一种风机反转保护控制装置的制作方法

本发明涉及风机控制技术领域，特别是一种风机反转保护控制装置。

背景技术

现代建筑具有结构复杂、内部可燃装饰材料多、管道竖井多及人员密度大等特点，一旦发生火灾，室内建筑装修材料、家具、衣物和其他可燃物品等在燃烧过程中产生大量的有毒烟气和热量，烟气和热量会沿走廊、疏散通道、楼梯间及通风竖井迅速蔓延，形成强烈的烟囱效应，造成较大的人员伤亡和财产损失。

目前对于火灾烟气的控制主要有机械防烟和机械排烟两种方式。防排烟系统由风机、管道、阀门、送风口、排烟口以及风机、阀门与送、排风口的联动装置等组成。机械防烟是在疏散通道等需要防烟的部位送入足够的新鲜空气，使其维持高于建筑物其他部位的压力，从而把着火区域所产生的烟气堵截于防烟部位之外；机械排烟是借助机械排烟机抽吸着火区域中所产生的高温烟气通过排烟管道、排烟口等部件强迫排出室外的排烟方式。建筑防排烟系统中所使用的风机一般为三相交流电动机，其具有运行可靠、坚固耐用、维修方便等特点。三相交流电广泛应用于日常的生产生活，电能的生产、输送和分配几乎全部采用三相交流电。

目前，在我国消防系统行业中，消防用风机的控制普遍没有采取防反转的措施。在切换电源、变压器安装、电动机接线、检修等情况下，可能会使三相电源相序变化，这时通常会通过相序保护器直接切断控制回路，然后手动调换任意两根电源线，重新启动，使得三相交流电动机正转；或者采用相序指示器、识别仪检测电源相序，检测相序无误后，再接入三相交流电动机电源启动三相交流电动机。上述两种方式，均需在断电情况下，手动调整电源相序，均无法自动切换电源相序，调整过程中需要断电和人工操作，效率较低。

技术实现要素：

本发明的目的是提供了一种风机反转保护控制装置，能实现电源相序的自动切换，提高效率。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

一种风机反转保护控制装置，包括：分压整形电路、相序检测电路和相序调整电路；

所述分压整形电路的输出端与所述相序检测电路的输入端相连，用于将检测到的三相电压分压整形成三相方波脉冲信号，并将所述三相方波脉冲信号传送给所述相序检测电路；所述相序检测电路用于对所述三相方波脉冲信号进行相序检测，判断所述三相方波脉冲信号的时序是否正确，若不正确，输出异常相序的控制信号，并将控制信号传送给所述相序调整电路；

所述相序调整电路包括固态继电器，所述相序调整电路接收所述相序检测电路输出的异常相序的控制信号，并利用固态继电器对异常相序进行调整。

可选的，所述相序检测电路，包括第一限流电阻、第二限流电阻、第三限流电阻、第一稳压管、第二稳压管、第三稳压管、第一双d触发器、第二双d触发器、第一滤波电容、第二滤波电容、第一二极管、第二二极管、第一晶体管、第二晶体管和直流继电器；

所述第一限流电阻第二限流电阻和第三限流电阻分别与所述分压整形电路中的信号输出端相连，第一限流电阻与所述第一稳压管并联接入所述第一双d触发器的时钟输入端，所述第二限流电阻与所述第二稳压管并联接入所述第二双d触发器的时钟输入端，所述第一双d触发器的输入端接入12v直流电源，所述第一双d触发器的复位端与所述第二双d触发器的复位端相连，所述第一双d触发器的输出端与所述第二双d触发器的输入端相连，所述第二双d触发器的输出端与所述第一电阻串联，所述第一电阻与所述第一晶体管的基极相连，所述第一晶体管的集电极与所述第二二极管的正极相连，所述第一晶体管的发射极与所述第二晶体管的基极相连，所述第二晶体管的集电极与所述直流继电器相连，所述直流继电器还与所述第二二极管的负极相连并接入直流12v电源，所述第二电容一端与所述第一晶体管的基极相连，另一端与所述第二晶体管的发射极相连；所述第三限流电阻与所述第三稳压管并联并与所述第一滤波电容和第一二极管串联，所述第二电阻和所述第三电阻分别并联在所述第一二极管的两端，所述第一二极管与所述第二双d触发器的复位端相连；

信号分别经过第一限流电阻、第二限流电阻和第一稳压管和第二稳压管限幅、整形后送至所述第一双d触发器和第二双d触发器的2个时钟脉冲信号端；若相序正确，则第二双d触发器输出高电平，使第一晶体管和第二晶体管导通，所述直流继电器的动合触点闭合，风机正转；若相序错误，则第二双d触发器输出端保持低电平，第一晶体管和第二晶体管截止，所述直流继电器的动断触点闭合，风机依然正转。

