欠压脱扣器制造技术

本发明专利技术涉及一种欠压脱扣器，包括：与外电网相连的整流电路、电磁铁线圈、由所述电磁铁线圈控制的衔铁，降压电路，继电器，采样电路，主控模块，存储有额定电压Ue和强启动的电压值，用于采集所述采样电路的输出电压及电压周期以计算出外电网电压的有效值和所述脉动直流电压值；适于当所述外电网的电压达到额定电压Ue的80%，且所述脉动直流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；若所述外电网的电压低于额定电压Ue的50%时，则控制所述开关电路断开。该脱扣器吸合可靠、线圈发热量小、抗扰能力强、可适用于发电机等变频场合。

【技术实现步骤摘要】
欠压脱扣器 本申请是申请号为201210225139. 7,申请日为2012年7月2日，专利技术创造名称为 一种欠压脱扣器及其工作方法的专利技术专利申请的分案申请。
本专利技术涉及一种低功耗的欠压脱扣器及其工作方法。
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。 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能快速启动，并且实现低功耗的欠压脱扣器 及其工作方法。 为解决上述技术问题，本专利技术提供一种低功耗的欠压脱扣器，包括：与外电网相连 的整流电路、电磁铁线圈、由所述电磁铁线圈控制的衔铁；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，其电流输入端与所述电磁铁线圈的电流输出端相连；采样电 路，用于检测所述整流电路输出脉动直流的电压值；主控模块，存储有额定电压Ue和强启 动的电压值，用于采集所述采样电路的输出电压以计算出外电网电压的有效值和所述脉动 直流电压值；适于当所述外电网的电压达到额定电压Ue的80%，且所述脉动直流电压达到 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；若所述外电网的电压低于额定电压Ue的50%时，则控制 所述开关电路断开。 所述主控模块还用于：根据采集所述采样电路的输出电压的上升沿或下降沿获得 所述外电网线电压的频率或周期，以计算出所述外电网电压有效值。本专利技术先通过所述主 控模块检测采样的电压值和周期，以得到外网的准确的电压有效值，并且采样电路设于整 流电路之后，能有效的减少外网电压中的谐波的干扰，所述能更加准确的判断外网电压有 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 适用于多频率电源的欠压脱扣器。 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(electromagneticcompatibility)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。 进一步，为了使储能电容Cl上的充电电压（VH)，不影响电网脉动电压（SP)的信 息。为解析电网电压周期、谐波，提供了方便。在所述采样电路中设一隔离二极管Dl;具体 的连接方式为，所述采样电路包括：频率及周期检测电路、隔离二极管D1、脉动直流电压采 样电路；所述整流电路的输出端与所述频率及周期检测电路的输入端、所述隔离二极管的 阳极相连，所述隔离二极管的阴极与所述脉动直流电压采样电路、降压电路的输入端相连； 所述频率及周期检测电路、脉动直流电压采样电路的输出端与所述主控模块相连。 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，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。 进一步，所述主控模块、开关电路、继电器的供电部分都由所述降压电路提供。 上述欠压脱扣器的工作方法，包括： ① 当所述欠压脱扣器接入外网电网后，所述主控模块通过采样电路检测并计算外电网 电压的有效值和所述整流电路输出脉动直流电压值； ② 当所述外电网电压的有效值达到所述的额定电压Ue的80%，所述脉动直流电压达到 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当所述外电网电压低于所述的额定电压Ue的50%时，则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。 本专利技术具有以下优点：（1)通过降压电路、主控模块、开关电路、继电器配合工作， 使脱扣器能高压启动、低压维持，使脱扣器吸合可靠，线圈发热量小，实现低功耗；（2)通过 连接的强启动电容Cl保证了启动电压，实现百分之百衔铁吸合；（3)通过单片机及采样电 路对电网频率的检测，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 且拓了脱扣器的使用场合；（4)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】 为了使本专利技术的内容更容易被清楚的理解，下面根据的具体实施例并结合附图， 对本专利技术作进一步详细的说明，其中 图1为本专利技术的抗谐波及全频率的欠压脱扣器的电路结构图一； 图2为本专利技术的抗谐波及全频率的欠压脱扣器的电路结构图二。 【具体实施方式】 下面结合附图及实施例对本专利技术进行详细说明： 本专利技术的交流分励脱扣器的参数设计符合低压开关设备和控制设备标准：GB14048. 1-2006及GB14048. 2-2008定义了欠压脱扣器的主要技术参数。在该标准的要求 下，例举以下实施例进行说明。 实施例1 见图1，一种欠压脱扣器本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种欠压脱扣器，包括：与外电网相连的整流电路（1）、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：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），其电流输入端与所述电磁铁线圈（3）的电流输出端相连；采样电路（6），用于检测所述整流电路（1）输出脉动直流的电压值；主控模块（8），存储有额定电压Ue和强启动的电压值，用于采集所述采样电路（6）的输出电压以计算出外电网电压的有效值和所述脉动直流电压值；当所述外电网的电压达到额定电压Ue的80%，且所述脉动直流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；当所述外电网的电压低于额定电压Ue的50%时，则控制所述开关电路（7）断开；所述主控模块（8）还用于：根据采集所述采样电路（6）的输出电压的上升沿或下降沿获得所述外电网线电压的频率或周期，以计算出所述外电网电压有效值；所述采样电路（6）包括：频率及周期检测电路(6‑1)、隔离二极管（D1）、脉动直流电压采样电路；所述整流电路（1）的输出端与所述频率及周期检测电路的输入端、所述隔离二极管（D1）的阳极相连，所述隔离二极管（D1）的阴极与所述脉动直流电压采样电路、降压电路（2）的输入端相连；所述频率及周期检测电路、脉动直流电压采样电路的输出端与所述主控模块（8）相连。...

【技术特征摘要】
1. 一种欠压脱扣器，包括：与外电网相连的整流电路（1)、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： 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)，其电流输入端与所述电磁铁线圈（3)的电流输出端相连； 采样电路（6 )，用于检测所述整流电路（1)输出脉动直流的电压值； 主控模块（8 )，存储有额定电压Ue和强启动的电压值，用于采集所述采样电路（6 )的输 出电压以计算出外电网电压的有效值和所述脉动直流电压值；当所述外电网的电压达到额 定电压Ue的80%，且所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴志祥，
申请(专利权)人：常州工学院，
类型：发明
国别省市：江苏;32