防晃电装置制造方法
【专利摘要】本发明提出一种防晃电装置，包括：采样电路、整流电路、储能电路、转换电路、切换电路以及控制器；采样电路与电网连接，用于对电网电压进行采集；整流电路与电网连接，用于将交流电转换为直流电；储能电路与整流电路相连，用于接收整流电路输出的直流电并储存电能；转换电路与储能电路相连，用于对储能电路输出的直流电压进行变换并输出；切换电路分别连接转换电路与电网；控制器分别与采样电路及切换电路相连，用于根据采样电路采集到的电网电压，切换交流接触器与转换电路、电网之间的连接。本发明有效地解决了电网出现晃电时因交流接触器释放而造成的经济损失及安全隐患的问题。
【专利说明】防晃电装置
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种供配电领域的保护装置，特别涉及一种防晃电装置。
【背景技术】
[0002]在石油、化工、冶金、造纸等连续性生产的现代企业中，供电的可靠性是极其重要的，因其绝大部分低压电动机均采用交流接触器进行控制，由于在石油、化工、冶金、造纸的供电系统中，生产工艺控制精度高，对电网扰动敏感。一些不可抗拒的因素，如电网闪络、雷击、系统中发生短路及备用电源投入等诸多因素的影响，往往会引起极短电源瞬时失(欠)压(也称"晃电")。
[0003]由于交流接触器的工作原理特点，当电网出现"晃电"时，会造成交流接触器工作线圈短时断电或电压过低，使交流接触器释放，导致设备断电停机。国际IEC标准规定:额定电压的80%为临界可靠吸合电压是电磁式交流接触器的动作特性，所以因"晃电"导致电磁式交流接触器失去控制而自然跳闸停机是其原理所致。"晃电"短短的几十毫秒到几秒钟，对连续生产中要求大量设备在工艺流程上不允许电动机跳闸停机的企业是灾难性的，轻者几十万、上百万经济损失，严重的还会发生火灾、爆炸乃至人身安全。
【发明内容】
[0004]本发明的目的是提供一种防晃电装置，以解决当电网出现晃电时会使交流接触器释放而导致经济损失及安全隐患的问题。
[0005]本发明提出一种防晃电装置，包括:
[0006]一采样电路，与电网连接，用于对电网电压进行采集；
[0007]—整流电路，与电网连接，用于将交流电转换为直流电；
[0008]一储能电路，与该整流电路相连，用于接收该整流电路输出的直流电并储存电倉泛;
[0009]一转换电路，与该储能电路相连，用于对该储能电路输出的直流电压进行变换并输出；
[0010]一切换电路，分别连接该转换电路与电网；
[0011]一控制器，分别与该采样电路及该切换电路相连，用于根据该采样电路采集到的电网电压，切换交流接触器与转换电路、电网之间的连接。
[0012]依照本发明较佳实施例所述的防晃电装置，还包括:
[0013]一存储器，其与该控制器相连；
[0014]该控制器与该转换电路相连，该控制器还用于控制该转换电路向交流接触器输出可变电压，以检测交流接触器的设备参数，并存入该存储器中。
[0015]依照本发明较佳实施例所述的防晃电装置，该存储器中存储的交流接触器的设备参数包括最小保持电压；
[0016]该控制器在电网晃电时控制该转换电路向交流接触器输出与该最小保持电压相同的电压，以使交流接触器保持吸合状态。
[0017]依照本发明较佳实施例所述的防晃电装置，该存储器中存储的交流接触器的设备参数包括:设备型号、最小启动电压、最小保持电压。
[0018]依照本发明较佳实施例所述的防晃电装置，还包括:
[0019]一显示设置模块，与该控制器连接，用于接收该控制器输出的显示信息，以及将用户输入的设置信息发送给该控制器。
[0020]依照本发明较佳实施例所述的防晃电装置，该显示设置模块包括一显示屏和多个输入按键。
[0021]依照本发明较佳实施例所述的防晃电装置，还包括:
[0022]一滤波电路，其设置在电网与该整流电路之间，用于对电网电压进行过滤，并输入到该整流电路。
[0023]依照本发明较佳实施例所述的防晃电装置，该滤波电路为EMI滤波电路。
[0024]依照本发明较佳实施例所述的防晃电装置，该储能电路包括至少一储能电容。
[0025]依照本发明较佳实施例所述的防晃电装置，该储能电路包括一电池充电电路和一蓄电池，该电池充电电路与该整流电路相连，该蓄电池与该电池充电电路相连。
[0026]相对于现有技术，本发明的有益效果是:
[0027]本发明的防晃电装置，在电网稳定时，利用电网电压进行储能，当电网出现晃电时，会立即断开原有供电回路，切换成由装置内部储存的电能为交流接触器供电，从而可以延迟交流接触器的释放时间，而当电网回复稳定时，自动切换回由电网向交流接触器供电，因此，有效地解决了电网出现晃电时因交流接触器释放而造成的经济损失及安全隐患的问题。
【专利附图】
【附图说明】
[0028]图1为本发明实施例的一种防晃电装置的结构图；
[0029]图2为本发明实施例的另一种防晃电装置的结构图。
【具体实施方式】