可选的，所述分压整形电路包括电压比较器、分压电阻、上拉电阻；所述分压电阻并联接入所述电压比较器的输入端，所述每个电压比较器的输出端分别接有一个上拉电阻。

可选的，所述电压比较器为四路差动比较器，三个四路差动比较器的同相输入端相连，所述分压电阻并联接入所述四路差动比较器的同相输入端，为所述四路差动比较器的反相输入提供比较信号；所述四路差动比较器的反相输入端分别与两个分压电阻串联，为所述四路差动比较器的正相输入提供基准信号；所述四路差动比较器的输出端分别与一个上拉电阻相连。

可选的，所述相序调整电路包括固态继电器，根据所述相序检测电路对三相交流信号的处理，在相序正常时，闭合固态继电器的动合触点，固态继电器将三相交流电顺序接至风机的输入端；在相序异常时，闭合固态继电器的动断触点，固态继电器将三相交流电调整相序后接至风机的输入端。

可选的，所述风机反转保护控制装置还包括直流电源电路，所述直流电源电路包括变压器、整流二极管、电容、电阻和稳压管，所述变压器的输出端与所述整流二极管组成的桥式整流电路的输入端连接；所述桥式整流电路的输出端与所述电容、电阻组成的滤波电路输入端相连接；所述滤波电路输出端与所述稳压管连接；

交流电经变压器进行降压，降压后的交流电经桥式整流电路整流后转换为直流电，所述直流电通过滤波电路滤波后经稳压管得到稳压直流电。

根据本发明提供的具体实施例，本发明公开了以下技术效果：

本发明提供一种风机反转保护控制装置，相序检测电路完成对电源相序的检测，在相序不正确时，输出异常相序的控制信号；相序调整电路接收控制信号，通过固态继电器实现对电源相序的调整，解决了因电源相序接错导致三相交流电动机反转的难题，无需断电和人工操作，能最大限度地节省人力、物力，高效率完成相序的调整，保证三相交流电动机的正常运行。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例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发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例一种风机反转保护控制装置的电路图；

图2为本发明实施例一种风机反转保护控制装置中的分压整形电路的电路图；

图3为本发明实施例一种风机反转保护控制装置中的相序检测电路的电路图；

图4为本发明实施例一种风机反转保护控制装置中的直流电源电路的电路图；

图5为本发明实施例一种风机反转保护控制装置中的相序调整电路的电路图；

图6为本发明实施例一种风机反转保护控制装置中的相序检测电路的时序波形图。

其中，图中标号为：分压电阻r1-r9、第一限流电阻r10、第二限流电阻r11、第三限流电阻r12、第一电阻r15、第二电阻r13、第三电阻r14、电阻r16、上拉电阻r17-r19、四电压比较放大器lm339、三相交流电ua-uc、三相方波脉冲信号ua-p-uc-p、第一双d触发器ic1、第二双d触发器ic2、第一滤波电容c1、第二滤波电容c2、第一稳压管vs1、第二稳压管vs2、第三稳压管vs3、第一二极管vd1、第二二极管vd2、第一晶体管vt1、第二晶体管vt2和直流继电器ka、变压器t1、整流二极管vd3-vd6、电容c3-c4、稳压二极管v1、固态继电器hfs21、动合触点ka1、动断触点ka2。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明的目的是提供了一种风机反转保护控制装置，能实现电源相序的自动切换，提高效率。

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

图1为本发明实施例一种风机反转保护控制装置的电路图。

如图1所示，一种风机反转保护控制装置，包括：分压整形电路、相序检测电路和相序调整电路；

所述分压整形电路的输出端与所述相序检测电路的输入端相连，用于将检测到的三相电压分压整形成三相方波脉冲信号，并将所述三相方波脉冲信号传送给所述相序检测电路；所述相序检测电路用于对所述三相方波脉冲信号进行相序检测，判断所述三相方波脉冲信号的时序是否正确，若不正确，输出异常相序的控制信号，并将控制信号传送给所述相序调整电路。

图5为本发明实施例一种风机反转保护控制装置中的相序调整电路的电路图。

如图5所示，所述相序调整电路包括固态继电器hfs21，所述相序调整电路接收所述相序检测电路输出的异常相序的控制信号，并利用固态继电器hfs21对异常相序进行调整。

图3为本发明实施例一种风机反转保护控制装置中的相序检测电路的电路图。

如图3所示，所述相序检测电路，第一限流电阻r10、第二限流电阻r11、第三限流电阻r12、第一稳压管vs1、第二稳压管vs2、第三稳压管vs3、第一双d触发器ic1、第二双d触发器ic2、第一滤波电容c1、第二滤波电容c2、第一二极管vd1、第二二极管vd2、第一晶体管vt1、第二晶体管vt2和直流继电器ka；

