本實用新型涉及低壓電器領(lǐng)域，特別是一種電壓保護繼電器。

背景技術(shù)：

電壓保護繼電器廣泛應用于三相控制柜、電動設(shè)備等領(lǐng)域，具體是用于過壓、欠壓、相序、斷相等保護作用；在現(xiàn)有的三相正反轉(zhuǎn)電機控制系統(tǒng)中，電壓保護繼電器對電網(wǎng)側(cè)的相序與斷相等故障進行檢測，保證設(shè)備的正轉(zhuǎn)方向與安全，但是對于控制系統(tǒng)中控制電機啟動的開關(guān)設(shè)備負載端電壓故障，例如，開關(guān)設(shè)備三相啟動不同步、某一相斷相等，電壓保護繼電器往往無法檢測到，而若在負載端再加一個繼電器，往往會增加成本。進一步降低使用效率及工作穩(wěn)定性。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本實用新型的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，提供一種使用效率高、安裝穩(wěn)定性強、檢測準確的電壓保護繼電器。

為實現(xiàn)上述目的，本實用新型采用了如下技術(shù)方案：

一種電壓保護繼電器，包括微控制器模塊1、第一路電壓采樣模塊21、第二路電壓采樣模塊22和輸出模塊3，所述的第一路電壓采樣模塊21與開關(guān)設(shè)備的電網(wǎng)側(cè)相連接用于采集電網(wǎng)側(cè)電壓，第二路電壓采樣模塊22與負載側(cè)相連接用于采集負載側(cè)電壓，所述的輸出模塊3與微控制器模塊1相連接。并且第一路電壓采樣模塊21和第二路電壓采樣模塊22還分別與微控制器模塊1的輸入相連接，微控制器模塊1通過第一路電壓采樣模塊21和第二路電壓采樣模塊22分別檢測電網(wǎng)側(cè)及負載側(cè)的故障，檢測到故障時微控制器模塊1驅(qū)動輸出模塊3使開關(guān)設(shè)備動作。

進一步，所述的輸出模塊3包括控制器31，所述的電網(wǎng)側(cè)通過開關(guān)設(shè)備與 三相電動機相連接用于給三相電動機供電，并且開關(guān)設(shè)備包括用于控制三相電動機正轉(zhuǎn)或反轉(zhuǎn)的第一線圈KM1和第二線圈KM2，所述的第一線圈KM1和第二線圈KM2與控制器31上的常開觸點32串聯(lián)設(shè)置，開關(guān)電器與第一線圈KM1和第二線圈KM2對應的兩組觸點分別串聯(lián)在三相電動機的正轉(zhuǎn)和反轉(zhuǎn)回路中，微控制器模塊1檢測到故障時控制器31的常開觸點32斷開，通過第一線圈KM1和第二線圈KM2使開關(guān)設(shè)備的觸點斷開從而使三相電動機停止運轉(zhuǎn)。

進一步，所述第一路電壓采樣模塊21包括分別與電網(wǎng)側(cè)相連接的第一采樣端L1、第二采樣端L2和第三采樣端L3，所述的第一采樣端L1、第二采樣端L2和第三采樣端L3分別通過分壓電阻與第一采樣輸出端VA、第二采樣輸出端VB和第三采樣輸出端VC相連接，所述的第一采樣輸出端VA、第二采樣輸出端VB和第三采樣輸出端VC與微控制器模塊1相連接，并且第一采樣輸出端VA、第二采樣輸出端VB和第三采樣輸出端VC通過第一電容C1接地。

進一步，所述的第一路電壓采樣模塊21和第二路電壓采樣模塊22通過濾波模塊7與微控制器模塊1的輸入相連接，所述的濾波模塊7包括運放跟隨電路。

進一步，所述的微控制器模塊1還與設(shè)置模塊4和指示模塊5相連接，所述的設(shè)置模塊4用于設(shè)置微控制器模塊1中的檢測參數(shù)閾值，所述的指示模塊5用于指示故障類型。

