一种UMDs直流母线保护装置的制作方法

本实用新型涉及电动机的直流电源技术领域，尤其涉及一种UMDs直流母线保护装置。

背景技术：

工业企业中往往存在许多直流电动机及同步电动机，而这两种电机均需要直流电源对其进行励磁，而直流电源是通过直流母线与电机的励磁绕组相连的。因而保护直流母线的电压值在一定范围内，对于电机的正常工作具有重要意义。

对于不间断电机保护设备(简称UMDs)，它的内部同样存在直流母线。而目前现有的UMDs缺少对直流母线电压检测的装置，以至于当直流母线电压跌落的很多时，系统不能及时地切除电池组与母线的连接，也不能发出报警信号通知值班人员，所以会造成电机的异常运行甚至导致所生产产品的质量下降。

技术实现要素：

针对现有技术的缺陷，本实用新型提供一种UMDs直流母线保护装置，当直流母线端电压降低到一定值后，使直流母线与电池组断开连接，并进行报警。

一种UMDs直流母线保护装置，包括：稳压输出电路、母线电压下限值检测电路及其继电器动作回路以及多谐振荡器回路；

所述稳压输出电路的输入端与不间断电源相连，输出端分别与母线电压下限值检测电路及其继电器动作回路和多谐振荡器回路的输入端相连；所述母线电压下限值检测电路及其继电器动作回路以及多谐振荡器回路的输出端均连接到端子排。

优选地，所述的稳压输出电路包括：变压器T1及其限流电阻R1、二极管D1～D4组成的整流桥、三组滤波电容、稳压管LM317T及其调节电阻R3和RV1、保护三极管Q1及其附加电阻R4和R2、保护二极管D5、跳线JP1、三端集成稳压电路LM7805C、指示二极管LED1及其限流电阻R5；

所述变压器T1的一次侧通过限流电阻R1与不间断电源相连，二次侧连接二极管整流桥的输入端；所述二极管整流桥的输出端经过第一组并联的滤波电容C1和C2与稳压管LM317T的输入端子相连；所述稳压管LM317T的输出端子接有一个滑动变阻器RV1和一个固定阻值电阻R3，稳压管LM317T的调节端子接有一个三极管Q1及其附加电阻R4和R2，稳压管LM317T输出端子经过一个二极管D5与第二组并联的滤波电容C3和C4相连；经一级稳压后的输出电压经过跳线JP1和第三组滤波电容C5，连接到三端集成稳压电路LM7805C的输入端子；所述三端集成稳压电路LM7805C的输出端子经过第四组并联的滤波电容C6和C7和限流电阻R5，与指示二极管LED1相连，调节端子接地；

优选地，所述母线电压下限值检测电路及其继电器动作回路包括：电压取样电阻R6～R11、输入平衡电阻R12和电容C8、钳位二极管D6、稳压二极管ZD1、基准电压调节电阻RV2、输入平衡电阻R13和电容C9、电压比较器LM258、输出限流电阻R14、负反馈二极管D7及大电阻R15、三极管基极偏置电阻R16和R17、三极管Q2、指示二极管LED2及其限流电阻R18、报警蜂鸣器BZ1、继电器RL1及其续流二极管D8；

母线端电压经过电压取样电阻R6～R11串联后，与并联的平衡电阻R12和电容C8相连，然后与钳位二极管D6和稳压二极管ZD1的中点相连，并从它们的中点引至电压比较器LM258的负极性输入端；所述可调节的母线电压下限值经过并联的平衡电阻R13和电容C9接至电压比较器LM258的正极性输入端；所述电压比较器LM258的输出端经过一个限流电阻R14后，连接一组串联的反馈二极管D7及大电阻R15至电压比较器LM258的正极性输入端；所述电压比较器LM258的输出端限流电阻R14经过三极管基极偏置电阻R16和R17后，与三极管Q2的基极相连；所述指示二极管LED2及其限流电阻R18、报警蜂鸣器BZ1、继电器RL1和继电器RL1的续流二极管D8并联连接，它们其中一个公共端与三极管Q2的集电极相连；

