一种负载变压切换系统的制作方法

本实用新型涉及电路领域，特别是涉及一种负载变压切换系统。

背景技术：

在具有两档或多档变压调功功能的负载运行系统中，负载大功率运行时，要将由高压输出模式切换到低压输出模式时，往往需要经历这样一个过程，先将高压模式下运行的负载关断，然后再将负载切换到低压输出端，这种由高压换低压、低压换高压的过程中，存在一个很大的缺点，就是大电流关断或大电流开启过程中，由于系统电路是带变压器的感性电路，所以会产生一个非常大的冲击电流，影响设备和元器件的使用寿命，并对周围元器件造成非常大的电磁干扰。

为解决冲击电流的问题，如图1所示，通常的操作流程是先将调功器控制信号切断，使调功器的输出电压降至零，然后将接触器km1断开，再将接触器km2闭合，最后将调功器的控制信号接通，这样操作起来比较麻烦，做自动控制程序也有时间上的延时，影响负载的快速切换和实时控制。而且接触器的开关次数也只有十万次以上，在频繁操作的情况下，使用寿命也满足不了需求。

技术实现要素：

本实用新型的目的是提供了一种负载变压切换系统，通过控制过零型固态继电器的断开和闭合，来实现负载的功率模式的切换，由于过零型固态继电器具有“零通断”的功能，所以在变压调功电路通断上不会产生大冲击电流，过零型固态继电器是无机械接触导通关断，它的开关次数可达千万次以上，切换速度只需几毫秒，能够实现负载变压调功的快速切换和实时控制。

本实用新型第一方面提供一种负载变压切换系统，包括：

断路器、至少两个变压调功电路、负载及控制器，所述负载具有至少两种功率模式，每一种功率模式对应一个变压调功电路；

每一个变压调功电路中具有一个过零型固态继电器；

控制器通过控制过零型固态继电器的断开和闭合，实现对应的变压调功电路的导通和关断，从而切换负载的功率模式。

进一步的，至少两个变压调功电路包括：

调功器及变压器；

调功器的输入端通过断路器接入电网；

变压器的输出端与负载连接，变压器具有至少两个输入端，每一个输入端对应负载的一种功率模式；

每一个过零型固态继电器都与调功器的输入端连接，分别与变压器的一个输出端连接。

进一步的，负载变压切换系统还包括：

直流电源，直流电源为控制器供能。

进一步的，负载变压切换系统还包括：

继电器，继电器处于控制器和过零型固态继电器之间。

进一步的，

控制器为可编程控制器plc。

进一步的，负载变压切换系统还包括：

熔断器，熔断器处于断路器和电网之间。

由此可见，本实用新型中负载变压切换系统包括断路器、至少两个变压调功电路、负载及控制器，负载具有至少两种功率模式，每一种功率模式对应一个变压调功电路，每一个变压调功电路中具有一个过零型固态继电器，控制器通过控制过零型固态继电器的断开和闭合，实现对应的变压调功电路的导通和关断，从而切换负载的功率模式。与现有技术相比，通过控制过零型固态继电器的断开和闭合，来实现负载的功率模式的切换，由于过零型固态继电器具有“零通断”的功能，所以在变压调功电路通断上不会产生大冲击电流，过零型固态继电器是无机械接触导通关断，它的开关次数可达千万次以上，切换速度只需几毫秒，能够实现负载变压调功的快速切换和实时控制。

附图说明

为了更清楚地说明本申请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申请中记载的一些实施例，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。

图1为现有的负载变压调功系统的一个实施例的电路结构示意图；

图2为本实用新型提供的负载变压切换系统的一个实施例的电路结构示意图；

图3为本实用新型提供的负载变压切换系统的另一个实施例的电路结构示意图。

具体实施方式

本实用新型提供一种负载变压切换系统，通过控制过零型固态继电器的断开和闭合，来实现负载的功率模式的切换，由于过零型固态继电器具有“零通断”的功能，所以在变压调功电路通断上不会产生大冲击电流，过零型固态继电器是无机械接触导通关断，它的开关次数可达千万次以上，切换速度只需几毫秒，能够实现负载变压调功的快速切换和实时控制。

