本實(shí)用新型涉及三相四線電源輸出口相電選擇技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種三相四線電源負(fù)載接口相電交換裝置。

背景技術(shù)：

隨著經(jīng)濟(jì)社會(huì)的發(fā)展，用電設(shè)備的類型越來越多。由于目前的供電系統(tǒng)一般都是三相供電系統(tǒng)，在三相供電系統(tǒng)中，如果三相上的功率因素出現(xiàn)較大的不對(duì)稱時(shí)，就會(huì)出現(xiàn)電網(wǎng)的不平衡運(yùn)行，就會(huì)出現(xiàn)電網(wǎng)抖動(dòng)。

當(dāng)電網(wǎng)運(yùn)行在不平衡狀態(tài)時(shí)，電網(wǎng)中的變壓器就處于不對(duì)稱運(yùn)行狀態(tài)，處于不對(duì)稱運(yùn)行狀態(tài)的變壓器會(huì)使變壓器的零序電流過大，過大的零序電流會(huì)使變壓器的局部零件溫度增高，如果變壓器的局部零件溫度增高過大就可能會(huì)燒毀變壓器，從而造成供電系統(tǒng)的停電事故。

當(dāng)電網(wǎng)不平衡運(yùn)行時(shí)，如果要想讓不平衡運(yùn)行的電網(wǎng)變?yōu)槠胶膺\(yùn)行的電網(wǎng)，目前采取的辦法是將位于一個(gè)大范圍片區(qū)的高功率相線上的一部分負(fù)載人工切換到另一個(gè)大范圍片區(qū)的低功率相線上。由于這種切換方式在瞬間切換的負(fù)載較多，導(dǎo)致瞬間切換的沖擊電流過大，過大的沖擊電流不僅會(huì)燒壞切換設(shè)備，還由于在負(fù)載切換的那一瞬間，該負(fù)載切換前后的供電相線不同會(huì)導(dǎo)致該負(fù)載工作發(fā)生混亂甚至損壞。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型是為了解決現(xiàn)有三相四線電源的負(fù)載接口供電相不易改變的不足，提供一種能使三相四線電源的負(fù)載接口供電相易改變，并能根據(jù)三相上功率因素不平衡進(jìn)行負(fù)載接口供電相自動(dòng)交換，安全性高，可靠性好，能在電流過零點(diǎn)的準(zhǔn)確時(shí)間點(diǎn)進(jìn)行復(fù)合開關(guān)的投切，智能化程度高的一種三相四線電源負(fù)載接口相電交換裝置。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型采用以下技術(shù)方案：

一種三相四線電源負(fù)載接口相電交換裝置，包括A相、B相、C相、零線N、A接線口、B 接線口、C接線口、一號(hào)負(fù)載接口、二號(hào)負(fù)載接口、三號(hào)負(fù)載接口、控制器、節(jié)點(diǎn)J1、節(jié)點(diǎn) J2、節(jié)點(diǎn)J3、節(jié)點(diǎn)J4、節(jié)點(diǎn)J5、節(jié)點(diǎn)J6、節(jié)點(diǎn)J7和節(jié)點(diǎn)J8；

還包括分別與控制器連接的三相功率因數(shù)監(jiān)測器、一號(hào)相電壓采樣電路、一號(hào)單相逆變電源、一號(hào)過濾器、一號(hào)隔離變壓器、顯示器、一號(hào)負(fù)載接口電壓采樣電路、接口功率因數(shù)監(jiān)測器、二號(hào)相電壓采樣電路、二號(hào)單相逆變電源、二號(hào)過濾器，二號(hào)隔離變壓器、二號(hào)負(fù)載接口電壓采樣電路、開關(guān)K1、開關(guān)K2、開關(guān)K3、開關(guān)K4、開關(guān)K5、開關(guān)K6、開關(guān)K7、開關(guān)K8、開關(guān)K9、開關(guān)K10、開關(guān)K11、開關(guān)K12、開關(guān)K13、開關(guān)K14、開關(guān)K15、開關(guān)K16、開關(guān)K17、開關(guān)K18、開關(guān)K19、開關(guān)K20和開關(guān)K21；

A相連接在A接線口的火線輸入端上，B相連接在B接線口的火線輸入端上，C相連接在 C接線口的火線輸入端上，A接線口的零線輸入端、B接線口的零線輸入端和C接線口的零線輸入端均與零線N連接；

開關(guān)K19的一端、三相功率因數(shù)監(jiān)測器的a監(jiān)測端、一號(hào)相電壓采樣電路的a采樣端、二號(hào)相電壓采樣電路的a采樣端、開關(guān)K1的一端、A接線口的輸出端、開關(guān)K9的一端、開關(guān)K13的一端和開關(guān)K15的一端分別與節(jié)點(diǎn)J1連接；

開關(guān)K20的一端、三相功率因數(shù)監(jiān)測器的b監(jiān)測端、一號(hào)相電壓采樣電路的b采樣端、二號(hào)相電壓采樣電路的b采樣端、開關(guān)K2的一端、B接線口的輸出端、開關(guān)K8的一端、開關(guān)K12的一端和開關(guān)K14的一端分別與節(jié)點(diǎn)J2連接；

