專利名稱：一種無觸點開關(guān)電源電腦程控裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種自動控制裝置，更確切地說是涉及一種與供水裝置配套的開關(guān)電源電腦程控裝置。
目前廣泛使用的與各種供水裝置配套的電源自動開關(guān)柜，普遍采用中間及時間繼電器為二次線路，以交流接觸器為開關(guān)主體的結(jié)構(gòu)，存在的問題可總結(jié)為以下三個方面整個開關(guān)柜接點多、布線多、體積大，開關(guān)時有劇烈振動加之頻繁的啟停、噪聲大，電流瞬間的通斷在觸點處產(chǎn)生電弧極易燒損觸點，從而故障率高；傳統(tǒng)的電源開關(guān)柜的啟動方式為Y－△或由電抗器降壓分級啟動，因而對電網(wǎng)的沖擊大，造成強(qiáng)干擾；現(xiàn)有的供水裝置電源自動開關(guān)柜一般沒有斷相保護(hù)功能，對設(shè)備的安全運行造成潛在威脅。
本實用新型的目的是設(shè)計一種與供水裝置配套的無觸點開關(guān)電源電腦程控裝置，對中功率(10～100KW)電機(jī)實現(xiàn)無觸點開關(guān)電源控制和實現(xiàn)平滑升壓的“準(zhǔn)軟啟動”方式，用電設(shè)備啟動自如，對電網(wǎng)沖擊極小，能平穩(wěn)地進(jìn)入正常運行狀態(tài)，并具有斷相自動保護(hù)功能。
本實用新型以單片機(jī)為核心控制部件，以雙向可控硅分別串接中功率電機(jī)三相繞組構(gòu)成三相電源主回路，單片機(jī)的I／O口輸出觸發(fā)控制信號經(jīng)觸發(fā)脈沖形成電路至雙向可控硅的觸發(fā)控制極，單片機(jī)的I／O口上接有水位檢測電路，將帶電接點的水壓表反映的水位信號轉(zhuǎn)換為電壓信號供單片機(jī)判別。主程序判斷水位信號并控制可控硅觸發(fā)控制信號的輸出，控制電機(jī)運轉(zhuǎn)或停止，單片機(jī)的中斷口上接有交流電全波過零檢測電路，可控硅觸發(fā)控制極同步觸發(fā)脈沖的相位標(biāo)志源取自變壓器的一組次級線圈，交流電全波過零檢測電路檢測每一周期的正、負(fù)半周起始零點，輸入單片機(jī)的I／O口，以實現(xiàn)可控硅的過零觸發(fā)，歸零截止。由程序進(jìn)行三相相位的過零點計算，，生成A、B、C三相電各自的相位標(biāo)志。單片機(jī)的啟動程序讀出第一個半周波零點，并以此為起點在延遲t時間后形成第一個觸發(fā)雙向可控硅導(dǎo)通的同步觸發(fā)脈沖，并在此后的正、負(fù)半周內(nèi)以每次減△t的時間形成一系列的同步觸發(fā)脈沖，直至t等于零后的正常運轉(zhuǎn)狀態(tài)，以實現(xiàn)平滑升壓的“準(zhǔn)軟啟動”方式，有三相電斷相保護(hù)電路與單片機(jī)的I／O口相接，通過三相電主回路中的電流互感器監(jiān)測斷相狀態(tài)，由主程序查詢該狀態(tài)，并在斷相時施以停止電機(jī)運轉(zhuǎn)的保護(hù)措施。
下面結(jié)合實施例附圖詳細(xì)說明本實用新型的技術(shù)。
附

圖1為無觸點開關(guān)電源電腦程控裝置電路結(jié)構(gòu)圖。
附圖2為本裝置與供水裝置的配套使用示意圖。