[0030]有关本发明的前述及其他技术内容、特点及功效，在以下配合参考图式的较佳实施例详细说明中将可清楚的呈现。通过【具体实施方式】的说明，当可对本发明为达成预定目的所采取的技术手段及功效得以更加深入且具体的了解，然而所附图式仅是提供参考与说明之用，并非用来对本发明加以限制。
[0031]请参见图1，其为本发明实施例的一种防晃电装置的结构图，此防晃电装置包括:采样电路1、整流电路2、储能电路3、转换电路4、切换电路5以及控制器6。整流电路2连接电网，储能电路3与整流电路2相连，转换电路4与储能电路3相连，采样电路I连接电网，控制器6与采样电路I相连，切换电路5分别与转换电路4、控制器6和交流接触器相连。
[0032]采样电路I用于对电网电压进行采集。采样电路I将外部环境及当前的电网状态进行采集，并发送到控制器6上，控制器6接收到采样电路I的采集信号，进而决定下一步的工作流程。采样电路I采集的信号可以但不仅限于包括:电网电压、接触器控制开关的状态，交流电压的相角，环境温度，虚电状况等。采集的过程中既要保证采集量的瞬时性，又要保证信号的可靠性，因此对于外部进入的模拟量采集时需要进行隔离，用于隔绝外部的高频干扰。隔离方式以本领域技术人员能够实现为准，采样电路I的隔离电路可以采用变压器隔离或者光耦隔离。
[0033]根据采样电路I采集的信号，控制器6判断出电网电压稳定时，控制器6会向切换电路5发出控制信号，使交流接触器7与电网连接，由电网为交流接触器7供电。此时，电网电压通过整流电路2转换为直流电后，电能通过储能电路3进行储存。
[0034]本发明实施例中储能电路3可以采用电容，也可以采用蓄电池和电池充电电路，还可以是其他能够进行储能的电路或元件，本发明实施例对此不作限制，以本领域技术人员能够实现该功能为准。
[0035]当储能电路3为电容时，需要根据负载对象的不同，选择不同容量的电容，电容取值在几百至数干微法之间，对于特殊的交流接触器，为了满足工作要求，需要更大容量的电容进行储能。
[0036]当储能电路3为电池充电电路和蓄电池时，蓄电池通过电池充电电路与整流电路2相连的输出端连接，通过电网为蓄电池充电，不需要额外增加电源，电路结构简单。
[0037]根据采样电路I采集的信号，控制器6判断出电网出现晃电时，控制器6会向切换电路5发出控制信号，使交流接触器7与电网断开，并由本发明的防晃电装置为交流接触器7供电。
[0038]转换电路4用于对储能电路3输出的直流电压进行变换并输出。转换电路4是将储能电路3输出的高压直流电转换成维持交流接触器7工作所要求的相应的直流电压。对于交流接触器7在吸合的状态下，大部分接触器只需接入10至30伏直流电压，提供十到几百毫安电流的情况下即可维持可靠吸合工作状态。通过将高压直流电转换为较低的直流电压维持交流接触器7工作，减少电能的损耗。同时，转换电路4也可以为控制器6和其它低压工作设备提供电源，不需要进行另行配置电源，减少电路。
[0039]本实施例中，控制器6优选采用单片机，并设置看门狗电路。采用的单片机主要考虑工业环境下单片机工作的抗干扰能力，通过设置看门狗提高系统电路的可靠性，同时单片机对外驱动采用多腿异电平控制和单稳联合控制的方式，保证在单片机损坏或程序失效后，将对接触器的传统控制功能的影响减到最小，在该延时电路受损后不影响原控制电路的正常工作。
[0040]本实施例的防晃电装置，在电网稳定时，利用电网电压进行储能，当电网出现晃电时，会立即断开原有供电回路，切换成由装置内部储存的电能为交流接触器供电，从而可以延迟交流接触器的释放时间，而当电网回复稳定时，自动切换回由电网向交流接触器供电，因此，有效地解决了电网出现晃电时因交流接触器释放而造成的经济损失及安全隐患的问题。此外，由于本发明实施例的防晃电装置是并接在原有供电回路中的，其自身故障和工作电压范围对原有供电回路不会造成影响，在电网波动时可保持供电回路继续供电，甚至在工作时可以由本发明的防晃电装置直接为交流接触器的回路供电，从而达到节能的目的。
[0041]请参见图2，其为本发明实施例的另一种防晃电装置的结构图，与图1的实施例相比，本实施例的防晃电装置不仅包括:采样电路1、整流电路2、储能电路3、转换电路4、切换电路5、控制器6，还包括:滤波电路8、存储器9和显示设置模块10，并且，控制器6还与转换电路4相连。滤波电路8设置在电网与整流电路2之间，存储器9和显示设置模块10均与控制器6相连。
[0042]滤波电路8用于对电网电压进行过滤后输出到整流电路2。滤波电路8是对电网噪声干扰进行滤波，电网噪声是电磁干扰的一种，其传导噪声的频谱大致为1KHz?30MHz，最高可达150MHz。本实施例的滤波电路8优选EMI滤波电路。EMI滤波电路中包括共模扼流圈(亦称共模电感)及滤波电容。共模扼流圈对串模干扰不起作用，但当出现共模干扰时，由于两个线圈的磁通方向相同，经过耦合后总电感量迅速增大，因此对共模信号呈现很大的感抗，使之不易通过，达到消除电磁干扰的作用。共模扼流圈的两个线圈分别绕在低损耗、高导磁率的铁氧体磁环上，当有电流通过时，两个线圈上的磁场就会互相加强。滤波电容和差模电感对差模干扰信号起到抑制作用。