開關(guān)K21的一端、三相功率因數(shù)監(jiān)測器的c監(jiān)測端、一號(hào)相電壓采樣電路的c采樣端、二號(hào)相電壓采樣電路的c采樣端、開關(guān)K3的一端、C接線口的輸出端、開關(guān)K7的一端、開關(guān)K10的一端和開關(guān)K11的一端分別與節(jié)點(diǎn)J3連接；

一號(hào)隔離變壓器的電源輸出端、一號(hào)負(fù)載接口電壓采樣電路的采樣端、開關(guān)K4的一端、開關(guān)K5的一端和開關(guān)K6的一端分別與節(jié)點(diǎn)J4連接；

二號(hào)隔離變壓器的電源輸出端、二號(hào)負(fù)載接口電壓采樣電路的采樣端、開關(guān)K16的一端、開關(guān)K17的一端和開關(guān)K18的一端分別與節(jié)點(diǎn)J5連接；

開關(guān)K4的另一端、開關(guān)K9的另一端、開關(guān)K10的另一端、開關(guān)K14的另一端、接口功率因數(shù)監(jiān)測器的一號(hào)監(jiān)測端和一號(hào)負(fù)載接口分別與節(jié)點(diǎn)J6連接；

開關(guān)K5的另一端、開關(guān)K8的另一端、開關(guān)K11的另一端、開關(guān)K15的另一端、接口功率因數(shù)監(jiān)測器的二號(hào)監(jiān)測端和二號(hào)負(fù)載接口分別與節(jié)點(diǎn)J7連接；

開關(guān)K6的另一端、開關(guān)K7的另一端、開關(guān)K12的另一端、開關(guān)K13的另一端、接口功率因數(shù)監(jiān)測器的三號(hào)監(jiān)測端和三號(hào)負(fù)載接口分別與節(jié)點(diǎn)J8連接；

開關(guān)K1的另一端、開關(guān)K2的另一端和開關(guān)K3的另一端均與一號(hào)單相逆變電源的電源輸入端連接，一號(hào)過濾器的輸入端連接在一號(hào)單相逆變電源的電源輸出端上，一號(hào)過濾器的輸出端連接在一號(hào)隔離變壓器的電源輸入端上；

開關(guān)K19的另一端、開關(guān)K20的另一端和開關(guān)K21的另一端均與二號(hào)單相逆變電源的電源輸入端連接，二號(hào)過濾器的輸入端連接在二號(hào)單相逆變電源的電源輸出端上，二號(hào)過濾器的輸出端連接在二號(hào)隔離變壓器的電源輸入端上；

開關(guān)K1、開關(guān)K2、開關(guān)K3、開關(guān)K7、開關(guān)K8、開關(guān)K9、開關(guān)K10、開關(guān)K11、開關(guān)K12、開關(guān)K13、開關(guān)K14、開關(guān)K15、開關(guān)K19、開關(guān)K20和開關(guān)K21均為電路結(jié)構(gòu)完全相同的復(fù)合開關(guān)；

復(fù)合開關(guān)包括一號(hào)節(jié)點(diǎn)、二號(hào)節(jié)點(diǎn)、可控硅開關(guān)K_b、磁保持繼電器開關(guān)K_c、節(jié)點(diǎn)M_a、電感L_a、節(jié)點(diǎn)M_b、電容Ca、二極管D₁、二極管D₂、二極管D₃、二極管D₄、電容C₀、光電耦合器 OPT、電阻R₀、自用電供電模塊、磁驅(qū)動(dòng)電力路、硅驅(qū)動(dòng)電路和控制器，光電耦合器OPT包括發(fā)光二極管D₅和光敏三極管Q₀；

可控硅開關(guān)K_b的一端和磁保持繼電器開關(guān)K_c的一端分別與一號(hào)節(jié)點(diǎn)連接，可控硅開關(guān)K_b的另一端、磁保持繼電器開關(guān)K_c的另一端、電感L_a的一端、二極管D₁的正極端和二極管D₃的負(fù)極端分別與節(jié)點(diǎn)M_a連接，電感L_a的另一端、電容Ca的一端和電容C₀的一端分別與節(jié)點(diǎn) M_b連接，電容Ca的另一端連接在二號(hào)節(jié)點(diǎn)上，二極管D₂的正極端和二極管D₄的負(fù)極端都連接在電容C₀的另一端上，二極管D₁的負(fù)極端和二極管D₂的負(fù)極端都連接在發(fā)光二極管D₅的正極端上，二極管D₃的正極端和二極管D₄的正極端都連接在發(fā)光二極管D₅的負(fù)極端上，光敏三極管Q₀的發(fā)射極接地，光敏三極管Q₀的集電極分別與電阻R₀的一端和控制器連接，電阻R₀的另一端與自用電供電模塊連接，硅驅(qū)動(dòng)電路分別與可控硅開關(guān)K_b的控制端和控制器連接，磁驅(qū)動(dòng)電路分別與磁保持繼電器開關(guān)K_c的控制端和控制器連接；

