航空电机相序保护电路的制作方法
【专利摘要】本实用新型涉及航空技术领域，公开了航空电机相序保护电路。所述航空电机相序保护电路包括依次连接的隔离电压转换电路单元、相序判断电路单元、继电器驱动隔离电路单元和三相交流继电器（K1）。通过所述航空电机相序保护电路，可以实时地对电机所接的三相电线进行相序判断，并进一步地可在判定相序非正序排列时，及时切断电机所接的三相电线，从而可以及时关闭电机，保障电机按照正序正常运行。此外，所述航空电机相序保护电路具有结构简单和器件成本低的优点，便于实际推广和使用。
【专利说明】
航空电机相序保护电路
技术领域
[0001]本实用新型涉及航空技术领域，具体地，涉及航空电机相序保护电路。
【背景技术】
[0002]液冷栗是航空领域中常用设备之一，其由电机和栗组成，用于为液冷系统进行降温。在液冷系统中要求电机正转，即要求电机所接入的三相交流电的相序(相序指的是三相交流电压的排列顺序，如A、B、C三相交流电压的相位，按顺时针排列，相位差为120°，就是正序;如按逆时针排列，就是负序;如果同相，就是零序)为正序，进而使冷液按顺时针流动，实现冷却功能。其中，电机作为液冷系统中的动力心脏，如果电机发生问题，将影响系统的正常的工作，严重时可能烧毁电机，毁坏系统其它设备，使整套系统陷入瘫痪而无法工作，将会造成重大的责任事故。
[0003]但是在电机的实际运行过程中，所接入的三相交流电相序可能存在非正序排列的情况，例如出现三相电线接线出错的情况，或者导入的三相交流电的相序本身就非正序的情况，如果不及时关闭电机，将会使电机继续非正常运行(即不正转)，进而使冷却液无法供应，致使待冷却系统过热烧毁。
【实用新型内容】
[0004]针对前述现有电机在实际运行过程中的非正序问题，本实用新型提供了航空电机相序保护电路，可以实时地对电机所接的三相电线进行相序判断，并进一步地可在判定相序非正序排列时，及时切断电机所接的三相电线，从而可以及时关闭电机，保障电机按照正序正常运行。此外，所述航空电机相序保护电路具有结构简单和器件成本低的优点，便于实际推广和使用。
[0005]本实用新型采用的技术方案，提供了航空电机相序保护电路，包括依次连接的隔离电压转换电路单元、相序判断电路单元、继电器驱动隔离电路单元和三相交流继电器，其中，所述隔离电压转换电路单元的输入端用于分别外接A相电线、B线电线、C相电线及中线，所述三相交流继电器的输入端用于分别外接A相电线、B线电线和C相电线;所述相序判断电路单元的输出端连接所述继电器驱动隔离电路单元的驱动端，所述继电器驱动隔离电路单元的输出端连接所述三相交流继电器的控制端，所述三相交流继电器的输出端用于外接电机;所述隔离电压转换电路单元以中线电压为参考值，将来自各相电线上的正弦波电压信号隔离转化为对应的方波电压信号，并将各相电线对应的所述方波电压信号传送至所述相序判断电路单元。
[0006]具体的，所述继电器驱动隔离电路由第八电阻、NPN型三极管、第二光电耦合器、第八二极管和第九电阻构成;所述NPN型三极管的集电极经过所述第八电阻连接第一直流电源，所述NPN型三极管的基极连接所述相序判断电路单元的输出端，所述NPN型三极管的发射极连接所述第二光电耦合器的发光源阳极引脚，所述第二光电耦合器的发光源阴极引脚连接第一直流地，所述第二光电耦合器的受光器阴极引脚分别连接所述第八二极管的阴极和所述三相交流继电器的控制端，所述第二光电耦合器的受光器阳极引脚经过所述第九电阻连接第二直流电源，所述第八二极管的阳极连接第二直流地。
[0007]具体的，所述相序判断电路单元由第一D触发器，第二D触发器、第三D触发器、第四二极管、第五二极管、第六二极管、第七二极管和第七电阻构成;所述第一 D触发器的D端和所述第三D触发器的CLK端接收A相电线对应的方波电压信号，所述第二D触发器的D端和所述第一D触发器的CLK端接收B相电线对应的方波电压信号，所述第三D触发器的D端和所述第二D触发器的CLK端接收C相电线对应的方波电压信号，所述第一D触发器的Q端连接所述第四二极管的阴极，所述第二 D触发器的Q端连接所述第五二极管的阴极，所述第三D触发器的Q端连接所述第六二极管的阴极，所述第七电阻的第一端连接第一直流电源，所述第七电阻的第二端分别连接第四二极管、第五二极管、第六二极管、第七二极管的阳极，所述第七二极管的阴极连接所述继电器驱动隔离电路单元的驱动端。