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型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实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

需要说明，本实用新型实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。

另外，在本实用新型中如涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其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”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“连接”、“固定”等应做广义理解，例如，“固定”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；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或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

另外，本实用新型各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本实用新型要求的保护范围之内。

请参考图2，为本实用新型实施例提供一种负载变压切换系统，包括：

断路器201、至少两个变压调功电路202、负载203及控制器204，负载203具有至少两种功率模式，每一种功率模式对应一个变压调功电路202；

每一个变压调功电路202中具有一个过零型固态继电器2021；

控制器204通过控制过零型固态继电器2021的断开和闭合，实现对应的变压调功电路202的导通和关断，从而切换负载203的功率模式。

本实用新型实施例中，在图2中变压调功电路202只有两个，但是在实际应用中可以为两个以上，不限定数量。每一个变压调功电路202对应负载的一种功率模式，在进行切换时，控制器204通过控制过零型固态继电器2021的断开和闭合，来实现对应的变压调功电路202的导通和关断，实现负载203的功率模式的切换。固态继电器其实就是双向可控硅。固态继电器可以分为随机型和过零型，随机型固态继电器是控制信号输入的瞬即就导通，而过零型固态继电器是控制信号输入的瞬即，不立即导通，而是要等到输入的交流电源过零(正弦波过零点)时才导通。过零型固态继电器一般用于需要获得平滑正弦波的场合，或是如对时间不敏感的场合(如电加热)等。由于过零型固态继电器具有“零通断”的功能，所以在变压调功电路通断上不会产生大冲击电流，过零型固态继电器是无机械接触导通关断，它的开关次数可达千万次以上，切换速度只需几毫秒，能够实现负载变压调功的快速切换和实时控制。

可选的，如图3所示，本实用新型的一些实施例中，至少两个变压调功电路202包括：

调功器2022及变压器2023；

调功器2022的输入端通过断路器201接入电网；

变压器2023的输出端与负载203连接，变压器203具有至少两个输入端，分别是(a1、b1、c1)和(a2、b2、c2)，每一个输入端对应负载的一种功率模式；

每一个过零型固态继电器2021都与调功器2022的输入端连接，分别与变压器2023的一个输出端连接。

可选的，如图3所示，本实用新型的一些实施例中，负载变压切换系统还包括：

直流电源303，直流电源303为控制器204供能。

可选的，如图3所示，本实用新型的一些实施例中，负载变压切换系统还包括：

继电器302，继电器302处于控制器204和过零型固态继电器2021之间。

继电器是具有隔离功能的自动开关元件，广泛应用于遥控、遥测、通讯、自动控制、机电一体化及电力电子设备中，是最重要的控制元件之一。

可选的，如图3所示，本实用新型的一些实施例中，

控制器204为可编程控制器(programmablelogiccontroller，plc)。

plc是一种数字运算操作的电子系统，专门在工业环境下应用而设计。它采用可以编制程序的存储器，用来在执行存储逻辑运算和顺序控制、定时、计数和算术运算等操作的指令，并通过数字或模拟的输入(i)和输出(o)接口，控制各种类型的机械设备或生产过程。

可选的，如图3所示，本实用新型的一些实施例中，负载变压切换系统还包括：

熔断器301，熔断器301处于断路器201和电网之间。

熔断器(fuse)是指当电流超过规定值时，以本身产生的热量使熔体熔断，断开电路的一种电器。熔断器是根据电流超过规定值一段时间后，以其自身产生的热量使熔体熔化，从而使电路断开；运用这种原理制成的一种电流保护器。熔断器广泛应用于高低压配电系统和控制系统以及用电设备中，作为短路和过电流的保护器，是应用最普遍的保护器件之一。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的装置而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。

还需要说明的是，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括该要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本实用新型。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本实用新型的精神或范围的情况下，在其他实施例中实现。因此，本实用新型将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。