在同一時(shí)間斷面內(nèi)一號(hào)節(jié)點(diǎn)只能與A相、B相和C相這三相中的其中一相導(dǎo)通連接；二號(hào)節(jié)點(diǎn)連接在零線N上。

本方案能使三相四線電源的負(fù)載接口供電相易改變，并能根據(jù)三相上功率因素不平衡進(jìn)行負(fù)載接口供電相自動(dòng)交換，安全性高，可靠性好，能在電流過零點(diǎn)的準(zhǔn)確時(shí)間點(diǎn)進(jìn)行復(fù)合開關(guān)的投切，智能化程度高。

作為優(yōu)選，還包括與控制器連接的語音提示器。語音提示器便于發(fā)出語音提示，使用方便簡單。

作為優(yōu)選，還包括與控制器連接的提示燈。提示燈便于發(fā)出燈光提示，使用方便簡單。

本實(shí)用新型能夠達(dá)到如下效果：

能使三相四線電源的負(fù)載接口供電相易改變，并能根據(jù)三相上功率因素不平衡進(jìn)行負(fù)載接口供電相自動(dòng)交換，安全性高，可靠性好，能在電流過零點(diǎn)的準(zhǔn)確時(shí)間點(diǎn)進(jìn)行復(fù)合開關(guān)的投切，智能化程度高。能增強(qiáng)電網(wǎng)負(fù)載切換的靈活性，也增強(qiáng)了相電切換的可靠性，能大大提高電網(wǎng)運(yùn)行的穩(wěn)定性和可靠性。

附圖說明

圖1是一號(hào)負(fù)載接口上的供電相由A相供電、二號(hào)負(fù)載接口上的供電相由B相供電和三號(hào)負(fù)載接口上的供電相由C相供電時(shí)的一種電路原理連接結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2是一號(hào)相電壓采樣電路的采樣閘刀連接到一號(hào)相電壓采樣電路的a采樣端上、二號(hào)相電壓采樣電路的采樣閘刀連接到二號(hào)相電壓采樣電路的c采樣端上、閉合開關(guān)K1和閉合開關(guān)K21時(shí)的一種電路原理連接結(jié)構(gòu)示意圖。

圖3是在圖2的基礎(chǔ)上閉合開關(guān)K4、斷開開關(guān)K9、閉合開關(guān)K18和斷開開關(guān)K7時(shí)的一種電路原理連接結(jié)構(gòu)示意圖。

圖4是在圖3的基礎(chǔ)上讓一號(hào)相電壓采樣電路的采樣閘刀連接到一號(hào)相電壓采樣電路的 c采樣端上和讓二號(hào)相電壓采樣電路的采樣閘刀連接到二號(hào)相電壓采樣電路的a采樣端上時(shí)的一種電路原理連接結(jié)構(gòu)示意圖。

圖5是在圖4的基礎(chǔ)上讓一號(hào)相電壓采樣電路的采樣閘刀連接到一號(hào)相電壓采樣電路的 d采樣端上、讓二號(hào)相電壓采樣電路的采樣閘刀連接到二號(hào)相電壓采樣電路的d采樣端上、閉合開關(guān)K10、斷開開關(guān)K4、閉合開關(guān)K13和斷開開關(guān)K18時(shí)的一種電路原理連接結(jié)構(gòu)示意圖。

圖6是在圖4的基礎(chǔ)上斷開開關(guān)K1和斷開開關(guān)K21，至此將一號(hào)負(fù)載接口上的供電相由 A相供電變?yōu)橛蒀相供電和將三號(hào)負(fù)載接口上的供電相由C相供電變?yōu)橛葾相供電后的一種電路原理連接結(jié)構(gòu)示意圖。

圖7為一號(hào)負(fù)載接口上的供電相由B相供電和二號(hào)負(fù)載接口上的供電相由A相供電的一種電路原理連接結(jié)構(gòu)示意圖。

圖8為二號(hào)負(fù)載接口上的供電相由C相供電和三號(hào)負(fù)載接口上的供電相由B相供電的一種電路原理連接結(jié)構(gòu)示意圖。

圖9是復(fù)合開關(guān)處的一種電路原理連接結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

下面通過實(shí)施例，并結(jié)合附圖，對(duì)本實(shí)用新型的技術(shù)方案作進(jìn)一步具體的說明。

實(shí)施例：一種三相四線電源負(fù)載接口相電交換裝置，參見圖1和圖9所示，包括A相、B 相、C相、零線N、A接線口、B接線口、C接線口、一號(hào)負(fù)載接口811、二號(hào)負(fù)載接口822、三號(hào)負(fù)載接口833、控制器107、節(jié)點(diǎn)J1、節(jié)點(diǎn)J2、節(jié)點(diǎn)J3、節(jié)點(diǎn)J4、節(jié)點(diǎn)J5、節(jié)點(diǎn)J6、節(jié)點(diǎn)J7和節(jié)點(diǎn)J8；