[0008]具体的，所述隔离电压转换电路单元由三条隔离电压转换支路构成，每条隔离电压转换支路对应一相电线;所述隔离电压转换支路由一电阻、一二极管和一光电親合器构成，其中，所述电阻的第一端用于外接对应相电线，所述二极管的阳极用于外接中线，所述光电耦合器的发光源阳极引脚分别连接所述电阻的第二端和所述二极管的阳极，所述光电耦合器的发光源阴极引脚用于外接中线，所述光电耦合器的受光器阳极引脚连接第一直流电源，所述光电親合器的受光器阴极引脚输出对应相电线的方波电压信号。
[0009]具体的，所述电机相序保护电路还包括介于所述隔离电压转换电路单元与所述相序判断电路单元之间的电平驱动电路单元，所述电平驱动电路单元由三条双反向器串联支路构成，每条双反向器串联支路对应一相电线。
[0010]具体的，所述电机相序保护电路还包括连接在所述三相交流继电器的输出端的三相断路器。
[0011 ] 具体的，所述三相交流继电器采用型号为JZC-200MY的三相交流继电器。
[0012]综上，采用本实用新型所提供的航空电机相序保护电路，具有如下有益效果:(I)可以实时地对电机所接的三相电线进行相序判断，并进一步地可在判定相序非正序排列时，及时切断电机所接的三相电线，从而可以及时关闭电机，保障电机按照正序正常运行；
(2)通过在三相交流继电器的输出端配置三相断路器，可以实现电机的相序保护与过流保护相结合，在不影响后端设备工作的情况下，对后端电路起到了很好的保护作用；(3)所述航空电机相序保护电路具有结构简单和器件成本低的优点，便于实际推广和使用。
【附图说明】
[0013]为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0014]图1是本实用新型提供的航空电机相序保护电路的结构框图。
[0015]图2是本实用新型提供的航空电机相序保护电路中隔离电压转换电路单元及电平驱动电路单元的电路图。
[0016]图3是本实用新型提供的航空电机相序保护电路中相序判断电路单元及继电器驱动隔离电路单元的电路图。
[0017]图4是本实用新型提供的相序判断电路单兀在相序正序时的时序图。
[0018]上述附图中:1、隔离电压转换电路单元2、电平驱动电路单元3、相序判断电路单元
4、继电器驱动隔离电路单元5、三相交流继电器6、三相断路器7、直流供电电路单元。
【具体实施方式】
[0019]以下将参照附图，通过实施例方式详细地描述本实用新型提供的航空电机相序保护电路。在此需要说明的是，对于这些实施例方式的说明用于帮助理解本实用新型，但并不构成对本实用新型的限定。
[0020]本文中描述的各种技术可以用于但不限于航空技术领域，还可以用于其它类似领域。
[0021]本文中术语“和/或”，仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，A和/SB，可以表示:单独存在A，单独存在B，同时存在A和B三种情况，本文中术语“/和”是描述另一种关联对象关系，表示可以存在两种关系，例如，A/和B，可以表示:单独存在A，单独存在A和B两种情况，另外，本文中字符，一般表示前后关联对象是一种“或”关系O
[0022]实施例一
[0023]图1示出了本实用新型提供的航空电机相序保护电路的结构框图，图2示出了本实用新型提供的航空电机相序保护电路中隔离电压转换电路单元及电平驱动电路单元的电路图，图3示出了本实用新型提供的航空电机相序保护电路中相序判断电路单元及继电器驱动隔离电路单元的电路图，图4示出了本实用新型提供的相序判断电路单元在相序正序时的时序图。本实施例提供的所述航空电机相序保护电路，包括依次连接的隔离电压转换电路单元、相序判断电路单元、继电器驱动隔离电路单元和三相交流继电器，其中，所述隔离电压转换电路单元的输入端用于分别外接A相电线、B线电线、C相电线及中线，所述三相交流继电器的输入端用于分别外接A相电线、B线电线和C相电线;所述相序判断电路单元的输出端连接所述继电器驱动隔离电路单元的驱动端，所述继电器驱动隔离电路单元的输出端连接所述三相交流继电器的控制端，所述三相交流继电器的输出端用于外接电机;所述隔离电压转换电路单元以中线电压为参考值，将来自各相电线上的正弦波电压信号隔离转化为对应的方波电压信号，并将各相电线对应的所述方波电压信号传送至所述相序判断电路单元。
