一种隔离开关电机控制电路及方法与流程

1.本发明涉及交流电机控制领域，具体涉及到一种隔离开关电机控制电路及方法。


背景技术：

2.为保证维护人员在对电网进行检修时的安全，变电站广泛应用具有明显断口的隔离刀闸来明确断开带电线路。隔离刀闸机构箱内使用三相交流电机带动机构来实现远程电操作。现阶段隔离刀闸机构箱内交流电机一般使用交流接触器或晶闸管进行控制。交流接触器价格高且体积较大；晶闸管控制电路对过流、过压等工况耐受度较差，在电力应用中需额外的器件对晶闸管进行保护。


技术实现要素：

3.本发明旨在克服现有技术的不足，提供了一种隔离开关电机控制电路及方法，所述隔离开关电机控制电路使用小体积的板载继电器实现对电机的控制，所述控制电路搭建成本低，体积小，解决了分断大电流时继电器触点拉弧的问题。
4.所述控制电路包括cpu组件，继电器组件和电机电流检测组件；
5.所述cpu组件与所述继电器组件相连接，用于对所述继电器组件的控制；所述cpu组件与电机电流检测组件相连接，用于接收所述电机电流检测组件监测到的电流数据，包括：
6.所述cpu组件包括cpu模块和adc模块；
7.所述cpu模块与所述继电器驱动元件连接，控制所述继电器驱动元件执行操作；
8.所述adc模块与所述电机电流检测组件连接，接收所述电机电流检测组件的电流监测数据。
9.所述继电器组件包括常开继电器元件和继电器驱动元件；所述继电器驱动元件基于所述cpu组件的控制指令驱动所述常开继电器元件改变在电路中的开合状态；
10.所述常开继电器包括第一继电器，第二继电器，第三继电器，第四继电器和第五继电器；
11.所述第一继电器的线圈负极与所述继电器驱动元件连接，所述第一继电器的线圈正极接入所述继电器组件的控制电源；
12.所述第二继电器的线圈负极与所述继电器驱动元件连接，所述第二继电器的线圈正极接入所述继电器组件的控制电源；
13.所述第三继电器的线圈负极与所述继电器驱动元件连接，所述第三继电器的线圈正极接入所述继电器组件的控制电源；
14.所述第四继电器的线圈负极与所述继电器驱动元件连接，所述第四继电器的线圈正极接入所述继电器组件的控制电源；
15.所述第五继电器的线圈负极与所述继电器驱动元件连接，所述第五继电器的线圈正极接入所述继电器组件的控制电源。
16.所述第一继电器的一端接入交流电源的a相，所述第一继电器的另一端接入电机的u相；
17.所述第二继电器的一端接入交流电源的b相，所述第二继电器的另一端接入电机的v相；
18.所述第三继电器的一端接入交流电源的c相，所述第三继电器的另一端接入电机的w相；
19.所述第四继电器的一端接入交流电源的a相，所述第四继电器的另一端接入电机的w相；
20.所述第五继电器的一端接入交流电源的c相，所述第五继电器的另一端接入电机的u相。
21.所述第四继电器基于并联方式接入第一继电器所在电路；
22.所述第五继电器基于并联方式接入第三继电器所在电路。
23.所述电机电流检测组件用于监测通过所述继电器组件的电流数据并把监测到的电流数据反馈到所述cpu组件中。
24.所述电机电流检测组件包括第一电流检测元件，第二电流检测元件和第三电流检测元件，所述电机电流检测组件监测通过所述继电器组件的电流大小，包括：
25.所述第一电流检测元件的一端接入交流电源的a相，所述第一电流检测元件的另一端接入所述第一继电器和所述第四继电器；
26.所述第二电流检测元件的一端接入交流电源的b相，所述第二电流检测元件的另一端接入所述第二继电器；
27.所述第三电流检测元件的一端接入交流电源的c相，所述第三电流检测元件的另一端接入所述第三继电器和所述第五继电器。
28.一种电机控制方法，根据所述隔离开关电机控制电路实现对电机的正转或反转或停止的控制，包括：
29.电机停止状态下，所述cpu组件接收到正转指令并基于所述正转指令控制所述继电器驱动元件；
30.所述继电器驱动元件基于所述cpu组件驱动所述第一继电器，第二继电器和第三继电器的常开触点闭合，所述第四继电器和第五继电器的常开触点保持断开状态；
