通用型智能功率保护控制器及保护方法技术

本发明专利技术提出了一种通用型智能功率保护控制器及保护方法，包括：电源适配器、电流/电压（A/V）互感器和A/D数字取样转换器；单片微型计算机与参数设置按键和参数存贮器连接；A/D数字取样转换器与单片微型计算机的输入端连接，单片微型计算机的输出端分别与显示译码器、显示驱动器及LED数码管连接，驱动控制器依次与控制继电器和功率型设备电连接，功率型设备的供电端在继电器的控制下与供电端串联连接。本发明专利技术通过从供电端实时提取运行状态下电源能量的方法与存贮在控制器内部的四级动态标准数据进行科学分析监控，并采用动态交替式取样与比较判别的方法，实现了功率型设备在全寿命期内的可靠保护和连续无故障运行。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术提出了一种，包括：电源适配器、电流/电压（A/V）互感器和A/D数字取样转换器；单片微型计算机与参数设置按键和参数存贮器连接；A/D数字取样转换器与单片微型计算机的输入端连接，单片微型计算机的输出端分别与显示译码器、显示驱动器及LED数码管连接，驱动控制器依次与控制继电器和功率型设备电连接，功率型设备的供电端在继电器的控制下与供电端串联连接。本专利技术通过从供电端实时提取运行状态下电源能量的方法与存贮在控制器内部的四级动态标准数据进行科学分析监控，并采用动态交替式取样与比较判别的方法，实现了功率型设备在全寿命期内的可靠保护和连续无故障运行。【专利说明】
本专利技术涉及电气控制领域，特别是指一种。
技术介绍
传统的功率型设备保护原理一般设计在实际负荷超出现有额定功率3—5倍左右才起作用。但大量实践表明:由于种种原因导致负荷长时间工作在大于额定功率而又小于保护功率时，是引起设备损坏的最主要原因。如某设备的额定功率为500W，保护值按5倍额定功率设计。当设备的实际负荷达到2.5倍额定功率时，保护电路是不起任何作用的，而这种状态必然会导致设备在长时间连续工作状态下损坏。这就是目前任何功率型设备都已设计有保护电路，而又常损坏的根本原因。再之，功率型设备的每次维修成本几乎占到了整个新设备的1/3-1/4。显然，研制一种新型的智能保护设备的必要性是目前非常有现实意义和非常重要的一项工作。从目前通用保护技术的资料上查看，现行的各种保护措施都存在局限即不能根据功率型电器设备的外部运行条件遇到不同变化的程度而随时灵活采取有效的可靠性预防性和保护性措施，因此导致在保护电路没有发挥作用时就将设备损坏的现象频频发生。主要原因在于:当电器设备的实际负荷大于额定功率而又小于过载保护功率时，并在相对长时间内保护电路没有起到任何作用而使设备损坏。另一方面，绝大多数保护电路的设计都没有采用智能化措施，所设计的保护值也都是固定值，因此也不可能对电器设备在工作时当外部运行条件出现严重恶化但又尚未达到保护值时，将设备损坏。
技术实现思路
本专利技术提出一种通用型智能功率保护控制器，能够使任意功率型电器设备在全寿命期内连续、稳定、安全、可靠地有效工作，解决了现有技术中的设备不能根据实际负荷运行条件的变化而随时灵活采取可靠地预防性和保护性措施，最终导致设备损毁的问题。本专利技术的技术方案是这样实现的:通用型智能功率保护控制器，包括:与市电连接的电源适配器，电源适配器用于提供电路电源；与功率型设备电连接的电流/电压(A/V)互感器，互感器用于获取功率型设备的电源信号；与互感器和电源适配器电连接的A/D数字取样转换器，A/D数字取样转换器用于将互感器实时测量的模拟信号转换成数字信号；与电源适配器和A/D数字取样转换器电连接的单片微型计算机，单片微型计算机与参数设置按键连接；A/D数字取样转换器与单片微型计算机的输入端连接，单片微型计算机的输出端分别与显示驱动器和驱动控制器连接，显示驱动器与显示器连接，驱动控制器与控制继电器电连接，控制继电器与功率型设备电连接，功率型设备与市电连接。优选的，单片微型计算机为STC90C52RC单片机。优选的，还包括语音报警器，语音报警器分别与扬声器和驱动控制器连接。优选的，显示器为八段LED数码管，显示驱动器为74LC164或ICM7218驱动器。优选的，互感器为高精度线性电流/电压(A/V)互感器。