专利名称：三相四线断相保护、语音报警器的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种电力电源保护装置，具体说是用于相电压220V的三相四线断相保护、语音报警器。
目前，市场流通使用的各种电力保护器，普遍是各生产厂家自行生产，未有标准统一定型产品。所使用的报警器普遍采用电流采样技术，而且都是用于三相电动机报警，电流采样是将每一相套上一个电流互感器，当设备运行时一次有电流产生。由于电流互感器的电磁感应，在互感器二次端产生二次电流(有按国家规定一定比例的电流互感器标准5安培，也有各生产厂家自行生产没有一定比例关系的电流互感器)，将二次电流进行采集放大处理后用继电器输出保护并驱动警铃、警笛或固定音乐报警。因此，电流采样保护存在如下缺陷1、只有设备运行时才有电流产生，保护报警才能处于工作检测状态。2、当设备停止运行时电流互感器将无电流产生，电动机处于备用状态，就不需保护了。这种错误认为就在于当设备停止运行时，由于其它的负载在继续运行，将你的上一级保险烧断一相，这时就不可能每一次启动前都用表测试三相电压的平衡于否，大多数人都是直接启动，这时的报警器是不起作用的，因为控制保护回路用的是继电器常闭接点，在静止状态时，继电器常闭接点是闭合的，可以启动，启动时又是两相启动。当电动机运转后，电流互感器检测为缺相，启动保护电路，再把控制回路断开，就在这启动过程如果是满载启动的负载，就可能将电动机烧毁。所以应进一步完善。
本实用新型的目的是提供一种三相四线断相保护、语音报警器，通过对电压取样，实现对三相四线电源、空载、有载、感性负载、容性负载的保护报警。
本实用新型的技术实现方案是这样来完成的三相四线断相保护、语音报警器，它包括采样将A、B、C、N各取一条线，在A、B、C三条进线处，分别通过相同形式的电阻降压、限流后进行整流滤波稳压，经采样指示，光电偶合后，进行逻辑判断、灯光报警、经光偶合器分为二路一路通过语音逻辑判断电路，连接语音集成电路，通过Sp+、Sp-接放大电路和扬声器；另一路接保护控制逻辑判断电路，保护控制执行电路接R232串口构成。
本实用新型具有特点是它具有电路设计新颖、电路结构合理，去掉传统的电流互感器，重量减轻几倍至十几倍，去掉传统的指示灯泡(电流150MA)，全部采用LED(电流1.3-2.8MA)，功耗低寿命长，本报警器采用3只2W电阻器重量为10g左右。本报警器响应时间快、小于1秒钟，报警内容完整、准确(经测试150次准确率100％)，处理故障及时，设有串口输出，可用于控制，也可以远程监控，采样范围宽，可以110V-270V电压范围内正常工作。可保护运行及备用设备。语音报警是本报警器的最大特点，可不分国界、不分语言、不固定声所、不固定报警内容，用户可根据报警内容任意录制，千变万化、随心所欲，报警间可由大功率扩音机进行扩音。
结合本实用新型所给附图实施例作进一步描述。
图1为本实用新型的电路框图。
图2为本实用新型的电路原理图。
由图1框图所示三相四线断相保护、语音报警器，它所输入的220V电压，采样将A相、B相、C相、N线各取一条线，在A相、B相、C相三条进行处，分别通过大阻值电阻降压元件1进行降压、限流后由整流滤波稳压2进行全波整流、高频、低频滤波、稳压、稳压在7.5V再串联一支电阻接发光二极管作为采样工作指示3，通过光电偶合器4偶合后，进入逻辑判断5由灯光报警6显示亮否，通过光电偶器7输出两路一路通过语音逻辑判断电路8输出连接语音集成电路12的A相开关，通过语音集成电路12Sp+、Sp-，分别接放大电路13接扬声器另一路通过保护控制逻辑判断电路9接保护控制执行电路10，通过执行电路的继电器控制R232串口11接点组成一个保护电路。
其中A相、B相、C相为相同的电路形式，每相均通过由语音逻辑判断电路8接语音集成电路12的开关上，省略了对各相的描述。