所述第一限流电阻r10、第二限流电阻r11、第三限流电阻r12分别与所述分压整形电路中的信号输出端相连，第一限流电阻r10与所述第一稳压管vs1并联接入所述第一双d触发器ic1的时钟输入端，所述第二限流电阻r11与所述第二稳压管vs2并联接入所述第二双d触发器ic2的时钟输入端，所述第一双d触发器ic1的输入端接入12v直流电源，所述第一双d触发器ic1的复位端与所述第二双d触发器ic2的复位端相连，所述第一双d触发器ic1的输出端与所述第二双d触发器ic2的输入端相连，所述第二双d触发器ic2的输出端与所述第一电阻串联，所述第一电阻r15与所述第一晶体管vt1的基极相连，所述第一晶体管vt1的集电极与所述第二二极管vd2的正极相连，所述第一晶体管vt1的发射极与所述第二晶体管vt2的基极相连，所述第二晶体管vt2的集电极与所述直流继电器ka相连，所述直流继电器ka还与所述第二二极管vd2的负极相连并接入直流12v电源，所述第二电容c2一端与所述第一晶体管vt1的基极相连，另一端与所述第二晶体管vt2的发射极相连；所述第三限流电阻r12与所述第三稳压管vs3并联并与所述第一滤波电容c1和第一二极管vd1串联，所述第二电阻r13和所述第三电阻r14分别并联在所述第一二极管vd1的两端，所述第一二极管vd1与所述第二双d触发器ic2的复位端相连；

信号分别经过第一限流电阻r10、第二限流电阻r11和第一稳压管vs1和第二稳压管vs2限幅、整形后送至所述第一双d触发器ic1和第二双d触发器ic2的2个时钟脉冲信号端；若相序正确，则第二双d触发器ic2输出高电平，使第一晶体管vt1和第二晶体管vt2导通，所述直流继电器ka的动合触点闭合，风机正转；若相序错误，则第二双d触发器ic2输出端保持低电平，第一晶体管vt1和第二晶体管vt2截止，所述直流继电器ka的动断触点闭合，风机依然正转。

图6为本发明实施例一种风机反转保护控制装置中的相序检测电路的时序波形图。

如图6所示，若相序正确(即ua-p、ub-p、uc-p三相顺序出现正脉冲)，则ic2集成电路输出高电平，vt1、vt2导通，ka线圈得电，ka的动合触点闭合，风机正转，此时，uc-p端通过r12和vs3向ic2集成电路的复位端输出复位信号，输出低电平，由于c2上开始放电，使vt1、vt2继续导通维持直流继电器ka继续得电，负载正常工作，完成三相交流电一个周期的变化。

若相序错误，则vt1、vt2截止，直流继电器ka的线圈失电，ka的动断触点闭合，风机依然正转。

图2为本发明实施例一种风机反转保护控制装置中的分压整形电路的电路图。

如图1所示，所述分压整形电路包括电压比较器、分压电阻r1-r9、上拉电阻r17-r19；所述分压电阻r1-r9并联接入所述电压比较器的输入端，所述每个电压比较器的输出端分别接有一个上拉电阻r17-r19。

所述电压比较器为四路差动比较器lm339，三个四路差动比较器lm339的同相输入端相连，所述分压电阻r1-r9并联接入所述四路差动比较器lm339的同相输入端，为所述四路差动比较器lm339的反相输入提供比较信号；所述四路差动比较器lm339的反相输入端分别与两个分压电阻串联，为所述四路差动比较器lm339的正相输入提供基准信号；所述四路差动比较器lm339的输出端分别与一个上拉电阻相连。

ua、ub、uc线间电压为交流380v，ua、ub、uc接r1、r2、r3、r4、r5、r6分压电阻，为lm339反相输入提供比较信号；ua、ub、uc接r1、r2、r3、r7、r8、r9分压电阻，为lm339正相输入提供基准信号(0v)。当ua、ub、uc低于零时，可等到ua-p、ub-p、uc-p为得到的脉冲信号。

图5为本发明实施例一种风机反转保护控制装置中的相序调整电路的电路图。

如图5所示，所述相序调整电路包括固态继电器hfs21，根据所述相序检测电路对三相交流信号的处理，在相序正常时，闭合固态继电器hfs21的动合触点ka1，固态继电器hfs21将三相交流电顺序接至风机的输入端；在相序异常时，闭合固态继电器hfs21的动断触点ka2，固态继电器hfs21将三相交流电调整相序后接至风机的输入端，风机保证正转。

图4为本发明实施例一种风机反转保护控制装置中的直流电源电路的电路图。

如图4所示，所述风机反转保护控制装置还包括直流电源电路，所述直流电源电路包括变压器t1、桥式整流电路、滤波电路、稳压二极管v1，所述变压器t1的输出端与所述桥式整流电路的输入端连接中，所述桥式整流电路由整流二极管vd3-vd6的；所述桥式整流电路的输出端与所述滤波电路输入端相连接；所述滤波电路输出端与所述稳压管连接，所述滤波电路包括电容c3-c4和电阻r16组成。

交流电经变压器进行降压，降压后的交流电经桥式整流电路整流后转换为直流电，所述直流电通过滤波电路滤波后经稳压管得到稳压直流电。

直流电源电路通过ub、uc降压和桥式整流的方式为为系统提供直流12v电源。

交流电ub、uc经变压器t1后由交流380降压为交流15v，经过由vd3、vd4、vd5、vd6组成的桥式整流电流后转换为直流电，c3、c4和r15为滤波电路，平抑直流波形，最后经稳压管v1得到所需的直流12v。

本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。