一种柔性快速零过程投切开关制造技术

本实用新型专利技术涉及一种柔性快速零过程投切开关，包括快速零过程开关、控制电路和电源单元，快速零过程开关包括新型投切电路和新型接触器，新型投切电路和新型接触器并联；控制电路包括信号处理芯片单元与新型快速零过程开关检测单元，新型快速零过程开关检测单元的输出端与信号处理芯片单元输入端连接，信号处理芯片单元的输出端与新型投切电路输入端连接；电源单元与新型快速零过程开关和控制电路相连。本实用新型专利技术运行功耗低、涌流小、谐波影响小，制造成本低，开关电路和继电器的使用寿命长。

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及电力控制领域，尤其涉及一种柔性快速零过程投切开关。
技术介绍
目前，1KV以下的低压滤波补偿的投切器件主要有交流接触器、真空接触器和晶闸管开关，其中，交流接触器投切时用的是强投方式，易产生火花，投上之后电流过大时会发热导致难以切除而产生电力事故；真空接触器投入过程中会产生非常大的合闸涌流，在投切频繁的情况下，仅一年左右就必须进行检修或更换，使用成本高；晶闸管开关投切时节间会产生较大的压降，运行功耗较高，在大电流通过时温度上升得很快，因此在长期运行时需要增加散热器件，整个投切开关安全性较差，且晶闸管开关初期造价高、瞬时过载力差。目前的投切器件稳定性较差，投切时间也不能满足人们的需要，因而需要一种稳定、寿命长、投切时间短的投切器件。
技术实现思路
为解决现有的技术问题，本技术提供了一种柔性快速零过程投切开关。本技术具体内容如下：一种柔性快速零过程投切开关，包括快速零过程开关、控制电路和电源单元，所述快速零过程开关包括新型投切电路和新型接触器，所述新型投切电路和新型接触器并联；所述控制电路包括信号处理芯片单元与新型快速零过程开关检测单元，所述新型快速零过程开关检测单元的输出端与信号处理芯片单元输入端连接，信号处理芯片单元的输出端与新型投切电路输入端连接；所述电源单元与快速零过程开关和控制电路相连。其中，新型投切电路是操作机构执行单元，执行开关的投入或切除，该电路设计投入或切除无涌流无火花，实现硬件电路的柔性投入或切除，通过信号处理芯片单元来实现该硬件电路的功能。将新型投切电路与新型接触器并联，不仅能够保持开关涌流小、谐波影响小的特点，而且能够避免在使用时产生过高的功耗。信号处理芯片单元主要用于检测等电位和零过程的时间点，信号处理芯片单元在接收到投入或切除的指令之后，根据新型快速零过程开关检测单元发出的时间控制节点，发出PWM波形控制指令，保证新型投切电路单元在零过程时间上执行。新型接触器是一种新型的无涌流时间同步接触器开关，该开关的最大特点是时间的同步一致性，每次执行的误差不大于20微秒，保证零过程无涌流，实际应用中可选择真空接触器，提高抗干扰能力。进一步的，所述新型投切电路包括二极管VD和三极管VT，所述二极管VD和三极管VT反向并联；所述新型投切电路还串联有一电容C1。负载可设置在新型投切电路和电容C1之间。二极管VD和三极管VT反向并联再串联电容C1，当投入时，先由信号处理芯片单元发出信号给新型投切电路的输入端，使之在电压过零时投入电容C1，信号处理芯片单元紧接着又发出信号给新型接触器，使新型接触器触点闭合，将新型投切电路短路，由于新型接触器闭合后的接触电阻远小于新型投切电路导通时的电阻，因而达到了节能和延长新型投切电路使用寿命的目的。当需要切除电容器时，信号处理芯片单元先发出信号给新型接触器，使新型接触器触点断开，此时新型投切电路处于导通状态，并在电流过零时，将电容器切除。以此来实现硬件电路的柔性投入或切除。进一步的，所述新型接触器连接有继电器，所述继电器触点处并联有限流电容。该电容为限流电容，可以吸收开关电流时产生的火花，可选择高压瓷片电容，电路中限流电容还可以串联一个电阻以起到限流的作用。进一步的，所述新型快速零过程开关检测单元包括快速零过程触发电路和限流电路，所述快速零过程触发电路的输入端和限流电路的输出端相连，所述快速零过程触发电路的输出端与信号处理芯片单元输入端连接。快速零过程触发电路可产生过零方波，以此为信号控制微处理器电路，再通过信号处理芯片单元向新型投切电路发出相应的投切信号。限流电路起限流作用，防止电流过大。进一步的，所述快速零过程触发电路包括两组并联的光耦-反向二极管触发电路，所述光耦-反向二极管触发电路包括并联的光耦和反向二极管。利用光耦的单向导通性，触发反向二极管，将两组光耦-反向二极管触发电路并联可形成过零触发电路，产生过零方波，传输给信号处理芯片单元。进一步的，所述限流电路包括限流电阻R1、R2、R3、R4、R5、R6、限流反向二极管VD1、电容C3，其中，R4与R5分别与光耦-反向二极管触发电路中反向二极管的两端并联，在光耦-反向二极管触发电路的两个反向二极管的输入端与输出端之间串联有R3、R2、C3、R1和R6，在R2与R6之间并联有限流反向二极管VD1。限流电阻起限流作用，限流反向二极管用于当电流过大时起到防止反向触发的作用。进一步的，还包括输入单元和输出单元，所述输入单元和输出单元分别与信号处理芯片单元相连。所述输入单元输入外部的控制信号和能量信号，外部的控制信号包括两种，一种是电平信号，+12V电平，另一种是网络通讯信号RS484；外部的输入能量信号为AC380V或AC220V。输出单元输出两种信号，一种是AC380V电压，另一种是AC220V电压。进一步的，还包括电路结构单元，所述电路结构单元与信号处理芯片单元相连。由于本技术是弱电控制强电，因此对电磁兼容要求较高，弱点和强电要有明显的结构性隔离，以保证设计的可靠性，因此设置电路结构单元，将弱点与强电隔离开，且电路结构单元的体积小巧，便于安装。本技术的有益效果：投切开关运行功耗低、涌流小、谐波影响小，制造成本低，开关电路和继电器的使用寿命长。附图说明下面结合附图对本技术的具体实施方式做进一步阐明。图1为本技术的系统结构图；图2为本技术快速零过程开关的电路图；图3为本技术快速零过程开关检测电路的电路图；图4为本技术接触器与继电器的电路图；图5为本技术的工作状态示意图。具体实施方式结合图1-5，本技术的一个实施例如下：一种柔性快速零过程投切开关，包括快速零过程开关、控制电路和电源单元4，所述快速零过程开关包括新型投切电路1和新型接触器5，所述新型投切电路1和新型接触器5并联；所述控制电路包括信号处理芯片单元2与新型快速零过程开关检测单元3，所述新型快速零过程开关检测单元3的输出端与信号处理芯片单元2输入端连接，信号处理芯片单元2的输出端与新型投切电路1输入端连接；所述电源单元4与快速零过程开关和控制电路相连。其中，新型投切电路1是操作机构执行单元，执行开关的投入或切除，该电路设计投入或切除无涌流无火花，实现硬件电路的柔性投入或切除，通过信号处理芯片单元2来实现该硬件电路的功能。将新型投切电路1与新型接触器5并联，不仅能够保持开关涌流小、谐波影响小的特点，而且能够避免在使用时产生过高的功耗。信号处理芯片单元2主要用于检测等电位和零过程的时间点，信号处理芯片单元2在接收到投入或切除的指令之后，根据新型快速零过程开关检测单元3发出的时间控制节点，发出PWM波形控制指令，保证新型投切电路1单元在零过程时间上执行。新型接触器5是一种新型的无涌流时间同步接触器5开关，该开关的最大特点是时间的同步一致性，每次执行的误差不大于20微秒，保证零过程无涌流，实际应用中可选择真空接触器5，提高抗干扰能力。本实施例优选的，新型投切电路1包括二极管VD和三极管VT，二极管VD和三极管VT反向并联；新型投切电路1还串联有电容C1。二极管VD和三极管VT反向并联再串联电容器C1，当投入时，先由信号处理芯片单元2发出信号给新型投切电路1的输入端，使之在电压过零时投入电容C1本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种柔性快速零过程投切开关，包括快速零过程开关、控制电路和电源单元(4)，其特征在于：所述快速零过程开关包括新型投切电路(1)和新型接触器(5)，所述新型投切电路(1)和新型接触器(5)并联；所述控制电路包括信号处理芯片单元(2)与新型快速零过程开关检测单元(3)，所述新型快速零过程开关检测单元(3)的输出端与信号处理芯片单元(2)输入端连接，信号处理芯片单元(2)的输出端与新型投切电路(1)输入端连接；所述电源单元(4)与快速零过程开关和控制电路相连。