[0024]如图1所示，所述相序保护电路还包括直流供电电路，为其它各个电路单元提供第一直流电源电压(如图1中的+5 V低压)及第一直流地，和提供第二直流电源电压(如图1中的+28V高压)及第二直流地，以便它们正常工作。所述相序判断电路单元接收来自所述隔离电压转换电路单元的、各相电线对应的所述方波电压信号，并根据各相电线对应的所述方波电压信号逻辑判断在A相电线、B线电线和C相电线上传输的正弦波相位是否正序排列，若判定在A相电线、B线电线和C相电线上传输的正弦波相位是正序排列，则输出高电平信号，使所述继电器驱动隔离电路单元隔离驱动所述三相交流继电器Kl闭合，否则输出低电平信号，使所述继电器驱动隔离电路单元隔离驱动所述三相交流继电器Kl断开。如此通过所述相序保护电路，可以实时地对电机所接的三相电线进行相序判断，并进一步地可在判定相序非正序排列时，及时切断电机所接的三相电线，从而可以及时关闭电机，保障电机按照正序正常运行。此外，所述航空电机相序保护电路具有结构简单和器件成本低的优点，便于实际推广和使用。
[0025]作为举例的，所述相序保护电路的完整电路图可以但不限于如2和图3所示，所述隔离电压转换电路单元的输入端分别外接交流电压为115V的A相电线、B线电线、C相电线及中线，所述三相交流继电器Kl的输入端分别外接交流电压为115V的A相电线、8线电线和C相电线。
[0026]具体的，所述继电器驱动隔离电路由第八电阻R8、NPN型三极管Ql、第二光电耦合器U5、第八二极管VD8和第九电阻R9构成;所述NPN型三极管Ql的集电极经过所述第八电阻R8连接第一直流电源，所述NPN型三极管Ql的基极连接所述相序判断电路单元的输出端，所述NPN型三极管Ql的发射极连接所述第二光电耦合器U5的发光源阳极引脚(即图3中U5的引脚I)，所述第二光电耦合器U5的发光源阴极引脚(即图3中U5的引脚2)连接第一直流地，所述第二光电耦合器U5的受光器阴极引脚(即图3中U5的引脚3)分别连接所述第八二极管VD8的阴极和所述三相交流继电器Kl的控制端，所述第二光电耦合器U5的受光器阳极引脚(SP图3中U5的引脚4)经过所述第九电阻R9连接第二直流电源，所述第八二极管VD8的阳极连接第二直流地。
[0027]具体的，所述相序判断电路单元由第一D触发器，第二D触发器、第三D触发器、第四二极管VD4、第五二极管VD5、第六二极管VD6、第七二极管VD7和第七电阻R7构成;所述第一 D触发器的D端和所述第三D触发器的CLK端接收A相电线对应的方波电压信号，所述第二D触发器的D端和所述第一D触发器的CLK端接收B相电线对应的方波电压信号，所述第三D触发器的D端和所述第二 D触发器的CLK端接收C相电线对应的方波电压信号，所述第一 D触发器的Q端连接所述第四二极管VD4的阴极，所述第二 D触发器的Q端连接所述第五二极管VD5的阴极，所述第三D触发器的Q端连接所述第六二极管VD6的阴极，所述第七电阻R7的第一端连接第一直流电源，所述第七电阻R7的第二端分别连接第四二极管VD4、第五二极管VD5、第六二极管VD6、第七二极管VD7的阳极，所述第七二极管VD7的阴极连接所述继电器驱动隔离电路单元的驱动端。
[0028]具体的，所述隔离电压转换电路单元由三条隔离电压转换支路构成，每条隔离电压转换支路对应一相电线;所述隔离电压转换支路由一电阻、一二极管和一光电親合器构成，其中，所述电阻的第一端用于外接对应相电线，所述二极管的阳极用于外接中线，所述光电耦合器的发光源阳极引脚分别连接所述电阻的第二端和所述二极管的阳极，所述光电耦合器的发光源阴极引脚用于外接中线，所述光电耦合器的受光器阳极引脚连接第一直流电源，所述光电親合器的受光器阴极引脚输出对应相电线的方波电压信号。