參見附圖1，100是單片機(jī)，實施例采用8751單片機(jī)，由三個雙向可控硅KS1－KS3與三相電機(jī)20的三個繞組串聯(lián)構(gòu)成電源主回路，回路中還分別串有快速熔絲RS1－RS3，框10所示是供水裝置的水位檢測電路，K2是帶電接點的水壓表，水壓表指針接地，兩接點L代表所設(shè)定的低水位點，H代表所設(shè)定的高水位點，當(dāng)水位在高水位點以下，指針打向L時，R－S觸發(fā)器11輸出狀態(tài)“1”，經(jīng)反相器12反相為“0”狀態(tài)，輸入至單片機(jī)中斷口P1.0，單片機(jī)主程序設(shè)計為低電平有效，此時CPU發(fā)出啟動三相電機(jī)20的命令，當(dāng)水位達(dá)到高水位點，指針打向H時，P1.0口的狀態(tài)為高電平，CPU發(fā)出停止電機(jī)20運轉(zhuǎn)的命令。
雙向可控硅的觸發(fā)控制電路包括單片機(jī)100，交流電全波過零檢測電路201和三個輸出接雙向可控硅KS1－KS3觸發(fā)控制極的觸發(fā)脈沖形成電路202－204，為實現(xiàn)過零觸發(fā)，歸零截止的目的，由同步變壓器B的次級繞組ih，橋式整流電路205和電壓比較器206組成的交流電全波過零檢測電路向單片機(jī)的中斷口P3.2口給出交流電每一周期的正、負(fù)半周起始零點信號，在單片機(jī)P1.0口為“0”狀態(tài)時，CPU通過其P1.2－P1.4口發(fā)出啟動電機(jī)的命令，經(jīng)由RC微分電路組成的觸發(fā)脈沖形成電路202－204產(chǎn)生同步觸發(fā)脈沖。觸發(fā)雙向可控硅KS1－KS3導(dǎo)通。
為實現(xiàn)電機(jī)啟動時平滑升壓的準(zhǔn)軟啟動方式，本實施例啟動程序檢測第一個交流電正半周的零點，以此為起點延遲t時間后再產(chǎn)生可控硅同步觸發(fā)脈沖(此時向電機(jī)20提供的電壓有效值約為250V)，并在以后的正、負(fù)半周內(nèi)，每次都以減△t的時間產(chǎn)生同步觸發(fā)脈沖，直至t等于零，然后進(jìn)入正常運轉(zhuǎn)狀態(tài)，實施例△t為單片機(jī)8751定時器的最小計時單位。進(jìn)入正常運轉(zhuǎn)程序后，觸發(fā)脈沖形成電路202－204總有連續(xù)的同步觸發(fā)脈沖輸出，KS1－KS3處于全導(dǎo)通狀態(tài)，向主回路施加全壓，程序進(jìn)入正常運轉(zhuǎn)狀態(tài)時，單片機(jī)P1.5口輸出低電平，經(jīng)反相器207，三相管T1驅(qū)動指示燈D1點亮，表示進(jìn)入正常運行狀態(tài)。
在A、B、C三相電主回路中，接有三個電流互感器ab、cd、ef，分別經(jīng)整流、濾波、穩(wěn)壓后送入電壓比較器301－303的十端，與其一端接入的固定偏壓比較，R1－R3為泄放電阻。電壓比較器301－303輸出通過與門304接單片機(jī)100的I／O口P1.1口，程序每50ms查詢一次P1.1口的狀態(tài)，當(dāng)A、B、C三相中有任何一相斷相時，對應(yīng)的電流互感器無端電壓；電壓比較器狀態(tài)翻轉(zhuǎn)，輸出低電平，經(jīng)與門304輸出至P1.1口也為低電平，CPU立即向P1.2－P1.4口發(fā)出停止電機(jī)運轉(zhuǎn)的命令，并轉(zhuǎn)入執(zhí)行告警程序，由單片機(jī)P1.6口發(fā)出一串周期為5s的方波脈沖，經(jīng)反相器305，三極管T2，驅(qū)動指示燈D2閃爍告警，程序進(jìn)入死循環(huán)，直至排除故障，重新啟動，為防止干擾信號導(dǎo)致電壓比較器翻轉(zhuǎn)而造成誤判及保證有足夠的工作電流推動電壓比較器，實施中應(yīng)合理選擇電壓比較器301－303輸入端的高、低電壓值及電流互感器的參數(shù)。