還包括分別與控制器連接的三相功率因數(shù)監(jiān)測器101、一號(hào)相電壓采樣電路102、一號(hào)單相逆變電源103、一號(hào)過濾器104、一號(hào)隔離變壓器105、顯示器506、一號(hào)負(fù)載接口電壓采樣電路108、接口功率因數(shù)監(jiān)測器109、二號(hào)相電壓采樣電路110、二號(hào)單相逆變電源1030、二號(hào)過濾器1040，二號(hào)隔離變壓器1050、二號(hào)負(fù)載接口電壓采樣電路1080、開關(guān)K1、開關(guān) K2、開關(guān)K3、開關(guān)K4、開關(guān)K5、開關(guān)K6、開關(guān)K7、開關(guān)K8、開關(guān)K9、開關(guān)K10、開關(guān)K11、開關(guān)K12、開關(guān)K13、開關(guān)K14、開關(guān)K15、開關(guān)K16、開關(guān)K17、開關(guān)K18、開關(guān)K19、開關(guān) K20和開關(guān)K21；

A相連接在A接線口的火線輸入端上，B相連接在B接線口的火線輸入端上，C相連接在 C接線口的火線輸入端上，A接線口的零線輸入端、B接線口的零線輸入端和C接線口的零線輸入端均與零線N連接；

開關(guān)K19的一端、三相功率因數(shù)監(jiān)測器的a監(jiān)測端、一號(hào)相電壓采樣電路的a采樣端、二號(hào)相電壓采樣電路的a采樣端、開關(guān)K1的一端、A接線口的輸出端、開關(guān)K9的一端、開關(guān)K13的一端和開關(guān)K15的一端分別與節(jié)點(diǎn)J1連接；

開關(guān)K20的一端、三相功率因數(shù)監(jiān)測器的b監(jiān)測端、一號(hào)相電壓采樣電路的b采樣端、二號(hào)相電壓采樣電路的b采樣端、開關(guān)K2的一端、B接線口的輸出端、開關(guān)K8的一端、開關(guān)K12的一端和開關(guān)K14的一端分別與節(jié)點(diǎn)J2連接；

開關(guān)K21的一端、三相功率因數(shù)監(jiān)測器的c監(jiān)測端、一號(hào)相電壓采樣電路的c采樣端、二號(hào)相電壓采樣電路的c采樣端、開關(guān)K3的一端、C接線口的輸出端、開關(guān)K7的一端、開關(guān)K10的一端和開關(guān)K11的一端分別與節(jié)點(diǎn)J3連接；

一號(hào)隔離變壓器的電源輸出端、一號(hào)負(fù)載接口電壓采樣電路的采樣端、開關(guān)K4的一端、開關(guān)K5的一端和開關(guān)K6的一端分別與節(jié)點(diǎn)J4連接；

二號(hào)隔離變壓器的電源輸出端、二號(hào)負(fù)載接口電壓采樣電路的采樣端、開關(guān)K16的一端、開關(guān)K17的一端和開關(guān)K18的一端分別與節(jié)點(diǎn)J5連接；

開關(guān)K4的另一端、開關(guān)K9的另一端、開關(guān)K10的另一端、開關(guān)K14的另一端、接口功率因數(shù)監(jiān)測器的一號(hào)監(jiān)測端和一號(hào)負(fù)載接口分別與節(jié)點(diǎn)J6連接；

開關(guān)K5的另一端、開關(guān)K8的另一端、開關(guān)K11的另一端、開關(guān)K15的另一端、接口功率因數(shù)監(jiān)測器的二號(hào)監(jiān)測端和二號(hào)負(fù)載接口分別與節(jié)點(diǎn)J7連接；

開關(guān)K6的另一端、開關(guān)K7的另一端、開關(guān)K12的另一端、開關(guān)K13的另一端、接口功率因數(shù)監(jiān)測器的三號(hào)監(jiān)測端和三號(hào)負(fù)載接口分別與節(jié)點(diǎn)J8連接；

開關(guān)K1的另一端、開關(guān)K2的另一端和開關(guān)K3的另一端均與一號(hào)單相逆變電源的電源輸入端連接，一號(hào)過濾器的輸入端連接在一號(hào)單相逆變電源的電源輸出端上，一號(hào)過濾器的輸出端連接在一號(hào)隔離變壓器的電源輸入端上；

開關(guān)K19的另一端、開關(guān)K20的另一端和開關(guān)K21的另一端均與二號(hào)單相逆變電源的電源輸入端連接，二號(hào)過濾器的輸入端連接在二號(hào)單相逆變電源的電源輸出端上，二號(hào)過濾器的輸出端連接在二號(hào)隔離變壓器的電源輸入端上；

開關(guān)K1、開關(guān)K2、開關(guān)K3、開關(guān)K7、開關(guān)K8、開關(guān)K9、開關(guān)K10、開關(guān)K11、開關(guān)K12、口、二號(hào)負(fù)載接口和三號(hào)負(fù)載接口上的監(jiān)測數(shù)據(jù)分別上傳給控制器，控制器立即對(duì)接口功率因數(shù)監(jiān)測器上傳的監(jiān)測數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算處理；

當(dāng)控制器對(duì)接口功率因數(shù)監(jiān)測器上傳的監(jiān)測數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算處理后即可分別確定出一號(hào)負(fù)載接口、二號(hào)負(fù)載接口和三號(hào)負(fù)載接口當(dāng)前分別是由A相、B相和C相這三相中的哪一相在對(duì)其進(jìn)行供電；