[0029]具体的，所述电机相序保护电路还包括介于所述隔离电压转换电路单元与所述相序判断电路单元之间的电平驱动电路单元，所述电平驱动电路单元由三条双反向器串联支路构成，每条双反向器串联支路对应一相电线。
[0030]如图2和图3所示的所述航空电机相序保护电路的完整电路，其工作原理如下。
[0031](I)三相AC115V 50Hz交流电A相、B相和C相分别经过对应的二极管(VDl、VD2和VD3)进行半波整流，整流后经对应的电阻(Rl、R2和R3)对对应的光电耦合器(图2中的Ul为4个光电耦合器的集成芯片器件TLP521-4，在图2中只用到了其中的三个)进行驱动，进而在反向器集成芯片54HC14(即图2中的器件U2，其集成了 6个反向器)的I脚、3脚、5脚输入峰值为+5V的方波电压信号。
[0032](2)当A相电进入对应光电耦合器的发光源阳极引脚(S卩Ul的I脚)后，内部的发光源一一LED灯周期发光，对应的受光器周期导通，产生周期的方波电压信号，然后经两个与非单元得到20mA的、稳定的且与A相电线对应的方波电压信号D_APh，最后经U2的12脚输出，同理得到与B相电线对应的方波电压信号D_BPh和与C相电线对应的方波电压信号D_CPh。
[0033](3)在三相电线正序情况时，A相超前B相120度，超前C相240度，由此可得到如图4所示的D_APh、D_BPl^PD_CPh的时序波形，进而经过三个D触发器的逻辑处理，分别得到如图4所示的第四二极管VD4的阴极时序波形图、第五二极管VD5的阴极时序波形图和第六二极管VD6的阴极时序波形图，如图4所示，这三个二极管的阴极均保持高电平(+5V)，同时由于这三个二极管的阳极也为高电平(+5V)，则二极管VD4、VD5和VD6均截止，此时直流电源电压+5V经第七二极管VD7对三极管Ql的基极提供遍置电压为4.3V，导致所述三极管Ql导通，此时第二光电耦合器U5的内部发光源——LED灯点亮，第二光电耦合器U5的受光器导通，所述三相交流继电器Kl的控制端经第九电阻R9后的得电，进而使所述三相交流继电器的输入端与输出端之间导通，此时AC115V的A相、B相和C相交流电按正序驱动电机正转，进而顺时针供应冷却液，对待系统进行冷却。
[0034](4)若随意调整A相、B相、C相其中两相，在所述第四二极管VD4的阴极、所述第五二极管VD5的阴极时和所述第六二极管VD6的阴极中的其中一个二极管的阴极必保持低电平，进而无法驱动后端继电器接通。
[0035]具体的，所述电机相序保护电路还包括连接在所述三相交流继电器Kl的输出端的三相断路器Pl。如图3所示，通过在所述三相交流继电器Kl的输出端配置所述三相断路器Pl，可以实现电机的相序保护与过流保护相结合，在不影响后端设备工作的情况下，对后端电路起到了很好的保护作用。例如，若电机工作电流出现过流后可通过所述三相断路器Pl进行切断，待排故后再次按下所述三相断路器Pl，使其正常工作。
[0036]具体的，所述三相交流继电器Kl采用型号为JZC-200MY的三相交流继电器。
[0037]综上，本实施例所提供的航空电机相序保护电路，具有如下有益效果:(I)可以实时地对电机所接的三相电线进行相序判断，并进一步地可在判定相序非正序排列时，及时切断电机所接的三相电线，从而可以及时关闭电机，保障电机按照正序正常运行；(2)通过在三相交流继电器的输出端配置三相断路器，可以实现电机的相序保护与过流保护相结合，在不影响后端设备工作的情况下，对后端电路起到了很好的保护作用；(3)所述航空电机相序保护电路具有结构简单和器件成本低的优点，便于实际推广和使用。
[0038]如上所述，可较好地实现本实用新型。对于本领域的技术人员而言，根据本实用新型的教导，设计出不同形式的航空电机相序保护电路并不需要创造性的劳动。在不脱离本实用新型的原理和精神的情况下对这些实施例进行变化、修改、替换、整合和变型仍落入本实用新型的保护范围内。
【主权项】