优选地，所述多谐振荡器回路包括：由555定时器组成的多谐振荡器、三极管基极偏置电阻R19和R20、三极管Q3；

所述555定时器的3脚经过三极管基极偏置电阻R19和R20，与三极管Q3的基极相连。

由上述技术方案可知，本实用新型的有益效果在于：本实用新型提供的一种UMDs直流母线保护装置，全部使用模拟电路搭建而成，电路各部分之间联系更加紧密，响应速度大大提高，抗干扰能力强，能够在直流母线端电压降低到一定值后断开电池组与直流母线的连接，并进行报警。同时各集成电路模块价格较为低廉，大大降低了制造成本。

附图说明

图1为本实用新型实施例提供的一种UMDs直流母线保护装置的结构框图；

图2为本实用新型实施例提供的稳压输出电路的电路结构图；

图3为本实用新型实施例提供的母线电压下限值检测电路结构图；

图4为本实用新型实施例提供的母线电压下限值检测电路的继电器动作回路结构图；

图5为本实用新型实施例提供的由555定时器组成的多谐振荡器回路结构图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本实用新型的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本实用新型，但不用来限制本实用新型的范围。

本实施例以某直流母线为例，使用本实用新型的UMDs直流母线保护装置，对直流母线进行保护。

一种UMDs直流母线保护装置，如图1所示，包括：稳压输出电路、母线电压下限值检测电路及其继电器动作回路以及多谐振荡器回路；

所述稳压输出电路的输入端与不间断电源相连，输出端分别与母线电压下限值检测电路及其继电器动作回路和多谐振荡器回路的输入端相连；所述母线电压下限值检测电路及其继电器动作回路以及多谐振荡器回路的输出端均连接到端子排。

所述的稳压输出电路如图2所示包括：变压器T1及其限流电阻R1、二极管D1～D4组成的整流桥、三组滤波电容、稳压管LM317T及其调节电阻R3和RV1、保护三极管Q1及其附加电阻R4和R2、保护二极管D5、跳线JP1、三端集成稳压电路LM7805C、指示二极管LED1及其限流电阻R5。

所述变压器T1的一次侧通过限流电阻R1与不间断电源相连，二次侧连接二极管整流桥的输入端；所述二极管整流桥的输出端经过第一组并联的滤波电容C1和C2与稳压管LM317T的输入端子相连；所述稳压管LM317T的输出端子接有一个滑动变阻器RV1和一个固定阻值电阻R3，稳压管LM317T的调节端子接有一个三极管Q1及其附加电阻R4和R2，稳压管LM317T输出端子经过一个二极管D5与第二组并联的滤波电容C3和C4相连；经一级稳压后的输出电压经过跳线JP1和第三组滤波电容C5，连接到三端集成稳压电路LM7805C的输入端子；所述三端集成稳压电路LM7805C的输出端子经过第四组并联的滤波电容C6和C7和限流电阻R5，与指示二极管LED1相连，调节端子接地。

稳压输出电路的作用为：一、输出1.25～37V连续可调的电压给装置外围电路供电；二、经过二级稳压，给指示二极管供电。稳压输出电路工作的方法为：首先从UPS引入的交流电接入变压器一次侧，变压器二次侧经过二极管整流桥整流为直流电。该直流电经过电容滤去交流分量，接入到稳压管LM317T的输入端子。稳压管LM317T的输出端子接有一个滑动变阻器和一个固定阻值电阻，其作用是调节稳压管输出电压。稳压管LM317T的调节端子接有一个三极管及其附加电阻，其作用是防止滑动变阻器可动触点接触不良而造成稳压管输出电压过大，烧坏负载。稳压管LM317T输出电压至滤波电容之间接一二极管，其作用是利用二极管单向导电性，防止滤波电容放电烧坏稳压管LM317T。经滤波后的输出电压可以给装置外围电路供电，上述为一级稳压。经一级稳压后的输出电压经过跳线和滤波电容，连接到三段集成稳压电路LM7805C的输入端子，其输出电压(5V)经过滤波电容和限流电阻，给指示二极管供电，此为二级稳压。