參見圖1所示，若此時(shí)確定出一號(hào)負(fù)載接口上的供電相由A相供電，二號(hào)負(fù)載接口上的供電相由B相供電，三號(hào)負(fù)載接口上的供電相由C相供電，則此時(shí)的開關(guān)K7、開關(guān)K8和開關(guān)K9均處于閉合狀態(tài)，此時(shí)的開關(guān)K1、開關(guān)K2、開關(guān)K3、開關(guān)K4、開關(guān)K5、開關(guān)K6、開關(guān)K10、開關(guān)K11、開關(guān)K12、開關(guān)K13、開關(guān)K14、開關(guān)K15、開關(guān)K16、開關(guān)K17和開關(guān)K18 均處于斷開狀態(tài)，此時(shí)的一號(hào)相電壓采樣電路的采樣閘刀位于d端上，二號(hào)相電壓采樣電路的采樣閘刀位于d端上；

(4)為使A相、B相和C相上的功率因數(shù)兩兩絕對(duì)值之差后的絕對(duì)值小于設(shè)定值P₀，則需要將一號(hào)負(fù)載接口上的供電相由A相供電變?yōu)橛蒀相供電，二號(hào)負(fù)載接口上的供電相仍由B 相供電，三號(hào)負(fù)載接口上的供電相由C相供電變?yōu)橛葾相供電；

(5)將一號(hào)負(fù)載接口上的供電相由A相供電變?yōu)橛蒀相供電和將三號(hào)負(fù)載接口上的供電相由C相供電變?yōu)橛葾相供電的負(fù)載接口供電相自動(dòng)交換過程如下：

(5-1)首先，讓一號(hào)相電壓采樣電路的采樣閘刀連接到一號(hào)相電壓采樣電路的a采樣端上與A相接通，參見圖2所示，一號(hào)相電壓采樣電路采集A相的電壓信號(hào)并上傳給控制器；

然后，讓開關(guān)K1閉合使一號(hào)單相逆變電源與A相接通；參見圖3所示，在控制器的控制下，一號(hào)單相逆變電源輸出的電壓信號(hào)以A相的電壓信號(hào)作為參考，以一號(hào)單相逆變電源輸出的電壓信號(hào)作為反饋信號(hào)，構(gòu)成一號(hào)閉環(huán)控制，在控制器中產(chǎn)生一號(hào)驅(qū)動(dòng)信號(hào)，使一號(hào)單相逆變電源輸出的一號(hào)電壓波形先經(jīng)過一號(hào)過濾器過濾后再經(jīng)過一號(hào)隔離變壓器輸出穩(wěn)定的一號(hào)正弦波電源，并在控制器的控制下使一號(hào)隔離變壓器輸出的一號(hào)正弦波電源與A相電壓同幅值同相位；

然后，同時(shí)閉合開關(guān)K4和斷開開關(guān)K9，此時(shí)一號(hào)負(fù)載接口上的供電相的狀態(tài)還是與A 相上的供電相的狀態(tài)相同；

接著，仍然讓開關(guān)K1閉合，讓一號(hào)相電壓采樣電路的采樣閘刀連接到一號(hào)相電壓采樣電路的c采樣端上與C相接通，參見圖4所示，一號(hào)相電壓采樣電路采集C相的電壓信號(hào)并上傳給控制器；控制器采用移相控制，使一號(hào)單相逆變電源輸出的電壓信號(hào)以C相的電壓信號(hào)作為參考，以一號(hào)單相逆變電源輸出的電壓信號(hào)作為反饋信號(hào)，構(gòu)成新的一號(hào)閉環(huán)控制，在控制器中產(chǎn)生SPWM的一號(hào)驅(qū)動(dòng)信號(hào)，使一號(hào)單相逆變電源輸出的一號(hào)電壓波形先經(jīng)過一號(hào)過濾器過濾后再經(jīng)過一號(hào)隔離變壓器輸出穩(wěn)定的一號(hào)正弦波電源，并在控制器的控制下使一號(hào)隔離變壓器輸出的一號(hào)正弦波電源與C相電壓同幅值同相位，此時(shí)一號(hào)負(fù)載接口上的供電相的狀態(tài)與C相上的供電相的狀態(tài)相同；

(5-2)同理，讓二號(hào)相電壓采樣電路的采樣閘刀連接到二號(hào)相電壓采樣電路的c采樣端上與C相接通，參見圖2所示，二號(hào)相電壓采樣電路采集C相的電壓信號(hào)并上傳給控制器；

然后，讓開關(guān)K21閉合使二號(hào)單相逆變電源與C相接通；參見圖3所示，在控制器的控制下，二號(hào)單相逆變電源輸出的電壓信號(hào)以C相的電壓信號(hào)作為參考，以二號(hào)單相逆變電源輸出的電壓信號(hào)作為反饋信號(hào)，構(gòu)成二號(hào)閉環(huán)控制，在控制器中產(chǎn)生二號(hào)驅(qū)動(dòng)信號(hào)，使二號(hào)單相逆變電源輸出的二號(hào)電壓波形先經(jīng)過二號(hào)過濾器過濾后再經(jīng)過二號(hào)隔離變壓器輸出穩(wěn)定的二號(hào)正弦波電源，并在控制器的控制下使二號(hào)隔離變壓器輸出的二號(hào)正弦波電源與C相電壓同幅值同相位；