[0043]显示设置模块10用于接收控制器6输出的显示信息，以及将用户输入的设置信息发送给控制器6，显示设置模块10包括显示屏和输入按键。本发明实施例中，显示设置模块10和控制器6可以是一体的，用来显示模块的工作状态，同时在控制器6的控制下，通过按键的选择决定模块的工作流程及选择晃电后，交流接触器要求维持吸合的时间，并将所有的设置存储到存储器9内。
[0044]存储器9用于存放交流接触器的设备参数以及控制器6的控制参数。在本实施例的防晃电装置与交流接触器初次连接时，控制器6可以控制转换电路4向交流接触器输出可变电压，根据不同交流接触器的特性和工作状态，自动计算交流接触器的最小启动电压、最小保持电压、释放电压等设备参数，并与设备型号一同存入存储器9中。
[0045]由于不同型号交流接触器的直流启动电压不同、保持电压不同、释放电压不同，现有的一些防晃电装置都需要根据不同交流接触器，配置不同的启动延时装置，要通过修改交流接触器的线圈结构来实现。而本发明实施例的防晃电装置在不破坏交流接触器的线圈结构的情况下，可以自动获取交流接触器的直流参数，通用性强，接线方便，不用对交流接触器作任何改动，可与目前市场上任何一种交流接触器配套使用。
[0046]而且，控制器9可以自动将现场电网发生波动事件的时间及次数保存到存储器9中，用户可以通过显示设置模块10调取存储器9中的历史记录来进行查看。
[0047]此外，在电网出现晃电而切换到由本发明实施例的防晃电装置为交流接触器供电时，控制器9可以从存储器9中读取交流接触器的最小保持电压，并控制转换电路向交流接触器输出与该最小保持电压相同的电压，这样在保证交流接触器保持吸合状态的前提下，可以节约电能损耗，节能可达80%以上，同时也延长了防晃电装置为交流接触器的供电时间。
[0048]图2的实施例中其它电路结构和功能原理均与图1的实施例相同，在此不再赘述。
[0049]以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本申请技术方案范围内，当可利用上述揭示的技术内容作出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本申请技术方案内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。
【权利要求】
1.一种防晃电装置，其特征在于，包括: -采样电路，与电网连接，用于对电网电压进行采集； -整流电路，与电网连接，用于将交流电转换为直流电； -储能电路，与该整流电路相连，用于接收该整流电路输出的直流电并储存电能； -转换电路，与该储能电路相连，用于对该储能电路输出的直流电压进行变换并输出； -切换电路，分别连接该转换电路与电网； -控制器，分别与该采样电路及该切换电路相连，用于根据该采样电路采集到的电网电压，切换交流接触器与转换电路、电网之间的连接。
2.如权利要求1所述的防晃电装置，其特征在于，还包括: -存储器，其与该控制器相连； 该控制器与该转换电路相连，该控制器还用于控制该转换电路向交流接触器输出可变电压，以检测交流接触器的设备参数，并存入该存储器中。
3.如权利要求2所述的防晃电装置，其特征在于，该存储器中存储的交流接触器的设备参数包括最小保持电压； 该控制器在电网晃电时控制该转换电路向交流接触器输出与该最小保持电压相同的电压，以使交流接触器保持吸合状态。
4.如权利要求2所述的防晃电装置，其特征在于，该存储器中存储的交流接触器的设备参数包括:设备型号、最小启动电压、最小保持电压。
5.如权利要求1所述的防晃电装置，其特征在于，还包括: -显示设置模块，与该控制器连接，用于接收该控制器输出的显示信息，以及将用户输入的设置信息发送给该控制器。
6.如权利要求5所述的防晃电装置，其特征在于，该显示设置模块包括-显示屏和多个输入按键。
7.如权利要求1所述的防晃电装置，其特征在于，还包括: -滤波电路，其设置在电网与该整流电路之间，用于对电网电压进行过滤，并输入到该整流电路。
8.如权利要求7所述的防晃电装置，其特征在于，该滤波电路为EMI滤波电路。
9.如权利要求1所述的防晃电装置，其特征在于，该储能电路包括至少-储能电容。
10.如权利要求1所述的防晃电装置，其特征在于，该储能电路包括-电池充电电路和-蓄电池，该电池充电电路与该整流电路相连，该蓄电池与该电池充电电路相连。
【文档编号】H02J9/06GK104467171SQ201510007301
【公开日】2015年3月25日 申请日期:2015年1月7日 优先权日:2015年1月7日
【发明者】俞蕾 申请人:上海瑞甸电子科技有限公司