進一步，所述的設(shè)置模塊4包括第一電位器RV1和第二電位器RV2，所述第一電位器RV1的兩端分別與電源端和地相連接，第一電位器RV1的滑動端通過第一電阻R1與第一電位器輸出端DV1相連接，所述的第一電位器輸出端DV1與微控制器模塊1相連接，第一電位器輸出端DV1與地之間還設(shè)有第二電容C2，并且第一電位器RV1用于設(shè)置過壓閥值。所述第二電位器RV2的兩端分別與電源端和地相連接，第二電位器RV2的滑動端通過第二電阻R2與第二電位器輸出端DV2相連接，所述的第二電位器輸出端DV2與微控制器模塊1相連接，第二電位器輸出端DV2與地之間還設(shè)有第三電容C3，并且第二電位器RV2用于設(shè)置欠壓閥值。

進一步，所述的指示模塊5包括四個指示燈，所述的四個指示燈分別與微 控制器模塊1相連接，并且四個指示燈通過組合開關(guān)的方式指示過壓、欠壓、斷相及相序故障。

進一步，所述的輸出模塊3包括控制器31和三極管Q1，所述控制器31中的第三線圈KM3的兩端分別與二極管D1的正極和負極相連接，所述二極管D1的正極與三極管Q1的集電極相連接，二極管D1的負極與電源端相連接，所述三極管Q1的基極通過第三電阻R3與觸發(fā)端TRIP相連接，所述的觸發(fā)端TRIP與微控制器模塊1相連接，并且微控制器模塊1檢測到故障時控制器31的第三線圈KM3得電使對應的常開觸點32斷開，從而使得開關(guān)設(shè)備斷開。

進一步，所述的微控制器模塊1還與用于供電的電源模塊6相連接，所述的電源模塊6包括變壓器61、整流橋62、第一轉(zhuǎn)換器63、第二轉(zhuǎn)換器64和第三轉(zhuǎn)換器65，所述變壓器61的輸入與電網(wǎng)側(cè)相連接，變壓器61的輸出與整流橋62的輸入相連接，整流橋62的輸出與第一轉(zhuǎn)換器63的輸入相連接，第一轉(zhuǎn)換器63的輸出與第一電源端VDD1相連接，所述的第一電源端VDD1與第二轉(zhuǎn)換器64的輸入相連接，第二轉(zhuǎn)換器64的輸出與第二電源端VDD2相連接，所述的第二電源端VDD2與第三轉(zhuǎn)換器65的輸入相連接，第三轉(zhuǎn)換器65的輸出與第三電源端VDD3相連接，并且第一電源端VDD1、第二電源端VDD2及第三電源端VDD3的電壓值分別為12V、5V及3.3V。

進一步，微控制器模塊1通過第一路電壓采樣模塊21檢測到電網(wǎng)側(cè)的過壓、欠壓、相序、斷相故障時，或通過第二路電壓采樣模塊22檢測到負載側(cè)的斷相故障時，驅(qū)動輸出模塊3使開關(guān)設(shè)備動作。

本實用新型的電壓保護繼電器通過第一路電壓采樣模塊和第二路電壓采樣模塊，實現(xiàn)了同時對設(shè)備的電網(wǎng)側(cè)及負載側(cè)進行故障檢測，提高了電壓保護繼電器的使用效率，保證了檢測的穩(wěn)定可靠性，并且電壓保護繼電器結(jié)構(gòu)簡單，提高了檢測準確性。

附圖說明

圖1是本實用新型的功能模塊的連接結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是本實用新型的開關(guān)設(shè)備及電動設(shè)備的一個具體實施例；

圖3是本實用新型的輸出模塊的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4是本實用新型的第一路電壓采樣模塊的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖5是本實用新型的第二路電壓采樣模塊的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖6是本實用新型的第一運放跟隨電路的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖7是本實用新型的第二運放跟隨電路的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖8是本實用新型的第三運放跟隨電路的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖9是本實用新型的第四運放跟隨電路的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖10是本實用新型的第五運放跟隨電路的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖11是本實用新型的第六運放跟隨電路的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖12是本實用新型的第七運放跟隨電路的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖13是本實用新型的設(shè)置模塊的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖14是本實用新型的電源一部分的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖15是本實用新型的電源另一部分的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖16是本實用新型的微控制器模塊和指示模塊的結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實施方式

