)共模干擾時，由于兩個線圈的磁通方向相同，經(jīng)過耦合后總電感量迅速增大，因此對共模信號呈現(xiàn)很大的感抗，使之不易通過，達到消除電磁干擾的作用。共模扼流圈的兩個線圈分別繞在低損耗、高導(dǎo)磁率的鐵氧體磁環(huán)上，當(dāng)有電流通過時，兩個線圈上的磁場就會互相加強。濾波電容和差模電感對差模干擾信號起到抑制作用。
[0043]顯示設(shè)置模塊10用于接收控制器6輸出的顯示信息，以及將用戶輸入的設(shè)置信息發(fā)送給控制器6，顯示設(shè)置模塊10包括顯示屏和輸入按鍵。本發(fā)明實施例中，顯示設(shè)置模塊10和控制器6可以是一體的，用來顯示模塊的工作狀態(tài)，同時在控制器6的控制下，通過按鍵的選擇決定模塊的工作流程及選擇晃電后，交流接觸器要求維持吸合的時間，并將所有的設(shè)置存儲到存儲器9內(nèi)。
[0044]存儲器9用于存放交流接觸器的設(shè)備參數(shù)以及控制器6的控制參數(shù)。在本實施例的防晃電裝置與交流接觸器初次連接時，控制器6可以控制轉(zhuǎn)換電路4向交流接觸器輸出可變電壓，根據(jù)不同交流接觸器的特性和工作狀態(tài)，自動計算交流接觸器的最小啟動電壓、最小保持電壓、釋放電壓等設(shè)備參數(shù)，并與設(shè)備型號一同存入存儲器9中。
[0045]由于不同型號交流接觸器的直流啟動電壓不同、保持電壓不同、釋放電壓不同，現(xiàn)有的一些防晃電裝置都需要根據(jù)不同交流接觸器，配置不同的啟動延時裝置，要通過修改交流接觸器的線圈結(jié)構(gòu)來實現(xiàn)。而本發(fā)明實施例的防晃電裝置在不破壞交流接觸器的線圈結(jié)構(gòu)的情況下，可以自動獲取交流接觸器的直流參數(shù)，通用性強，接線方便，不用對交流接觸器作任何改動，可與目前市場上任何一種交流接觸器配套使用。
[0046]而且，控制器9可以自動將現(xiàn)場電網(wǎng)發(fā)生波動事件的時間及次數(shù)保存到存儲器9中，用戶可以通過顯示設(shè)置模塊10調(diào)取存儲器9中的歷史記錄來進行查看。
[0047]此外，在電網(wǎng)出現(xiàn)晃電而切換到由本發(fā)明實施例的防晃電裝置為交流接觸器供電時，控制器9可以從存儲器9中讀取交流接觸器的最小保持電壓，并控制轉(zhuǎn)換電路向交流接觸器輸出與該最小保持電壓相同的電壓，這樣在保證交流接觸器保持吸合狀態(tài)的前提下，可以節(jié)約電能損耗，節(jié)能可達80%以上，同時也延長了防晃電裝置為交流接觸器的供電時間。
[0048]圖2的實施例中其它電路結(jié)構(gòu)和功能原理均與圖1的實施例相同，在此不再贅述。
[0049]以上所述，僅是本發(fā)明的較佳實施例而已，并非對本發(fā)明作任何形式上的限制，雖然本發(fā)明已以較佳實施例揭露如上，然而并非用以限定本發(fā)明，任何熟悉本專業(yè)的技術(shù)人員，在不脫離本申請技術(shù)方案范圍內(nèi)，當(dāng)可利用上述揭示的技術(shù)內(nèi)容作出些許更動或修飾為等同變化的等效實施例，但凡是未脫離本申請技術(shù)方案內(nèi)容，依據(jù)本發(fā)明的技術(shù)實質(zhì)對以上實施例所作的任何簡單修改、等同變化與修飾，均仍屬于本發(fā)明技術(shù)方案的范圍內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種防晃電裝置，其特征在于，包括: -采樣電路，與電網(wǎng)連接，用于對電網(wǎng)電壓進行采集； -整流電路，與電網(wǎng)連接，用于將交流電轉(zhuǎn)換為直流電； -儲能電路，與該整流電路相連，用于接收該整流電路輸出的直流電并儲存電能； -轉(zhuǎn)換電路，與該儲能電路相連，用于對該儲能電路輸出的直流電壓進行變換并輸出； -切換電路，分別連接該轉(zhuǎn)換電路與電網(wǎng)； -控制器，分別與該采樣電路及該切換電路相連，用于根據(jù)該采樣電路采集到的電網(wǎng)電壓，切換交流接觸器與轉(zhuǎn)換電路、電網(wǎng)之間的連接。
2.如權(quán)利要求1所述的防晃電裝置，其特征在于，還包括: -存儲器，其與該控制器相連； 該控制器與該轉(zhuǎn)換電路相連，該控制器還用于控制該轉(zhuǎn)換電路向交流接觸器輸出可變電壓，以檢測交流接觸器的設(shè)備參數(shù)，并存入該存儲器中。
3.如權(quán)利要求2所述的防晃電裝置，其特征在于，該存儲器中存儲的交流接觸器的設(shè)備參數(shù)包括最小保持電壓； 該控制器在電網(wǎng)晃電時控制該轉(zhuǎn)換電路向交流接觸器輸出與該最小保持電壓相同的電壓，以使交流接觸器保持吸合狀態(tài)。
4.如權(quán)利要求2所述的防晃電裝置，其特征在于，該存儲器中存儲的交流接觸器的設(shè)備參數(shù)包括:設(shè)備型號、最小啟動電壓、最小保持電壓。
5.如權(quán)利要求1所述的防晃電裝置，其特征在于，還包括: -顯示設(shè)置模塊，與該控制器連接，用于接收該控制器輸出的顯示信息，以及將用戶輸入的設(shè)置信息發(fā)送給該控制器。
6.如權(quán)利要求5所述的防晃電裝置，其特征在于，該顯示設(shè)置模塊包括-顯示屏和多個輸入按鍵。
7.如權(quán)利要求1所述的防晃電裝置，其特征在于，還包括: -濾波電路，其設(shè)置在電網(wǎng)與該整流電路之間，用于對電網(wǎng)電壓進行過濾，并輸入到該整流電路。
8.如權(quán)利要求7所述的防晃電裝置，其特征在于，該濾波電路為EMI濾波電路。
9.如權(quán)利要求1所述的防晃電裝置，其特征在于，該儲能電路包括至少-儲能電容。
10.如權(quán)利要求1所述的防晃電裝置，其特征在于，該儲能電路包括-電池充電電路和-蓄電池，該電池充電電路與該整流電路相連，該蓄電池與該電池充電電路相連。
【文檔編號】H02J9/06GK104467171SQ201510007301
【公開日】2015年3月25日 申請日期:2015年1月7日 優(yōu)先權(quán)日:2015年1月7日
【發(fā)明者】俞蕾 申請人:上海瑞甸電子科技有限公司