通用型智能功率保护控制器的保护方法，包括以下步骤:S1:互感器从功率型设备供电端的电源处获取实时电源信号，并通过单片微型计算机数字取样转换器将互感器实时测量的模拟信号转换成数字信号，并输入至单片微型计算机；S2:通过参数设置按键将不同功率型设备的额定功率输入至参数存储器；S3:通过参数设置按键将四级动态保护值输入至单片微型计算机；S4:当被保护的功率型设备在实际运行中出现过载并达到四级动态保护值的任何一级时，驱动控制器执行单片微型计算机发来的控制命令，向控制继电器和语音报警器送出控制命令，控制继电器作用，断开功率型设备的供电电源，使之自动停机并通过语音报警器发出语音报警信息。优选的，四级动态保护值包括被保护值和与被保护值对应设置的保护时间值，所述被保护值包括依次递增的被保护值1、被保护值2、被保护值3和被保护值4，所述保护时间值包括依次递减的保护时间值1、保护时间值2、保护时间值3和保护时间值4，所述任一级被保护值和对应的保护时间值的乘积相等。优选的，被保护值为功率型设备的瞬时功率值，保护时间值为功率型设备工作的持续时间值。优选的，在每级动态保护值的过渡取样期间采用动态交替式取样与比较方法。优选的，以初始化设置的最小取样时间值为标准，并在1/2最小取样时间值内对动态范围内连续实时采集的数据进行交替统计数据比较的方法。本专利技术的有益效果为:1、依据能量守衡定律的基本原则对被保护设备从电源端获取能量并与设备在实际运行的负荷电源能量消耗的状态进行科学分析监控；2、采用动态交替式取样与比较判别保护控制，防止在每级动态保护值的过渡取样期间出现时间错漏，导致保护失控或漏控现象发生，确保系统运行在高精度、连续动态监管范围之内；3、采用高精度线性电流/电压互感器直接从设备供电端的电源处获取实时能量；4、采用多级(本项目中选用四级)保护控制参数对功率型设备进行监控；5、采取通用型保护参数任意设置的方法，只需将被保护设备的额定功率、输入电源或控制电压、保护控制值等参数输入控制器内即可自动实现多级保护参数在程序内部自动转换生成；6、采用“高速数字抽样”、“模糊统计”、“大数判别”并运用单片微型计算机及相关数字逻辑电路和数控电路并按照能量守衡原理进行智能控制，实现对任何需要被保护的功率型电器设备在不改变现有设备的基础上实现“即插即用”的智能控制方法。【专利附图】【附图说明】为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本专利技术的电路结构原理框图；图2为本专利技术的主程序的流程图；图3为本专利技术的定时中断服务处理程序的流程图；图4为本专利技术的抗干扰自恢复程序的流程图；图5为本专利技术四级保护值的原理框图。图中:1、电源适配器；2、互感器；3、单片微型计算机；4、A/D数字取样转换器；5、显示驱动器；6、显示器；7、驱动控制器；8、控制继电器；9、参数存贮器；10、语音报警器；11、参数设置按键；12、扬声器；13、通用型功率型设备。【具体实施方式】下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。如I为本专利技术的电路结构原理框图，如图1所示，本专利技术的通用型智能功率保护控制器包括分别与电源适配器I连接的A/D数字取样转换器4、单片微型计算机3和显示驱动器5，显示驱动器5与显示器6连接，用于使显示器6正常工作，优选的，显示器6本文档来自技高网...

【技术保护点】
通用型智能功率保护控制器，其特征在于，包括：与市电连接的电源适配器，用于提供电路电源；与功率型设备电连接的互感器，用于获取功率型设备的电源信号；与所述互感器和电源适配器电连接的A/D数字取样转换器，用于将所述互感器实时测量的模拟信号转换成数字信号；与所述电源适配器和A/D数字取样转换器电连接的单片微型计算机，所述单片微型计算机与参数设置按键连接；所述A/D数字取样转换器与所述单片微型计算机的输入端连接，所述单片微型计算机的输出端分别与显示驱动器和驱动控制器连接，所述显示驱动器与显示器连接，所述驱动控制器与控制继电器电连接，所述控制继电器与功率型设备电连接，所述功率型设备与市电连接。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：于京光，郑渊源，
申请(专利权)人：北京北方圣光网络科技有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11