以下結(jié)合附圖1至16給出本實用新型的實施例，進一步說明本實用新型的電壓保護繼電器具體實施方式。本實用新型的電壓保護繼電器不限于以下實施例的描述。

圖1所示的是本實用新型的電壓保護繼電器內(nèi)部功能模塊連接結(jié)構(gòu)示意圖，包括微控制器模塊1以及與微控制器模塊1相連接的采樣模塊、輸出模塊3、設(shè)置模塊4、指示模塊5、電源模塊6和濾波模塊7。所述的采樣模塊與微控制器模塊1的輸入相連接，采樣模塊主要用于對控制電動設(shè)備啟動的開關(guān)設(shè)備的電網(wǎng)側(cè)及負載側(cè)進行電壓值的采樣，所述開關(guān)設(shè)備的電網(wǎng)側(cè)與供電線路相連接，負載側(cè)與電動設(shè)備相連接。所述的輸出模塊3與微控制器模塊1的輸出相連接，輸出模塊3能夠作為執(zhí)行器完成微控制器模塊1發(fā)出的故障操作指令。所述的電源模塊6為各模塊提供工作電源。具體地，采樣模塊包括第一路電壓采樣模塊21和第二路電壓采樣模塊22，所述的第一路電壓采樣模塊21與開關(guān)設(shè)備的電網(wǎng)側(cè)相連接用于采集電網(wǎng)側(cè)電壓，第二路電壓采樣模塊22與負載側(cè)相連接用于采集負載側(cè)電壓，所述的輸出模塊3與微控制器模塊1相連接，所述開關(guān) 設(shè)備的負載側(cè)與電動設(shè)備相連接，電網(wǎng)側(cè)通過開關(guān)設(shè)備為負載側(cè)的電動設(shè)備供電，并且第一路電壓采樣模塊21和第二路電壓采樣模塊22還分別與微控制器模塊1的輸入相連接，微控制器模塊1通過第一路電壓采樣模塊21和第二路電壓采樣模塊22分別檢測電網(wǎng)側(cè)及負載側(cè)的故障，檢測到故障時微控制器模塊1驅(qū)動輸出模塊3使開關(guān)設(shè)備動作，進而能夠使得電動設(shè)備斷開。第一路電壓采樣模塊和第二路電壓采樣模塊能夠同時對設(shè)備的電網(wǎng)側(cè)及負載側(cè)進行故障檢測，提高了電壓保護繼電器的使用效率，保證了檢測的穩(wěn)定可靠性，并且電壓保護繼電器結(jié)構(gòu)簡單，提高了檢測準確性。

所述微控制器模塊1的輸出與輸出模塊3相連接，所述的輸出模塊3與開關(guān)設(shè)備相連接，并且微控制器模塊1通過第一路電壓采樣模塊21檢測到電網(wǎng)側(cè)的過壓、欠壓、相序、斷相故障時，或通過第二路電壓采樣模塊22檢測到負載側(cè)的斷相故障時，驅(qū)動輸出模塊3使開關(guān)設(shè)備動作。具體地，在過壓及欠壓檢測中第一路電壓采樣模塊21通過將采集到的電壓分別與過壓閾值及欠壓閾值進行比較判斷后完成過壓檢測及欠壓檢測；在相序檢測中第一路電壓采樣模塊21對三相電網(wǎng)中的各相是否依次通過零點進行檢測，若經(jīng)過多次檢測后各相通過零點的順序與規(guī)定順序不一致，則微控制器模塊1判斷出現(xiàn)相序故障；在斷相檢測中第一路電壓采樣模塊21或第二路電壓采樣模塊22檢測到三相電網(wǎng)中其中一相的電壓低于額定電壓Us的百分之六十，并持續(xù)一定時間，例如0.2秒后，則微控制器模塊1判斷出現(xiàn)斷相故障。

圖2中所示的是開關(guān)設(shè)備及電動設(shè)備的一個具體實施例，輸出模塊3包括控制器31，所述的電動設(shè)備為三相電動機，所述的電網(wǎng)側(cè)通過開關(guān)設(shè)備與三相電動機相連接用于給三相電動機供電，所述的開關(guān)設(shè)備為接觸器，并且開關(guān)設(shè)備包括用于控制三相電動機正轉(zhuǎn)或反轉(zhuǎn)的第一線圈KM1和第二線圈KM2，所述的第一線圈KM1和第二線圈KM2與控制器31上的常開觸點32串聯(lián)設(shè)置，開關(guān)電器與第一線圈KM1和第二線圈KM2對應的兩組觸點分別串聯(lián)在三相電動機的正轉(zhuǎn)和反轉(zhuǎn)回路中，所述控制器31為小型繼電器，微控制器模塊1檢測到故障時控制器31的常開觸點32斷開，進而通過第一線圈KM1和第二線圈KM2使開關(guān)設(shè)備的觸點斷開，從而使三相電動機停止運轉(zhuǎn)。第一路電壓采樣模塊和第二路電壓采樣模塊實現(xiàn)了電壓保護繼電器對開關(guān)設(shè)備兩端的同時檢測，降低了 安裝成本并提高了使用效率。同時輸出模塊結(jié)構(gòu)簡單且工作穩(wěn)定，保證了在故障發(fā)生時能夠即使對電動設(shè)備進行斷電操作。