1.一种航空电机相序保护电路，其特征在于，包括依次连接的隔离电压转换电路单元、相序判断电路单元、继电器驱动隔离电路单元和三相交流继电器(Kl)，其中，所述隔离电压转换电路单元的输入端用于分别外接A相电线、B线电线、C相电线及中线，所述三相交流继电器(Kl)的输入端用于分别外接A相电线、B线电线和C相电线； 所述隔离电压转换电路单元以中线电压为参考值，将来自各相电线上的正弦波电压信号隔离转化为对应的方波电压信号，并将各相电线对应的所述方波电压信号传送至所述相序判断电路单元。2.如权利要求1所述的航空电机相序保护电路，其特征在于，所述相序判断电路单元的输出端连接所述继电器驱动隔离电路单元的驱动端，所述继电器驱动隔离电路单元的输出端连接所述三相交流继电器(Kl)的控制端，所述三相交流继电器(Kl)的输出端用于外接电机。3.如权利要求1所述的航空电机相序保护电路，其特征在于，所述继电器驱动隔离电路由第八电阻(R8)、NPN型三极管(Q1)、第二光电耦合器(U5)、第八二极管(VD8)和第九电阻(R9)构成; 所述NPN型三极管(Ql)的集电极经过所述第八电阻(R8)连接第一直流电源，所述NPN型三极管(Ql)的基极连接所述相序判断电路单元的输出端，所述NPN型三极管(Ql)的发射极连接所述第二光电耦合器(U5)的发光源阳极引脚，所述第二光电耦合器(U5)的发光源阴极引脚连接第一直流地，所述第二光电耦合器(U5)的受光器阴极引脚分别连接所述第八二极管(VD8)的阴极和所述三相交流继电器(Kl)的控制端，所述第二光电耦合器(U5)的受光器阳极引脚经过所述第九电阻(R9)连接第二直流电源，所述第八二极管(VD8)的阳极连接第二直流地。4.如权利要求1所述的航空电机相序保护电路，其特征在于，所述相序判断电路单元由第一 D触发器，第二 D触发器、第三D触发器、第四二极管(VD4)、第五二极管(VD5 )、第六二极管(VD6)、第七二极管(VD7)和第七电阻(R7)构成； 所述第一 D触发器的D端和所述第三D触发器的CLK端接收A相电线对应的方波电压信号，所述第二 D触发器的D端和所述第一 D触发器的CLK端接收B相电线对应的方波电压信号，所述第三D触发器的D端和所述第二D触发器的CLK端接收C相电线对应的方波电压信号，所述第一 D触发器的Q端连接所述第四二极管(VD4)的阴极，所述第二 D触发器的Q端连接所述第五二极管(VD5)的阴极，所述第三D触发器的Q端连接所述第六二极管(VD6)的阴极，所述第七电阻(R7)的第一端连接第一直流电源，所述第七电阻(R7)的第二端分别连接第四二极管(VD4)、第五二极管(VD5)、第六二极管(VD6)、第七二极管(VD7)的阳极，所述第七二极管(VD7)的阴极连接所述继电器驱动隔离电路单元的驱动端。5.如权利要求1所述的航空电机相序保护电路，其特征在于，所述隔离电压转换电路单元由三条隔离电压转换支路构成，每条隔离电压转换支路对应一相电线； 所述隔离电压转换支路由一电阻、一二极管和一光电親合器构成，其中，所述电阻的第一端用于外接对应相电线，所述二极管的阳极用于外接中线，所述光电耦合器的发光源阳极引脚分别连接所述电阻的第二端和所述二极管的阳极，所述光电耦合器的发光源阴极引脚用于外接中线，所述光电耦合器的受光器阳极引脚连接第一直流电源，所述光电耦合器的受光器阴极引脚输出对应相电线的方波电压信号。6.如权利要求1所述的航空电机相序保护电路，其特征在于，所述电机相序保护电路还包括介于所述隔离电压转换电路单元与所述相序判断电路单元之间的电平驱动电路单元，所述电平驱动电路单元由三条双反向器串联支路构成，每条双反向器串联支路对应一相电线。7.如权利要求1所述的航空电机相序保护电路，其特征在于，所述电机相序保护电路还包括连接在所述三相交流继电器(Kl)的输出端的三相断路器(P1)。8.如权利要求1所述的航空电机相序保护电路，其特征在于，所述三相交流继电器(Kl)采用型号为JZC-200MY的三相交流继电器。
【文档编号】H02H7/08GK205565690SQ201620184025
【公开日】2016年9月7日
【申请日】2016年3月10日
【发明人】李涛
【申请人】成都晟楠电子科技有限公司