图2为三相四线断相保护、语音报警器电路原理图。采样将A、B、C、N各取一条线，其中A相220V电源火线接入电阻R1的输入端，经降压输出端通过由二极管D1、D2组成的全波整流电路，并联于电容器C1高频滤波、C2低频滤波，通过并联稳压管DW1的作用下进行稳压，稳压后的电压经电阻R2进行限流，由发光二极管LED1与光耦合器IC1的发光二极管D正极相串联，发光二极管D负极与输入线N连接组成“模糊”采样电路，(用稳压管DW1的目的是采样范围可在110V-270V之间能正常工作。)发光二极管LED1和光耦合器IC1光电二极管发光，表示采样电路正常，光电三极管BG1有光照时导通，电压由Vcc到光电三极管BG集电极在发射极输出，经电阻R3限流接三极管BG1的基极，三极管BG1正偏导通，电压Vcc经发射极输出到电阻R4、R6限流接入集成电路IC2(CD4069)的输入端，电阻R5接地，当电平转换时，给一个负电位，使集成电路IC2的输入快速关断，由“1”转到“0”，通过逻辑判断是否有报警的反相器，当电路正常时，集成电路IC1导通，三极管BG1导通，集成电路IC2输入端为高电“1”、输出低电平“0”，三极管BG2基极低电平，BG2截止，发光二极管LED2与光电耦合器IC3光电二极管D串联，反问截止，不亮，发光二极管LED2为报警指示灯，不亮为正常。光电耦合器IC3的光电三极管BG无光照截止，光电三极管BG的发射极输出分两路一路通过电阻R9接三极管BG3基极，此时三极管BG3反偏截止，发射极通过电阻R10、R12连接于集成电路IC4(CD4069)，电阻R11接地，由于IC4输入端为低电平，输出端为高电平，并通过开关K1、K2关到语音集成电路IC5的触发信号为高电平“1”，因语音集成电路的设置为低电平有效，以所电路不触发、语音电路不报警，由语音集成电路IC5的SP+接电容C3，通过电阻R15接于集成电路IC6的2脚，IC5的SP-接电容器C4，通过电阻R14接集成电路IC6的3脚，IC5的5脚接于电容C7，通过电阻R16串联接地，而电容C8经开关K3一端接喇叭Y，另一端接外接喇叭组成语音报警电路；由IC3三极管BG的发射极接于第二路经二极管D3-D5各相组成的灯光报警输出光电耦合器，通过电阻R17接于三极管BG4的基极组成“或门”电路，不论二极管D3-D5任一路正电位输出，三极管BG4都导通，正常情况下二极管D3-D5都反偏截止，三极管BG4截止无输出，三极管BG4的发射极，通过电阻R18、R20接入集成电路IC7(CD4069)输入端，电阻R19接地，输出端接集成电路IC8(CD4069)的输入端，输出端通过电阻R21接于复合连接的三极管BG5、BG6，由于集成电路IC7输入端为低电平，输出端为电平，IC8输入端为高电平，输出端为低电平，三极管BG5反偏截止，所在BG6无输出，BG6发射极接继电器J，继电器J的另一端接地，继电器J无电压不动作，保护输出的常闭接点J1、J2闭合，设备正常运行，其中继电器接点J1、J2的公共端接串口R232CK的7脚，接点J1的输出端接串口CK的1脚，接点J2的输出端接串口CK的9脚组成一个保护控制电路。
对于B相和C相的电路设计部分同A相相同，其中B相、C相分别通过二极管D4、D5的反向端与二极管D3的反向端相连，包括工作状态因属同一电路原理，故省略B相和C相的电路连接形式的描述。
三相四线断相保护、语音报警器的工作状态当A相断相时，采样电路失压，LED1与光电耦合器的光电二极管无电压不发光，光电耦合器IC1光电三极管无光照截止，BG1三极管反偏，无输出，集成电路IC2输入端低电平“0”，输出高电平“1”，BG2三极管基极高电平，BG2导通，发射极有高电平输出，LED2为报警指示灯，亮，光电耦合器、光电二极管亮、光电三极管导通，分两路1、电阻器R9到BG3三极管基极，BG3正向偏置，导通，发射极输出高电平“1”经电阻R10、R12到集成电路IC4输入极，IC4(CD4069)输出电平有效，触发语言控制电路，工作发出预先录制好的报警语言报警，因集成电路的语音音量小，所以加一级放大集成电路，由集成电路IC5、SP+、SP-接到电容器C3、C4分别与R13、R14电阻器串联，送到IC6集成电路2、3脚经5脚的C8输出2路，一路内接扬声器，另一路外接声器，完成语言报警。
