带自动投切和热备用功能的双路电源智能无触点开关装置制造方法及图纸

带自动投切和热备用功能的双路电源智能无触点开关装置，含有控制电路。其特征在于：它包含：　　　　控制电路，它主要含有：　　　　微控制器，　　　　触发信号光纤接口电路，它的输入端与微处理器的脉宽调制ＰＷＭ输出端口相连，它依次由ＰＷＭ整形电路、光电隔离电路和光纤接口串接而成；　　　　全球卫星标准时钟电路，它经ＲＳ２３２串行接口和微处理器相连；　　　　模数转换电路，它是快速６通道全差分输入的双１２位模／数转换器，它的输入端与测量工作或备用电源、电压的霍尔传感器的输出端相连，它的输出端与微处理器的数据端口相连；　　　　开关量输入电路，它是一种光电隔离的高速输入电路，它的输入信号是拨码开关设定的无触点开关工作状态和外部联络开关的工作状态，它的输出端与微处理器的开关信号输入端相连；　　　　开关量输出电路，它是一种光电隔离的高速输出电路，它的输入端与微处理器相连，它的输出是报警信号和去联络开关的无触点开关工作状态信号。　　　　其他还有：键盘电路、液晶显示电路、电源和控制器局域网总线接口电路；　　　　集成门极换向晶闸管ＩＧＣＴ，它的输入端与工作或备用电源相连，它的控制端与触发信号光纤接口电路的输出端相连，它的输出端与用电设备负载相连。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

