一种空气开关脱扣控制电路的制作方法

本实用新型属于电路设计领域，尤其是涉及一种空气开关脱扣控制电路。

背景技术：

在工业环境使用的空气开关，通常配有脱扣装置，以便在紧急情况时能迅速切断高压电源，保护设备和人身财产安全。目前各种类型的空气开关使用的脱扣装置，通常都是电磁线圈脱扣器，预先安装在空气开关内部，通过电磁效应产生机械动作，带动脱扣钩环，拉动空气开关本身的脱扣机构，使空气开关断路。

此类脱扣器使用的电磁线圈分为两种，一种称为“分励型脱扣线圈”，另一种称为“欠压型脱扣线圈”，两种型号的脱扣线圈又按驱动电压分为24V、380V等多种型号。其中，“分励型脱扣线圈”的工作原理是：线圈平时处于不通电状态，一旦通电，线圈产生电磁性，拉动脱扣钩环，产生脱扣动作。以常用的24V脱扣线圈举例，典型的分励脱扣器工作电路如图3所示：整流电源将AC380V电压转换为DC24V电压，急停开关为常开(动合)型开关，紧急情况时，按下急停开关，开关闭合，脱扣线圈通电，完成脱扣动作。这种工作电路的缺点是：由整流电源、急停开关和脱扣线圈组成的回路中，任何一点存在断路的情况下，脱扣电路都无法正常工作。当设备疏于管理维护，这种断路情况是很有可能发生的，此时不会影响设备正常使用，而等到紧急情况使用时则已晚矣。

另一种“欠压式脱扣线圈”的工作原理是：线圈平时处于通电状态，一旦失电，线圈对脱扣钩环的吸合力解除，脱扣钩环依靠弹簧产生的回复力完成脱扣动作。同样以常用的24V脱扣线圈举例，典型的欠压型脱扣器工作电路如图4所示：整流电源将AC380V电压转换为DC24V电压，急停开关为常闭(动断)型开关，紧急情况时，按下急停开关，开关断路，脱扣线圈失电，完成脱扣动作。这种脱扣电路克服了上述分励型脱扣电路的缺点，由整流电源、急停开关和脱扣线圈形成闭合回路，其中任何一点断路，都会造成脱扣线圈失电，产生脱扣动作，设备无法工作，即可提醒工作人员进行检修。而这种工作电路的缺点是：常态下脱扣线圈必须始终处于通电状态，否则空气开关无法闭合，所以脱扣线圈电源必须由空气开关上口接出，而这样一来，即使手动拉下空气开关，设备内仍会有一部分元件处于通电状态，不能做到设备完全断电，给设备检修等工作带来一定危险。

通过对上述两种脱扣线圈工作原理的分析，设计一种新型、安全可靠的空气开关脱口控制电路是个亟待解决的问题。

技术实现要素：

有鉴于此，本实用新型旨在提出一种空气开关脱扣控制电路，本电路使用分励型脱扣线圈，配合常闭(动断)型急停开关使用，由一系列继电器组成脱扣电路，安全、高效。

为达到上述目的，本实用新型的技术方案是这样实现的：

一种空气开关脱扣控制电路，包括空气开关、整流电源、继电器JD1和继电器JD2，所述继电器JD1、继电器JD2各有两路触点，每路触点分为常闭触点和常开触点，所述空气开关通过整流电源与继电器JD1的触点12、触点9、触点14相连，所述继电器JD1的触点4与继电器JD2的触点12相连，所述继电器JD1的触点5与继电器JD2的触点9相连，所述继电器JD2的触点8、触点13与脱扣线圈相连，所述脱扣线圈与整流电源相连，所述继电器JD1的触点13通过急停开关与整流电源相连。

进一步的，空气开关上电后，整流电源将AC380V电源整流为DC24V电源，用来给脱扣线圈和直流继电器供电，此时继电器JD1首先通电动作，触点9与触点5短路，整流电源通过此触点向继电器JD2供电，继电器JD2动作，这时的状态即为设备工作时的常态，即继电器JD1、继电器JD2分别通电动作，脱扣线圈因继电器JD1的触点12与触点4断路而未通电。

进一步的，紧急情况时，按下急停开关，继电器JD1失电，触点12与触点4短路，此时虽然继电器JD1的触点9与触点5断路，但继电器JD2因触点9与触点5短路，可通过此回路保持自身不失电，因此继电器JD2的触点12与触点8仍然可以保持短路，此时继电器JD1的触点12与触点4、JD2的触点12与触点8、脱扣线圈、整流电源形成闭合回路，脱扣线圈通电，完成脱扣动作。

进一步的，为了解决安全隐患，本控制电路还包括一组由CPU驱动的三极管开关电路，所述三极管的基极由CPU的一个IO脚驱动，实现三极管集电极与发射极的通断控制，所述三极管的集电极分两路，一路与通过一个电阻连接24V电源，电阻起到限流的作用，另一路与急停开关的一端相连，所述三极管的发射极分两路，一路与急停开关的另一端相连，另一端与脱扣线圈相连。

进一步的，所述CPU的工作电源由设备的系统电源提供，设备通电后，CPU即开始工作。空气开关闭合后，CPU即开始工作，在极短的时间里向三极管输出一个控制信号，使三极管瞬间导通，此时继电器JD1的触点13被强制拉低到0V，即使此时急停开关处于断开状态，继电器JD1仍能通电。CPU的控制器信号只维持极短的时间即可撤销，此后该电路的工作原理与上述工作原理相同，若此时急停开关处于断开状态，继电器JD1会立即失电，完成脱扣动作。