圖3中所示的是輸出模塊3的一個具體實施例，所述的輸出模塊3包括控制器31和三極管Q1，所述控制器31中的第三線圈KM3的兩端分別與二極管D1的正極和負極相連接，所述二極管D1的正極與三極管Q1的集電極相連接，二極管D1的負極與電源端相連接，所述三極管Q1的基極通過第三電阻R3與觸發(fā)端TRIP相連接，所述的觸發(fā)端TRIP與微控制器模塊1相連接，并且微控制器模塊1檢測到故障時控制器31的第三線圈KM3得電使對應的常開觸點32斷開，從而使得開關(guān)設(shè)備斷開。輸出模塊電路結(jié)構(gòu)簡單可靠，保證了工作穩(wěn)定性。

圖4中所示的是第一路電壓采樣模塊21的一個具體實施例，所述第一路電壓采樣模塊21包括分別與電網(wǎng)側(cè)相連接的第一采樣端L1、第二采樣端L2和第三采樣端L3，所述的第一采樣端L1、第二采樣端L2和第三采樣端L3分別通過分壓電阻與第一采樣輸出端VA、第二采樣輸出端VB和第三采樣輸出端VC相連接，所述的第一采樣輸出端VA、第二采樣輸出端VB和第三采樣輸出端VC與微控制器模塊1相連接，并且第一采樣輸出端VA、第二采樣輸出端VB和第三采樣輸出端VC通過第一電容C1接地。第一采樣輸出端VA、第二采樣輸出端VB和第三采樣輸出端VC與第一電容C1之間還設(shè)有引出端NN。

圖5中所示的是第二路電壓采樣模塊22的一個具體實施例，第二路電壓采樣模塊22的電路結(jié)構(gòu)與第一路電壓采樣模塊21的電路結(jié)構(gòu)相似，所述第二路電壓采樣模塊22包括分別與電網(wǎng)側(cè)相連接的第四采樣端La、第五采樣端Lb和第六采樣端Lc，所述的第四采樣端La、第五采樣端Lb和第六采樣端Lc分別通過分壓電阻與第四采樣輸出端VA2、第五采樣輸出端VB2和第六采樣輸出端VC2相連接，所述的第四采樣輸出端VA2、第五采樣輸出端VB2和第六采樣輸出端VC2與微控制器模塊1相連接，并且第四采樣輸出端VA2、第五采樣輸出端VB2和第六采樣輸出端VC2通過第四電容C4接地。第四采樣輸出端VA2、第五采樣輸出端VB2和第六采樣輸出端VC2與第四電容C4之間還設(shè)有引出端NN。

所述的第一路電壓采樣模塊21和第二路電壓采樣模塊22通過濾波模塊7與微控制器模塊1的輸入相連接，所述的濾波模塊7包括運放跟隨電路。具體地，圖6至圖12中所示濾波模塊7的一個具體實施例，濾波模塊7包括七個運放跟隨電路，其中圖6中的第一運放跟隨電路71中運算放大器的正向輸入端與第一采樣輸出端VA相連接，第一運放跟隨電路71中運算放大器的輸出端是與微控制器模塊1相連接的第一濾波輸出端DVA；圖7中的第二運放跟隨電路72中運算放大器的正向輸入端與第一采樣輸出端VB相連接，第二運放跟隨電路72中運算放大器的輸出端是與微控制器模塊1相連接的第二濾波輸出端DVB；圖8中的第三運放跟隨電路73中運算放大器的正向輸入端與第三采樣輸出端VC相連接，第三運放跟隨電路73中運算放大器的輸出端是與微控制器模塊1相連接的第三濾波輸出端DVC；圖9中的第四運放跟隨電路74中運算放大器的正向輸入端與第四采樣輸出端VA2相連接，第四運放跟隨電路74中運算放大器的輸出端是與微控制器模塊1相連接的第四濾波輸出端DVA2；圖10中的第五運放跟隨電路75中運算放大器的正向輸入端與第五采樣輸出端VB2相連接，第五運放跟隨電路75中運算放大器的輸出端是與微控制器模塊1相連接的第五濾波輸出端DVB2；圖11中的第六運放跟隨電路76中運算放大器的正向輸入端與第六采樣輸出端VC2相連接，第六運放跟隨電路76中運算放大器的輸出端是與微控制器模塊1相連接的第五濾波輸出端DVC2；圖12中的第七運放跟隨電路77中運算放大器的正向輸入端通過第四電阻R4與電源端相連接，第七運放跟隨電路77中運算放大器的輸出端與引出端NN相連接。