一种带自动投切和热备用功能的双路电源智能无触点开关装置属于双电源自动切换

技术介绍
随着社会的发展，人们对供电可靠性要求也越来越高，很多场合用两路电源来保证供电的可靠性，这就需要一种在两路电源之间进行可靠切换，以保证供电的装置。双电源自动切换装置就是为了满足这一需要而开发的，具有自投自复和自投不自复两种切换功能，因此是一种性能完善、安全可靠、自动化程度高、使用范围广的双电源自动切换产品。对电网供电的两路电源的三相电压同时检测，当任何一相发生过压、欠压(包括缺相)，即自动从异常电源切换到正常电源；并具有机械和电气联锁保证两路电源不能同时供电。适用于交流50HZ的双电源供电系统，具有过载，短路保护，当电源出现故障时，切换装置可以完成常用电源和备用电源之间的自动切换，广泛应用于医院、商场、银行、人防、化工、冶金、高层建筑和军事设施等不允许断电的重要场所，作为保证连续供电的重要电气装置。带自动投切和热备用功能的双路电源智能无触点开关装置主要用在紧急供电的双电源系统，它可将负载电路从一个电源自动切换至另一个电源。主要的工作模式有(1)电源转换此功能将负载电路从一个电源自动切换至另一个电源。在通常状况下，只有A、B两路市电，当A路市电发生故障时，装置将负载电路自动切换至B路市电。但对于某些对供电的安全性、可靠性要求极高，不允许出现哪怕只有瞬间断电的重要场所，会有一路由发电机提供的C路电源。当A路、B路市电同时失电或发生故障时，装置检测到故障并发出信号，起动发电机，当装置检测到发电机电压达到额定电压的80％时，自动将负载电路切换至C路电源。可以通过两台装置实现三路电源供电，也可以通过多台装置的不同组合实现四路、五路等多路电源供电的特殊情形。(2)转换、反向假设负载为水泵，当A号水泵出现故障或其他需停机的情况时，装置自动切换到备用的B号水泵。这种“一用一备”的情况是比较多见的。有了装置的自动切换，不仅确保了工作正常运行，而且还大大减少了维护的工作量。至于反向功能，则是将三相交流电中的任意两相互换，从而实现负载(水泵)的反转或反向。此功能最为典型的例子就是常见的自动大门，通过将交流电中的任意两相互换，实现了大门的“开”或者“关”。(3)旁路将负载的入、出口的A、B两个闸断开，闭合右侧的旁路闸C。此时，中间的负载设备断电，可以对它进行维护和检修，而下端负载仍然可以正常地工作。(4)断开+接地当下端负载发生故障时，断开左闸A，闭合右闸B，右闸B闭合且接地，使工作人员可以安全地对下端设备进行检修。无触点开关是一种由电力电子器件组成的新型的开关器件，具有无触点、快速的、无火花接痕等特点。近几年来，智能化、无触点化成为电器开关设计、研制和开发的主要趋势。但是，传统的无触点开关在电力半导体的保护和使用的方便易用性方面显得不足，在使用中不尽人意。典型的文献是专利“无触点智能开关装置”，专利号98102694·X，它的特点是主要由信号采样器、电源板、控制电路板、可控硅组合、风机、显示电路板、操作面板、显示面板、接线端子、测控接口、外壳等部分组成。信号采样器由电流采样器、电压采样器、温度采样器、漏电电流采样器等部分组成，电流采样器为锰铜材料冲压成的分流器，将其串接在电路中，利用分流原理对电力线路中的电流进行采样，输出模拟量信号；电压采样器采用一个低功耗大电阻并联在电路上进行取样，将其转换为电压信号后输出；温度采样器采集可控硅组合测温点的温度并将其转换为电压信号后输出；漏电电流采样器采集开关所控电力线路中的漏电流，将其转换为电压信号后输出；采样器的输出信号经隔离放大后送控制电路板。电源板是通过电源变换为本装置控制电路、风机以及电子器件等提供工作电源。控制电路板是由隔离放大器、多路选择器、可变程增益控制器、模/数转换器、单片机、数/模转换器、可控硅组合驱动电路、输入输出接口及相应的控制电路等部分组成，并与信号采样器、可控硅组合、显示电路板及电源等进行电连接；控制电路板将采样器送来的模拟量信号经过隔离放大器滤除杂波干扰，通过多路选择器与单片机的结合实现信号选通，经可变程增益放大器放大后送单片机，由单片机实现各种控制功能的计算与判定并发出数控信号，数字信号经数/模转换器转换为模拟量信号，再经隔离放大后送可控硅驱动电路，去控制可控硅组合的分/断及风机启控。单片机主要是由中央处理器、程序存储器、数据存储器、晶体振荡器以及相应的外围电路等部分组成。单片机根据温度采样进行温度保护判定，按要求输出风机控制信号和可控硅组合分合信号。可控硅组合是由单向可控硅、散热器、风机及相应的电路组成，每一相电流通路采取两个单向可控硅反向并联达到交流电的导通作用，通过并联一个RC电路抑制电路中的浪涌电压，两个可控硅组合的控制极接在一起并与其它通路的可控硅组合控制极电连接，作为可控硅组合的控制极。在可控硅组合的本体上安装散热器和风机，风机的供电电源通过一个可控硅组合与电源板相连，可控硅组合受控于控制电路板的风机启控信号。可控硅组合的输入端通过信号采样器的接线端子与供电电源连接，输出端与开关的输出端子相连，可控硅组合的控制极接收控制电路板发出的经过驱动电路放大的控制信号。操作面板装配在外壳上并与控制电路板及显示电路相连，控制面板上设置开关分/合操作、显示切换按键和选定开关/联络方式、过载延时档位、自动/手动方式及状态选择等拨动开关，以便进行手动操作和功能选定。显示面板设置数字显示与指示灯显示，显示面板装配在开关的外壳上并受控于显示电路，红外数码管显示电流、电压有效值和电能计量结果，通过操作面板上的显示切换按键进行显示切换，指示灯显示开关的分合状态。资料所述的无触点开关装置的不足之处是(1)无触点开关的电力电子主开关器件都使用半控的晶闸管(可控硅)器件，管子开通和关断的时间较长，不能满足高性能的无触点开关要求；(2)无触点开关都使用了电阻-电容吸收电路，增加了开关的损耗；(3)无触点开关只作为开关使用，不具备双电源自动切换的功能。综上所述，目前的无触点开关使用晶闸管(可控硅)作为主开关电力电子器件，管子开通和关断时间长，不能满足高性能的负载要求，由于使用了阻容吸收电路，使开关的损耗大大增加，现有的无触点开关不具备双电源自动切换功能。目前具有双电源自动切换的装置是具有机械闭锁的两个接触器构成的，都不是无触点的开关，双路开关切换延迟的时间是0.1秒(即100毫秒)到60秒。而一些敏感的设备如可编程序控制器在断电一个周波即20毫秒后就会自动重新启动，所有控制逻辑都将自动复位。因此，研究带自动投切和热备用功能的双路电源智能无触点开关装置具有重要的意义和巨大的实用价值，具有很好的推广前景。附图说明图1本专利技术带自动投切和热备用功能的双路电源智能无触点开关装置的原理框图。图2本专利技术带自动投切和热备用功能的双路电源智能无触点开关装置的控制电路原理框图。图3本专利技术带自动投切和热备用功能的双路电源智能无触点开关装置的控制器和IGCT之间连接图。图4本专利技术带自动投切和热备用功能的双路电源智能无触点开关装置的控制器和模数转换器A/D之间连接图。图5本专利技术带自动投切和热备用功能的双路电源智能无触点开关装置的控制器和GPS之间连接图。图6本专利技术带自动投切和热备用功能的双路电本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.带自动投切和热备用功能的双路电源智能无触点开关装置，含有控制电路。其特征在于它包含控制电路，它主要含有微控制器，触发信号光纤接口电路，它的输入端与微处理器的脉宽调制PWM输出端口相连，它依次由PWM整形电路、光电隔离电路和光纤接口串接而成；全球卫星标准时钟电路，它经RS232串行接口和微处理器相连；模数转换电路，它是快速6通道全差分输入的双12位模/数转换器，它的输入端与测量工作或备用电源、电压的霍尔传感器的输出端相连，它的输出端与微处理器的数据端口相连；开关量输入电路...

【专利技术属性】
技术研发人员：于庆广，李建勋，
申请(专利权)人：清华大学，
类型：发明
国别省市：