所述母线电压下限值检测电路及其继电器动作回路如图3和图4所示包括：电压取样电阻R6～R11、输入平衡电阻R12和电容C8、钳位二极管D6、稳压二极管ZD1、基准电压调节电阻RV2、输入平衡电阻R13和电容C9、电压比较器LM258、输出限流电阻R14、负反馈二极管D7及大电阻R15、三极管基极偏置电阻R16和R17、三极管Q2、指示二极管LED2及其限流电阻R18、报警蜂鸣器BZ1、继电器RL1及其续流二极管D8。

母线端电压经过电压取样电阻R6～R11串联后，与并联的平衡电阻R12和电容C8相连，然后与钳位二极管D6和稳压二极管ZD1的中点相连，并从它们的中点引至电压比较器LM258的负极性输入端；可调节的母线电压下限值经过并联的平衡电阻R13和电容C9接至电压比较器LM258的正极性输入端；所述电压比较器LM258的输出端经过一个限流电阻R14后，连接一组串联的反馈二极管D7及大电阻R15至电压比较器LM258的正极性输入端；所述电压比较器LM258的输出端限流电阻R14经过三极管基极偏置电阻R16和R17后，与三极管Q2的基极相连；所述指示二极管LED2及其限流电阻R18、报警蜂鸣器BZ1、继电器RL1和继电器RL1的续流二极管D8并联连接，它们其中一个公共端与三极管Q2的集电极相连。

母线电压下限值检测电路及其继电器动作回路部分的作用为：当母线电压低于一定值(即电池组电压低于下限值)时，三极管基极呈现高电位，因而三极管导通，指示二极管点亮，蜂鸣器报警，继电器回路得电，其触点吸合，装置外部的母线故障指示灯点亮，经过外部电路多组继电器连续失电，电池组最后从直流母线上切除。首先将检测到的母线端电压经过电压取样电阻后，接至一组平衡电阻电容到地，另从VDD引一个钳位二极管、稳压二极管到地，并从它们的中点引至运算放大器的负极性输入端。其中钳位二极管和稳压二极管的作用是使电压比较器的负极性输入电压不超过稳压二极管稳压值或VDD电压值。其次将可调节的母线电压下限值经过一组平衡电容电阻接至运放的正极性输入端子。电压比较器的输出端经过一个限流电阻后，连接一组串联的反馈二极管及大电阻至电压比较器的正极性输入端子。电压比较器的作用是将母线采样电压与母线电压下限值进行比较。当电压比较器输出端呈现高电平时(即母线采样电压低于母线电压下限值)，三极管基极的偏置电阻可以将该高电平保持住，有利于三极管的可靠导通。三极管导通后，指示二极管点亮，蜂鸣器报警，继电器回路得电，其触点吸合，装置外部的母线故障指示灯点亮，经过外部电路多组继电器连续失电，电池组最后从直流母线上切除。

所述多谐振荡器回路如图5所示包括：由555定时器组成的多谐振荡器、三极管基极偏置电阻R19和R20、三极管Q3；

所述555定时器的3脚经过三极管基极偏置电阻R19和R20，与三极管Q3的基极相连。

多谐振荡器回路的作用为：当图4所示电路的继电器触点吸合，将会使得装置外部某一继电器失电，进而其常闭辅助触点闭合，从而使555定时器的VCC脚接至电源，产生一组方波信号，可以驱动装置外部的母线停止指示灯闪烁，表明此时直流母线已经退出运行。首先由555定时器的3脚输出脉冲序列，该方波信号经过三极管接入装置外部的母线停止指示灯回路。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型权利要求所限定的范围。