专利名称：多功能三相电源保护器的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种低电压电器元件，特别是一种多功能三相电源保护器。
背景技术：
在低压电气控制系统中，电压过高保护、电压过低保护(此两项以下合称过 欠压保护)、缺相保护、相序保护和三相不平l^保护是常见的对于三相交流电源 的监测和保护功能。这些功能一般〗吏用传统的低压电器元件如电压继电器和相 序继电器来实现，如，电压继电器用于过欠压保护，相序继电器用于缺相、相 序保护。这些传统的低压电器元件的缺点是保护精度差、体积大、至少需要两 个元件才能实现上述常见功能，并且安装调试复杂。
目前已知有一种集合了上述常见的三相电流电源的检测和保护功能为 一体 的产品，但其工作原理和传统的电压继电器、相序继电器类似，在性能上并没 有本质的改进。例如，过欠压保护的设定值是用电位器进行调整，因为电位器 的结构原理限制，设定值的精确度和线性度都比较差，还会因振动等原因意外
改变；同时因为没有电压显示功能，不能直观测试过欠压保护动作的有效性； 另外，各类保护动作延时是基于电容充放电原理，精度差且有较大的温度系数 (即环境温度会影响延时时间)，并JJl时时间固定不可调，难以适应各种不同 的使用环境。
发明内容
本发明的目的在于提供一种集过欠压保护、缺相保护、相序保护和三相不 平^^保护于一体的多功能三相电源保护器。为了达到上述目的，本发明所采用的技术方案是
一种多功能三相电源保护器，它包括单片机；电压检测模块，电压检测模 块将三相交流电源输出的三相交流电转换成低压电输入至单片机，三相交流电 源用来给三相电用电设备供电；输出模块，输出模块包括与单片机接口的开 关器件，当检测到故障时，单片M过输出模块切断三相交流电源与三相电用 电i殳备之间的供电电路；电源模块，电源模块用于将交流市电转换为低压直流 电后为单片机、电压检测模块和输出模块供电；单片机用于将输入的低电压信 号进行A/D变换并得到三相交流电源所对应的三相电压值，并才艮据三相电压值 来检查三相交流电源的过欠压故障、缺相和三相不平衡故障、错相故障。
由于上述技术方案的采用，本发明与现有才支^M目比，具有以下优点
本发明运用单片积4支术，对传统的电压继电器、相序继电器的功能进行升 级和集成，大大的提高了过欠压保护的精度，同时降低了成本、耗电和占用空 间。
图l为本发明的原理框其中1、电压检测模块；2、激输入模块；3、显示模块；4、电源模块；
5、 输出模块；7、三相交流电源；9、三相电用电设备。
具体实施例方式
如图l所示的多功能三相电源保护器，包括单片机6;电压检测#^1,电 压检测模块1将三相交流电源7输出的三相交流电转换成低压电输入至单片机
6, 三相交流电源7用来给三相电用电设备9供电；输出#5，输出模块5 包括与单片机6接口的开关器件，当检测到故障时，单片机6通过输出;J^5切断三相交流电源7与三相电用电设备9之间的供电电路；电源模块4，电源 模块4用于将交流市电转换为低压直流电后为单片机6、电压检测模块1和输出 模块5供电。其中，单片机6用于将输入的低电压信号进行A/D变换并得到三 相交流电源7所对应的三相电压值，除此之外，单片机6还具有以下功能通 过比较三相电压值与预设在单片机6内部的过欠压阈值#查三相交流电源7 的过欠压故障；通过比较三相电压值之间的差异来检查三相交流电源7的过欠 压故障；通过对三相电压值进行运算分析后得到三相电压值之间的相位差，并 依次检查三相交流电源7的错相故障。
图1所示的多功能三相电源保护器还包括与单片机6连接的显示模块3，显 示模块3根据单片机6的指令，显示文字、图像信息二者中的至少一个，如， 单片机6驱动显示模块3显示经过A/D变换后三相交流电源7所对应的三相电 压值，方便操作者读取当前加载到三相电用电设备上的三相交流电源7的电 压值。
多功能三相电源保护器还包括与单片机6连接的M输入模块2,操作者通 过^^输入模块2向单片机6输^v控制信号。显示模块3和M输入模块2构 成三相电源保护器的面向操作者的操作界面。操作者通过M输入模夹2向单 片机6输入多种故障检查的动作延时^lt以及过M阈值，使得单片机6的各 种故障保护的动作延时可以由操作者(使用者)自由设置和调整，并且，过欠 压阈值也可以进行手动i殳置，使本发明的适用范围更加广泛。
输出模块5包括能够发出声、光报警信号的报警装置，当单片机6检测到 故障时，控制输出模块5发出声、光报警信号。