圖13所示的是設(shè)置模塊4的一個具體實施例，所述的設(shè)置模塊4與微控制器模塊1相連接，設(shè)置模塊4用于設(shè)置微控制器模塊1中的檢測參數(shù)閾值，具體地，設(shè)置模塊4包括第一電位器RV1和第二電位器RV2，所述第一電位器RV1的兩端分別與電源端和地相連接，第一電位器RV1的滑動端通過第一電阻R1與第一電位器輸出端DV1相連接，所述的第一電位器輸出端DV1與微控制器模塊1相連接，第一電位器輸出端DV1與地之間還設(shè)有第二電容C2，并且第一電位器RV1用于設(shè)置過壓閥值；所述第二電位器RV2的兩端分別與電源端和地相連接，第二電位器RV2的滑動端通過第二電阻R2與第二電位器輸出端DV2相連接，所述的第二電位器輸出端DV2與微控制器模塊1相連接，第二電位器 輸出端DV2與地之間還設(shè)有第三電容C3，并且第二電位器RV2用于設(shè)置欠壓閥值。優(yōu)選地，第一電位器和第二電位器可以采用旋鈕調(diào)節(jié)或按鍵設(shè)置的方式，設(shè)置模塊實現(xiàn)了電壓保護繼電器根據(jù)不用情況的靈活使用。

圖14和圖15所示的是電源模塊6的一個具體實施例，所述的電源模塊6包括變壓器61、整流橋62、第一轉(zhuǎn)換器63、第二轉(zhuǎn)換器64和第三轉(zhuǎn)換器65，所述變壓器61的輸入與電網(wǎng)側(cè)相連接，變壓器61的輸出與整流橋62的輸入相連接，整流橋62的輸出與第一轉(zhuǎn)換器63的輸入相連接，第一轉(zhuǎn)換器63的輸出與第一電源端VDD1相連接，所述的第一電源端VDD1與第二轉(zhuǎn)換器64的輸入相連接，第二轉(zhuǎn)換器64的輸出與第二電源端VDD2相連接，所述的第二電源端VDD2與第三轉(zhuǎn)換器65的輸入相連接，第三轉(zhuǎn)換器65的輸出與第三電源端VDD3相連接，并且第一電源端VDD1、第二電源端VDD2及第三電源端VDD3的電壓值分別為12V、5V及3.3V。特別地，電壓值為12V的第一電源端VDD1與輸出模塊3相連接，電壓值為5V的第二電源端VDD2與濾波模塊7相連接，電壓值為3.3V的第三電源端VDD3分別與設(shè)置模塊4和指示模塊5相連接。電源模塊能夠提供多種電壓值的輸出電壓，提高了使用效率。

圖16所示的是微控制器模塊1和指示模塊5的一個具體實施例，所述的指示模塊5與微控制器模塊1相連接，指示模塊5用于指示故障類型。具體地，指示模塊5包括四個指示燈，所述的四個指示燈分別與微控制器模塊1相連接，并且四個指示燈通過組合開關(guān)的方式指示過壓、欠壓、斷相及相序故障。特別地，指示模塊5不僅限于指示燈一種實施例還可以通過數(shù)碼管顯示。指示模塊便于直觀顯示故障類型，方便使用。

以上內(nèi)容是結(jié)合具體的優(yōu)選實施方式對本實用新型所作的進一步詳細說明，不能認定本實用新型的具體實施只局限于這些說明。對于本實用新型所屬技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本實用新型構(gòu)思的前提下，還可以做出若干簡單推演或替換，都應當視為屬于本實用新型的保護范圍。