然后，同時(shí)閉合開關(guān)K18和斷開開關(guān)K7，此時(shí)三號(hào)負(fù)載接口上的供電相的狀態(tài)也與C相上的供電相的狀態(tài)相同；

接著，仍然讓開關(guān)K21閉合，讓二號(hào)相電壓采樣電路的采樣閘刀連接到二號(hào)相電壓采樣電路的a采樣端上與A相接通，參見圖4所示，二號(hào)相電壓采樣電路采集A相的電壓信號(hào)并上傳給控制器；控制器采用移相控制，使二號(hào)單相逆變電源輸出的電壓信號(hào)以A相的電壓信號(hào)作為參考，以二號(hào)單相逆變電源輸出的電壓信號(hào)作為反饋信號(hào)，構(gòu)成新的二號(hào)閉環(huán)控制，在控制器中產(chǎn)生SPWM的二號(hào)驅(qū)動(dòng)信號(hào)，使二號(hào)單相逆變電源輸出的二號(hào)電壓波形先經(jīng)過二號(hào)過濾器過濾后再經(jīng)過二號(hào)隔離變壓器輸出穩(wěn)定的二號(hào)正弦波電源，并在控制器的控制下使二號(hào)隔離變壓器輸出的二號(hào)正弦波電源與A相電壓同幅值同相位，此時(shí)三號(hào)負(fù)載接口上的供電相的狀態(tài)與A相上的供電相的狀態(tài)相同；

(5-3)然后，同時(shí)閉合開關(guān)K10、斷開開關(guān)K4、閉合開關(guān)K13和斷開開關(guān)K18，參見圖 5所示，此時(shí)一號(hào)負(fù)載接口上的供電相完全由C相供電，三號(hào)負(fù)載接口上的供電相完全由A 相供電；

(5-4)最后，將一號(hào)相電壓采樣電路的采樣閘刀轉(zhuǎn)動(dòng)到d端上，將二號(hào)相電壓采樣電路的采樣閘刀轉(zhuǎn)動(dòng)到d端上，斷開開關(guān)K1和斷開開關(guān)K21，參見圖6所示，從而使一號(hào)相電壓采樣電路、一號(hào)單相逆變電源、一號(hào)過濾器、一號(hào)隔離變壓器、二號(hào)相電壓采樣電路、二號(hào)單相逆變電源、二號(hào)過濾器和二號(hào)隔離變壓器均退出負(fù)載接口供電相自動(dòng)交換的作業(yè)；

(5-5)至此，將一號(hào)負(fù)載接口上的供電相由A相供電變?yōu)橛蒀相供電和將三號(hào)負(fù)載接口上的供電相由C相供電變?yōu)橛葾相供電的負(fù)載接口供電相自動(dòng)交換過程結(jié)束；

(5-6)同理，將一號(hào)負(fù)載接口上的供電相、二號(hào)負(fù)載接口上的供電相和三號(hào)負(fù)載接口上的供電相兩兩相交換的原理與將一號(hào)負(fù)載接口上的供電相由A相供電變?yōu)橛蒀相供電和將三號(hào)負(fù)載接口上的供電相由C相供電變?yōu)橛葾相供電的原理相同。

參見圖7所示，一號(hào)負(fù)載接口上的供電相由B相供電和二號(hào)負(fù)載接口上的供電相由A相供電。

參見圖8所示，二號(hào)負(fù)載接口上的供電相由C相供電和三號(hào)負(fù)載接口上的供電相由B相供電。

本實(shí)例能使三相四線電源的負(fù)載接口供電相易改變，并能根據(jù)三相上功率因素不平衡進(jìn)行負(fù)載接口供電相自動(dòng)交換，安全性高，可靠性好，能在電流過零點(diǎn)的準(zhǔn)確時(shí)間點(diǎn)進(jìn)行復(fù)合開關(guān)的投切，智能化程度高。

(二)、復(fù)合開關(guān)中在使用時(shí)，參見圖9所示，把一號(hào)節(jié)點(diǎn)連接在電源的火線C上，把二號(hào)節(jié)點(diǎn)連接在電源的零線N上。

電感L_a采用高頻電感，電感L_a的電感為幾十微亨。當(dāng)可控硅開關(guān)K_b或磁保持繼電器開關(guān) K_c導(dǎo)通瞬間，電容Ca的阻抗約為0，而由于電感L_a的存在，電感L_a在導(dǎo)通瞬間，其頻率變化很大，電感L_a的阻抗也很大，抑制了電源導(dǎo)通瞬間的沖擊電流；當(dāng)電路正常工作時(shí)，由于電源頻率為50Hz工頻，則電感L_a的阻抗很小。