圖中K3為復(fù)位開關(guān)，反相器401輸出復(fù)位信號至單片機(jī)RST端，迫使本裝置進(jìn)入等待狀態(tài)。單片機(jī)XT1、XT2端接外部晶振，振蕩頻率可為2MHz－6MHz。
參見附圖2，200為供水裝置，K2為帶電接點的水壓表，安裝在供水裝置的較低位置處，感受供水裝置中的水壓，300為本電腦程控裝置，K2的接點引出線引至300，20為三相電機(jī)，帶動水泵。
本實用新型實施例是與供水裝置配套的無觸點開關(guān)電源電腦程控裝置，單片機(jī)P1.0口輸入的是反映水位狀況的電壓信號，采用同樣的工作原理，通過另一檢測裝置，將其他非電量轉(zhuǎn)換為開關(guān)量后送R－S觸發(fā)器11，也完全可為這些裝置的無觸點開關(guān)電源配套使用，并完全適用于其他中功率電機(jī)的電力拖動裝置和啟停頻繁的開關(guān)裝置，因此這是一種無觸點開關(guān)電源電腦程控裝置，具有控制靈敏、準(zhǔn)確，無電弧無噪聲的特點，為提高自動化程度、保證用電設(shè)備安全運行提供了基礎(chǔ)條件，特別在防燃防爆的環(huán)境中使用更有其優(yōu)越性。
權(quán)利要求1.一種無觸點開關(guān)電源電腦程控裝置，與帶電接點水壓表的供水裝置配套使用，其特征在于1)有雙向可控硅分別串接中功率電機(jī)的三相繞組構(gòu)成三相電源主回路；2)有單片機(jī)，在單片機(jī)的I/O口與雙向可控硅的觸發(fā)控制極間接有可控硅同步觸發(fā)脈沖形成電路；3)所述的單片機(jī)的中斷口上接有交流電全波過零檢測電路；4)有水位檢測電路，其輸入接所述的帶電接點的水壓表，其輸出接單片機(jī)的I/O口。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種無觸點開關(guān)電源電腦程控裝置，其特征在于所述的三相電源主回路中有電流互感器，電流互感器輸出經(jīng)橋式整流、電容濾波、穩(wěn)壓管穩(wěn)壓后送電壓比較器十端，與其一端的參考電壓比較，電壓比較器輸出接與門，與門輸出接單片機(jī)的I／O口。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種無觸點開關(guān)電源電腦程控裝置，其特征在于所述的交流電全波過零檢測電路是由變壓器的一組次級線圈、橋式整流電路和電壓比較器組成的。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種無觸點開關(guān)電源電腦程控裝置，其特征在于所述的單片機(jī)的I／O口上還接有由反相器、三極管、串接在三極管集電極的指示燈組成的斷相告警電路。
專利摘要本實用新型涉及一種無觸點開關(guān)電源，與帶電接點水壓表的供水裝置配套使用。以單片機(jī)為核心部件，由雙向可控硅串接中功率電機(jī)繞組構(gòu)成電源主回路。有水位檢測電路將水壓表開關(guān)量轉(zhuǎn)為電壓開關(guān)量，單片機(jī)I/O輸出控制信號觸發(fā)可控硅導(dǎo)通，有過零檢測電路檢測交流電正負(fù)半周零點，實現(xiàn)過零觸發(fā)、歸零截止，并由啟動程序?qū)崿F(xiàn)平滑升壓的準(zhǔn)軟啟動方式。有電流互感器監(jiān)測三相主回路，實現(xiàn)斷相保護(hù)。本裝置也完全適用于其他電力拖動系統(tǒng)。
文檔編號H02P1/26GK2115614SQ9220443
公開日1992年9月9日 申請日期1992年3月21日 優(yōu)先權(quán)日1992年3月21日
發(fā)明者竇石嶺, 張克臣 申請人:竇石嶺, 張克臣