进一步的，所述CPU的型号为AT89S52。

进一步的，所述空气开关的型号为A2N250-TMF250/2500-FF3P，整流电源的型号为MW380-24/60W，继电器JD1和继电器JD2的型号为MY2NJ-DC24V，脱扣线圈的型号为SOR-C-DC24V。

相对于现有技术，本实用新型所述的空气开关脱扣控制电路具有以下优势：

(1)本控制电路使用分励脱扣线圈，所以可以采用空开下口供电的方式，空开断路后，控制箱内所有元件断电，不存在安全问题，急停开关使用了常闭开关，一旦急停回路任何一点断路，都会造成继电器JD1失电，脱扣线圈动作，空气开关脱扣，本电路解决了分励型脱扣线圈和欠压式脱扣线圈中存在的问题，又保留了各自的优点。

(2)通过增加了一组由CPU驱动的三极管开关电路，解决了继电器JD1从一开始工作就没有进入过通电状态的隐患，使得电路设计使用便捷、安全。

附图说明

构成本实用新型的一部分的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中：

图1为本实用新型的电路图。

图2为本实用新型增加CPU后的电路示意图。

图3为现有技术中分励线圈脱扣器工作电路示意图。

图4为现有技术中欠压型脱扣器工作电路示意图。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本实用新型中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本实用新型的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

下面将参考附图并结合实施例来详细说明本实用新型。

一种空气开关脱扣控制电路，包括空气开关、整流电源、继电器JD1和继电器JD2，所述继电器JD1、继电器JD2各有两路触点，每路触点分为常闭触点和常开触点，所述空气开关通过整流电源与继电器JD1的触点12、触点9、触点14相连，所述继电器JD1的触点4与继电器JD2的触点12相连，所述继电器JD1的触点5与继电器JD2的触点9相连，所述继电器JD2的触点8、触点13与脱扣线圈相连，所述脱扣线圈与整流电源相连，所述继电器JD1的触点13通过急停开关与整流电源相连。所述空气开关的型号为A2N250-TMF250/2500-FF3P，整流电源的型号为MW380-24/60W，继电器JD1和继电器JD2的型号为MY2NJ-DC24V，脱扣线圈的型号为SOR-C-DC24V。

空气开关上电后，整流电源将AC380V电源整流为DC24V电源，用来给脱扣线圈和直流继电器供电，此时继电器JD1首先通电动作，触点9与触点5短路，整流电源通过此触点向继电器JD2供电，继电器JD2动作，这时的状态即为设备工作时的常态，即继电器JD1、继电器JD2分别通电动作，脱扣线圈因继电器JD1的触点12与触点4断路而未通电。

紧急情况时，按下急停开关，继电器JD1失电，触点12与触点4短路，此时虽然继电器JD1的触点9与触点5断路，但继电器JD2因触点9与触点5短路，可通过此回路保持自身不失电，因此继电器JD2的触点12与触点8仍然可以保持短路，此时继电器JD1的触点12与触点4、JD2的触点12与触点8、脱扣线圈、整流电源形成闭合回路，脱扣线圈通电，完成脱扣动作。

本脱扣电路，因为使用了分励脱扣线圈，所以可以采用空开下口供电的方式，空开断路后，控制箱内所有元件断电，不存在安全问题。急停开关使用了常闭开关，一旦急停回路任何一点断路，都会造成继电器JD1失电，脱扣线圈动作，空开脱扣。可以说，本电路解决了分励型脱扣线圈和欠压式脱扣线圈中存在的问题，又保留了各自的优点。

通过分析上述电路原理可以发现，这样的脱扣电路仍然存在一个问题：脱扣线圈动作的关键，在于继电器JD1要发生一个从通电到失电的状态转换，继电器JD1从通电状态，由于急停开关断路变为失电状态，才能进一步引发脱扣线圈的动作。但如果继电器JD1从一开始工作就没有进入过通电状态，那么继电器JD2就不会通电，继电器JD2的触点12和触点8也不会闭合，这样脱扣线圈的闭合回路就无法形成，脱扣线圈是不会动作的。

经过分析这种情况还是有可能发生的，例如在空开闭合之前，急停开关已经处于按下(断路)的状态，这种情况在工控设备上极有可能发生，例如无意中的碰撞、检修需要等，现场采用的急停开关通常是自锁型的，按下后需要手动旋转复位。如果急停开关被按下，没有及时复位，按一般要求，这时闭合空气开关后，应立即发生脱扣。可是对于上述电路，此时继电器JD1未通电，就无法产生从通电到失电的状态转换，也就无法脱扣。这是这种电路存在的隐患。考虑到这个问题，又对上述电路做出如下改进：

本控制电路增加一组由CPU驱动的三极管开关电路，所述三极管的基极由CPU的一个IO脚驱动，实现三极管集电极与发射极的通断控制，所述三极管的集电极分两路，一路与通过一个电阻连接24V电源，电阻起到限流的作用，另一路与急停开关的一端相连，所述三极管的发射极分两路，一路与急停开关的另一端相连，另一端与脱扣线圈相连。所述CPU的型号为AT89S52。

CPU的工作电源由设备的系统电源提供，设备通电后，CPU即开始工作。空气开关闭合后，CPU即开始工作，在极短的时间里向三极管输出一个控制信号，使三极管瞬间导通，此时继电器JD1的触点13被强制拉低到0V，即使此时急停开关处于断开状态，继电器JD1仍能通电。CPU的控制器信号只维持极短的时间即可撤销，此后该电路的工作原理与上述工作原理相同，若此时急停开关处于断开状态，继电器JD1会立即失电，完成脱扣动作。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。