在電感L_a中，電感L_a的電壓U_La超前電感L_a的電流I₁90度，即電感L_a的電流I₁落后電感 L_a的電壓U_La90度。

在電容C₀中，電容C₀的電流I₂超前電容C₀的電壓U_C090度，即電容C₀的電壓U_C0落后電容 C₀的電流I₂90度。

電流I₁通過電感L_a、電容Ca形成閉合回路，則有電感L_a上的電壓U_La超前電感L_a上的電流I₁90度。

當(dāng)電感L_a的電壓U_La在某個(gè)時(shí)刻的節(jié)點(diǎn)M_a點(diǎn)為正、節(jié)點(diǎn)M_b點(diǎn)為負(fù)時(shí)，則電流I₂從節(jié)點(diǎn)M_a點(diǎn)通過二極管D₁、發(fā)光二極管D₅、二極管D₄和電容C₀形成支路。

忽略二極管D₁、發(fā)光二極管D₅和二極管D₄的壓降，顯然有即U_La＝U_C0，即電感L_a的電壓U_La等于電容C₀的電壓U_C0。顯然有電感L_a上的電壓U_La滯后電容C₀上的電流I₂90度，從而有電容 C₀上的電流I₂與電感L_a上的電流I₁互為反向，即電流I₂與電流I₁互為反向。U_CN是火線C上的電壓。為敘述方便，將A相、B相和C相統(tǒng)一稱為火線。

當(dāng)電流I₂正向且大于發(fā)光二極管D₅發(fā)光的最小電流時(shí)，光電耦合器的輸出信號(hào)U_IO即從高電平變?yōu)榈碗娖剑侠磉x擇電容C₀，使電容C₀上的電流I₂正向過零點(diǎn)且能快速達(dá)到發(fā)光二極管D₅發(fā)光的最小電流。

當(dāng)電流I₂正向過零點(diǎn)后，光電耦合器的輸出信號(hào)U_IO即從高電平變?yōu)榈碗娖剑捎陔娏鱅₂與電流I₁反向，則有當(dāng)光電耦合器的輸出信號(hào)U_IO從低電平變?yōu)楦唠娖綍r(shí)，電流I₁剛好處于正向過零點(diǎn)。因此光電耦合器的輸出信號(hào)U_IO從低電平變?yōu)楦唠娖綍r(shí)，即獲得了電流I₁的過零點(diǎn)電流。當(dāng)獲得了電流I₁的過零點(diǎn)電流時(shí)，控制器即可立即給磁保持繼電器開關(guān)K_c發(fā)出斷開或閉合信號(hào)。如果需要讓磁保持繼電器開關(guān)K_c斷開，則控制器就給磁保持繼電器開關(guān)K_c發(fā)出斷開控制信號(hào)，磁保持繼電器開關(guān)K_c隨即斷開；如果需要讓磁保持繼電器開關(guān)K_c閉合，則控制器就給磁保持繼電器開關(guān)K_c發(fā)出閉合控制信號(hào)，磁保持繼電器開關(guān)K_c隨即閉合。從通過獲取電流過零點(diǎn)時(shí)的準(zhǔn)確時(shí)間點(diǎn)，再根據(jù)該準(zhǔn)確時(shí)間點(diǎn)對(duì)磁保持繼電器開關(guān)K_c發(fā)出斷開或閉合的控制信號(hào)來使磁保持繼電器開關(guān)K_c的觸點(diǎn)斷開或閉合，此時(shí)流過磁保持繼電器開關(guān)K_c的電流小，在小電流時(shí)斷開或閉合磁保持繼電器開關(guān)K_c，使得磁保持繼電器開關(guān)K_c的觸點(diǎn)不易損壞。從而有效地延長了磁保持繼電器開關(guān)K_c的壽命，進(jìn)而延長了復(fù)合開關(guān)的使用壽命。

在投入復(fù)合開關(guān)時(shí)，因?yàn)榭煽毓栝_關(guān)K_b導(dǎo)通的瞬間，由于電感L_a的電流抑制作用，不會(huì)發(fā)生大的沖擊電流，又由于可控硅開關(guān)K_b的導(dǎo)通壓降很小，且電感L_a在工頻頻率下阻抗很小，節(jié)點(diǎn)M_a和節(jié)點(diǎn)M_b兩點(diǎn)間的壓降較小，此時(shí)閉合磁保持繼電器開關(guān)K_c，對(duì)磁保持繼電器開關(guān)K_c的觸點(diǎn)損害很小，從而有效地延長了控硅開關(guān)K_b的壽命，進(jìn)而延長了復(fù)合開關(guān)的使用壽命。

在可控硅開關(guān)K_b處于導(dǎo)通且磁保持繼電器開關(guān)K_c處于閉合時(shí)，如果要關(guān)斷可控硅開關(guān)K_b，則在電流I₁過零點(diǎn)時(shí)才讓可控硅開關(guān)K_b斷開，這樣能夠有效保護(hù)可控硅開關(guān)K_b的使用壽命。

只有在要向火線C投入復(fù)合開關(guān)的可控硅開關(guān)K_b時(shí)才采用電壓過零點(diǎn)時(shí)投入，只要復(fù)合開關(guān)上有電流的情況下都采用電流過零來進(jìn)行投入或切除，大大提高了復(fù)合開關(guān)的使用壽命，可靠性較高，安全性較好。