2、光电耦合器IC3的光电本极管发射极输出经二极管D3、电阻R17到三极管BG4基极，BG4基极高电平，发射极输出，经R18、R20、电阻器到串联的集成电路IC7、IC8(CD4069)输入端低电平输出高电平，电阻R19接地，经电阻器R21到三极管BG5基极，BG5导通，BG6复合管导通，输出高电平，继电器J与BG6发射极连接高电平另一端接地，形成回路导通吸合，继电器接点J1、J2接点接串口R232CK的1脚和9脚组成保护控制电路，继电器常开接点J1可作它用，J2常闭接点断开，将运行的设备停止运行，起到断相保护作用。本报警器不设手动复位按钮，只要断相报警，只能恢复断相线正常为止否则，将无限报警下去，也不会因人误将手动按钮复位，使人认为机器正常而误，所以一旦报警，必须修复后，报警器自动复位。
权利要求1.三相四线断相保护、语音报警器，其特征在于，它包括采样将A、B、C、N各取一条线，在A、B、C三条进线处，分别通过电阻降压(1)、整流滤波稳压(2)、采样工作指示(3)、光电偶合(4)、逻辑判断(5)、灯光报警(6)、光偶合(7)输出二路一路接语音逻辑判断电路(8)、语音集成电路(12)，通过Sp+、Sp-接放大电路(13)和扬声器；另一路接保护控制逻辑判断电路(9)、保护控制执行电路(10)和R232串口(11)构成。
2.按权利要求1所述的三相四线断相保护、语音报警器，其特征在于，A相电阻降压是由A相接入大阻值电阻R1构成，由电阻R1接二极管D1正极，负极接二极管D2的负极，D2的正极接N线和并联连接的电容C1、C2、稳压管DW1接于N线组成的整流、滤波、稳压电路(2)。
3.按权利要求1所述的三相四线断相保护、语音报警器，其特征在于，所述的采样工作指示(3)，由二极管D1负极端连接电阻R2接于发光二极管LED1负极接于光电偶合器(4)IC1的发光二极管D正极，负极接N线，IC1光电三极管BG集电极接电源Vcc，发射极通过电阻R3接三极管BG1的基极。
4.按权利要求1所述的三相四线断相保护、语音报警器，其特征在于，所述的逻辑判断电路(5)，由三极管BG1的集电极接电源Vcc，发射极通过电阻R4、R6接集成电路IC2正极，由电阻R4、R6之间接点上接电阻R5接地构成。
5.按权利要求1所述的三相四线断相保护、语音报警器，其特征在于，灯光报警(6)由IC2负极，通过电阻R7接三极管BG2基极，集电极接电源Vcc，发射极通过电阻R8连接发光二极管LED2正极，负极接光电偶合器(7)IC3的发光二极管D正极，发光二极管D负极接地，IC3光电三极管BG集电极接电源Vcc，发射极输出两路。
6.按权利要求1所述的三相四线断相保护、语音报警器，其特征在于，由光电偶合器IC3发射极输出一路为通过电阻R9接三极管BG3基极，集电极接电源Vcc，发射极通过电阻R10、R12接集成电路IC4正极，负极接开关K1组成的语音逻辑判断电路(8)，由开关K1接语音集成电路(12)IC5上的开关K2，通过IC5的SP+接电容C3、电阻R13接放大电路(13)IC6的2脚，SP-接电容器C4、电阻R14接IC6的3脚，2、3脚并联电阻R15，IC6的6脚通过电容C8、开关K3接扬声器。
7.按权利要求1所述的三相四线断相保护、语音报警器，其特征在于，由光电偶合器IC3发射极输出另一路接二极管D3正极，负极通过电阻R17接三极管BG4的基极，集电极接电源Vcc，发射极接电阻R18、R20连接集成电路IC7、IC8组成的保护控制逻辑判断电路(9)，通过电阻R21接三极管BG5基极。
8.按权利要求1所述的三相四线断相保护、语音报警器，其特征在于，保护控制执行电路(10)，由复合连接的三极管BG5、BG6，集电极接电源Vcc，BG6发射极接继电器J构成，由继电器J的接点J1、J2公共端接串口R232(11)的7脚，J1接点的输出端接串口R232CK的1脚，J2接点的输出端接串口R232CK的9脚组成保护控制电路。
9.按权利要求1所述的三相四线断相保护、语音报警器，其特征在于，A、B、C相为相同电路形式构成。
专利摘要本实用新型公开了一种三相四线断相保护、语音报警器,它包括电阻降压、整流滤波稳压、光电偶合、逻辑判断、灯光报警、光电偶合分为二路:一路为语音逻辑判断电路接语音集成电路,通过Sp+、Sp－分别接放大电路和扬声器;另一路接保护控制逻辑判断电路、控制执行电路接R
文档编号H02H3/24GK2492965SQ0120506
公开日2002年5月22日 申请日期2001年1月22日 优先权日2001年1月22日
发明者温继廷, 温志国 申请人:温志国