【技术特征摘要】
1.一种柔性快速零过程投切开关，包括快速零过程开关、控制电路和电源单元(4)，其特征在于：所述快速零过程开关包括新型投切电路(1)和新型接触器(5)，所述新型投切电路(1)和新型接触器(5)并联；所述控制电路包括信号处理芯片单元(2)与新型快速零过程开关检测单元(3)，所述新型快速零过程开关检测单元(3)的输出端与信号处理芯片单元(2)输入端连接，信号处理芯片单元(2)的输出端与新型投切电路(1)输入端连接；所述电源单元(4)与快速零过程开关和控制电路相连。2.根据权利要求1所述的柔性快速零过程投切开关，其特征在于：所述新型投切电路(1)包括二极管VD和三极管VT，所述二极管VD和三极管VT反向并联；所述新型投切电路(1)还串联有一电容C1。3.根据权利要求1所述的柔性快速零过程投切开关，其特征在于：所述新型接触器(5)连接有一继电器(51)，所述继电器(51)触点处并联有限流电容C2。4.根据权利要求1所述的柔性快速零过程投切开关，其特征在于：所述新型快速零过程开关检测单元(3)包括快速零过程触发电路(31)和限流电路(32)，所述快速零过程触发电路(31)的输入端和限流电路(...

【专利技术属性】
技术研发人员：邢威峰，
申请(专利权)人：南京绿高电子科技有限公司，
类型：新型
国别省市：江苏;32