當(dāng)可控硅開關(guān)K_b導(dǎo)通時(shí)，在磁保持繼電器開關(guān)K_c還沒有斷開的情況下，此時(shí)的磁保持繼電器開關(guān)K_c也是導(dǎo)通的，即可控硅開關(guān)K_b和磁保持繼電器開關(guān)K_c此時(shí)同時(shí)處于導(dǎo)通狀態(tài)。由于可控硅開關(guān)K_b支路具有電感L_a的導(dǎo)通電阻，顯然磁保持繼電器開關(guān)K_c支路的阻抗要遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于可控硅開關(guān)K_b支路的阻抗，因此流過磁保持繼電器開關(guān)K_c的電流大于流過可控硅開關(guān)K_b支路的電流。若磁保持繼電器開關(guān)K_c不在電流過零點(diǎn)斷開觸點(diǎn)，極易損壞觸點(diǎn)。從通過獲取電感L_a支路的電流I₁過零點(diǎn)時(shí)的準(zhǔn)確時(shí)間點(diǎn)，再讓控制器發(fā)出控制信號(hào)來斷開磁保持繼電器開關(guān)K_c的觸點(diǎn)，讓磁保持繼電器開關(guān)K_c在電流較小時(shí)進(jìn)行閉合或斷開動(dòng)作，這樣就不易燒壞磁保持繼電器開關(guān)K_c上的觸點(diǎn)，有效地延長了磁保持繼電器開關(guān)K_c的使用壽命，進(jìn)而也延長了復(fù)合開關(guān)的使用壽命，結(jié)構(gòu)簡單，可靠性高。

一種三相四線電源負(fù)載接口相電交換裝置的復(fù)合開關(guān)的精確過零投切控制過程如下：

(2-1)投入復(fù)合開關(guān)；

(2-1-1)當(dāng)要向火線C投入復(fù)合開關(guān)時(shí)，先檢測火線C上電壓U_CN過零點(diǎn)時(shí)的準(zhǔn)確時(shí)間點(diǎn)，當(dāng)電壓U_CN過零點(diǎn)時(shí)，控制器立即向可控硅開關(guān)K_b發(fā)出導(dǎo)通控制信號(hào)，可控硅開關(guān)K_b隨即導(dǎo)通；

(2-1-2)當(dāng)可控硅開關(guān)K_b導(dǎo)通設(shè)定時(shí)間后，先檢測電流I₁過零點(diǎn)時(shí)的準(zhǔn)確時(shí)間點(diǎn)，當(dāng)電流I₁過零點(diǎn)時(shí)，控制器立即向磁保持繼電器開關(guān)K_c發(fā)出閉合控制信號(hào)，磁保持繼電器開關(guān) K_c隨即閉合；

(2-1-3)然后再次檢測電流I₁過零點(diǎn)時(shí)的準(zhǔn)確時(shí)間點(diǎn)，當(dāng)電流I₁過零點(diǎn)時(shí)，控制器立即向可控硅開關(guān)K_b發(fā)出關(guān)斷控制信號(hào)，可控硅開關(guān)K_b隨即關(guān)斷，此時(shí)只由磁保持繼電器開關(guān) K_c保持供電回路工作，至此完成復(fù)合開關(guān)向火線C的投入工作；

(2-2)切除復(fù)合開關(guān)；

(2-2-1)當(dāng)要切除火線C上的復(fù)合開關(guān)時(shí)，先檢測電流I₁過零點(diǎn)時(shí)的準(zhǔn)確時(shí)間點(diǎn)，當(dāng)電流I₁過零點(diǎn)時(shí)，控制器立即向可控硅開關(guān)K_b發(fā)出導(dǎo)通控制信號(hào)，可控硅開關(guān)K_b隨即導(dǎo)通，延時(shí)一段時(shí)間使可控硅開關(guān)K_b可靠導(dǎo)通；

(2-2-2)在可控硅開關(guān)K_b導(dǎo)通的情況下，再次檢測電流I₁過零點(diǎn)時(shí)的準(zhǔn)確時(shí)間點(diǎn)，當(dāng)電流I₁過零點(diǎn)時(shí)，控制器立即向磁保持繼電器開關(guān)K_c發(fā)出斷開控制信號(hào)，磁保持繼電器開關(guān) K_c隨即斷開；

(2-2-3)然后再次檢測電流I₁過零點(diǎn)時(shí)的準(zhǔn)確時(shí)間點(diǎn)，當(dāng)電流I₁過零點(diǎn)時(shí)，控制器立即向可控硅開關(guān)K_b發(fā)出關(guān)斷控制信號(hào)，可控硅開關(guān)K_b隨即關(guān)斷；至此復(fù)合開關(guān)已從火線C上完全切除。

上面結(jié)合附圖描述了本實(shí)用新型的實(shí)施方式，但實(shí)現(xiàn)時(shí)不受上述實(shí)施例限制，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員可以在所附權(quán)利要求的范圍內(nèi)做出各種變化或修改。