本发明的工作原理如下电压检测模块1将三相交流电源7的电压变换成 适当的低电压ii!A单片机6，单片机6对电压信号进行A/D转换并进行运算后得到三相交流电源7所对应的三相电压值，通过显示模块3将这个三相电压值显 示出来。单片机6的内部软件通过将检测到的三相电压值和内部预设的过欠压 阈值^:进行比较，判断是否有过欠压故障；通过比较检测到的三相电压值之 间的差异，判断是否存在缺相或三相不平衡故障；通过对三相电压值瞬时值的 运算分析，可以得到三相电压之间的相位差，从而可判断是否存在错相故障(相 序保护功能)。当检测到上述的过欠压、缺相、三相不平衡、错相等故障时，单 片机6驱动输出^5发出声、光报警并断开三相电用电设备电源，iiJ!]保护 负载的目的。同时，对于上述的各种故障保护，其动作延时是可以由使用者分 别自由调整的。各种故障保护的动作延时参数以及上述的过欠压阈值Wt通过 由M输入模块2和显示模块3构成的操作界面进行设置。
本发明运用单片机技术，对传统的电压继电器、相序继电器的功能进行升 级和集成增加电压显示功能、提高了过欠压保护的精度、可以自由设置各种 保护的动作延时、各种参数的设置筒单直观。同时降低了成本、耗电和占用空 间。
权利要求
1、一种多功能三相电源保护器，其特征在于它包括单片机(6)；电压检测模块(1)，所述的电压检测模块(1)将三相交流电源(7)输出的三相交流电转换成低压电输入至所述的单片机(6)，所述的三相交流电源(7)用来给三相电用电设备(9)供电；输出模块(5)，所述的输出模块(5)包括与所述的单片机(6)接口的开关器件，当检测到故障时，所述的单片机(6)通过所述的输出模块(5)切断所述的三相交流电源(7)与三相电用电设备(9)之间的供电电路；电源模块(4)，所述的电源模块(4)用于将交流市电转换为低压直流电后为所述的单片机(6)、电压检测模块(1)和输出模块(5)供电；所述的单片机(6)用于将输入的低电压信号进行A/D变换并得到所述的三相交流电源(7)所对应的三相电压值，并根据所述的三相电压值检查所述的三相交流电源(7)的过欠压故障、缺相和三相不平衡故障、错相故障。
2、 根据权利要求l所述的多功能三相电源保护器，其特征在于所述的单 片机(6)通过比较所述的三相电压值与预设在所述的单片机(6)内部的过欠 压阈值#查所述的三相交流电源(7)的过欠压故障。
3、 根据权利要求l所述的多功能三相电源保护器，其特征在于所述的单 片机(6 )通过比较所述的三相电压值之间的差异^查所述的三相交流电源(7 ) 的缺相和三相不平衡故障。
4、 根据权利要求l所述的多功能三相电源保护器，其特征在于所述的单 片机(6 )通过对所述的三相电压值进行运算分析后得到所述的三相电压值之间 的相位差，并M检查所述的三相交流电源(7)的错相故障。
5、 根据权利要求l所述的多功能三相电源保护器，其特征在于它还包括 与所述的单片机(6 )连接的显示模块(3 )，所述的显示模块(3 )根据所述的 单片机(6)的指令，显示文字、图像信息二者中的至少一个。
6、 根据权利要求5所述的多功能三相电源保护器，其特征在于所述的单 片机(6)驱动所述的显示模块(3)显示经过A/D变换后所述的三相交流电源(7)所对应的所述的三相电压值。
7、 根据权利要求l所述的多功能三相电源保护器，其特征在于它还包括 与所述的单片机(6 )连接的M输入模块(2 )， ^Mt者通过所述的M输入模 块(2 )向所述的单片机(6 )输入控制信号。
8、 根据权利要求7所述的多功能三相电源保护器，其特征在于操作者通 过所述的M输入模块(2)向所述的单片机(6)输入多种所述的故障检查的 动作延时参数以及所述的过欠压阈值。
9、 根据权利要求l所述的多功能三相电源保护器，其特征在于所述的输 出模块(5 )还包括能够发出声、光报警信号的报警装置，当所述的单片机(6 ) 检测到故障时，控制所述的输出^: (5)发出声、光报警信号。
全文摘要
三相电源保护器，包括单片机；电压检测模块，用于将三相交流电源输出的三相交流电转换成低压电输入至单片机，三相交流电源用来给三相电用电设备供电；输出模块，输出模块包括与单片机接口的开关器件，当检测到故障时，单片机通过输出模块切断三相交流电源与三相电用电设备之间的供电电路；电源模块，用于将交流市电转换为低压直流电后为单片机、电压检测模块和输出模块供电；单片机用于将输入的低电压信号进行A/D变换并得到三相交流电源所对应的三相电压值，并根据三相电压值来检查三相交流电源的过欠压故障、缺相和三相不平衡故障、错相故障。本发明是对传统的电压继电器、相序继电器功能的升级和集成，提高了过欠压保护的精度，降低了成本、耗电和占用空间。
文档编号H02H3/38GK101420114SQ20081013632
公开日2009年4月29日 申请日期2008年11月26日 优先权日2008年11月26日
发明者鸽 朱 申请人:鸽 朱