31.所述交流电源的a相与所述电机的u相连接，所述交流电源的b相与所述电机的v相连接，所述交流电源的c相与所述电机的w相连接，电机开始正转。
32.电机停止状态下，所述cpu组件接收到反转指令并基于所述反转指令控制所述继电器驱动元件；
33.所述继电器驱动元件基于所述cpu组件驱动所述第二继电器，第四继电器和第五继电器的常开触点闭合，所述第一继电器和第三继电器的常开触点保持断开状态；
34.所述交流电源的a相与所述电机的w相连接，所述交流电源的b相与所述电机的v相连接，所述交流电源的c相与所述电机的u相连接，电机开始反转。
35.电机正转或反转状态下，所述cpu组件接收到停止指令，所述cpu组件接收所述电机电流检测组件反馈的电流数据，所述电流数据小于设定阈值时，所述cpu组件控制所述继电器组件切断继电器，电机开始停止。
36.本发明提供了一种隔离开关电机控制电路及方法，通过继电器组件直接控制三相电机，所述继电器组件设置板载继电器，体积小，购置成本低，可耐受高过压、过流冲击，所述控制电路设置有电机电流检测组件，具备电流检测功能，能够实时检测电机运转时的电流，能够在安全的电流阈值内停止电机转动，提高控制电路的安全性。
附图说明
37.图1为本发明实施例的隔离开关电机控制电路的组件连接图；
38.图2为本发明实施例的隔离开关电机控制电路的电路接线图。
具体实施方式
39.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作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
40.实施例一：
41.如图1所示，所述隔离开关电机控制电路包括cpu组件1，继电器组件2和电机电流检测组件3；
42.所述cpu组件1与所述继电器组件2相连接，用于对所述继电器组件的控制。
43.具体的，所述cpu组件1接收到用户指令，所述cpu组件1根据指令控制所述继电器组件2；所述继电器组件2包括继电器驱动元件21和常开继电器元件22，所述继电器驱动元件21基于所述cpu组件2驱动所述继电器元件22改变在所述控制电路中的开合状态。
44.所述cpu组件1与电机电流检测组件3相连接。
45.具体的，所述电机电流检测组件3设置在所述控制电路中，实时监测经过所述继电器组件2的电流数据，并将所述监测的电流数据反馈到所述cpu组件1中。
46.所述隔离开关电机控制电路通过cpu组件1控制所述继电器组件2改变在所述控制电路上的状态，采用所述电机电流检测组件3实时监测所述控制电路上的电流数据。所述控制电路应用在隔离刀闸机构箱内的三相交流电机所在的电路上，通过体积小的板载继电器实现对电机的控制，能够实时监测所述控制电路的电流数据，确保电路使用的安全性。
47.实施例二：
48.图2为本发明实施例的隔离开关电机控制电路的电路接线图。
49.具体的，所述cpu组件1包括cpu模块11和adc模块12；
50.所述cpu模块11与所述继电器驱动元件21连接，所述cpu模块11基于用户指令控制所述继电器驱动元件21执行操作；
51.所述adc模块12与所述电机电流检测组件3连接，接收所述电机电流检测组件3的电流监测数据。
52.具体的，所述常开继电器22包括第一继电器221，第二继电器222，第三继电器223，第四继电器224和第五继电器225；
53.所述第一继电器221的线圈负极与所述继电器驱动元件21连接，所述第一继电器221的线圈正极接入所述继电器组件2的控制电源；
54.所述第二继电器222的线圈负极与所述继电器驱动元件21连接，所述第二继电器222的线圈正极接入所述继电器组件2的控制电源；
55.所述第三继电器223的线圈负极与所述继电器驱动元件21连接，所述第三继电器223的线圈正极接入所述继电器组件2的控制电源；
56.所述第四继电器224的线圈负极与所述继电器驱动元件21连接，所述第四继电器224的线圈正极接入所述继电器组件2的控制电源；
57.所述第五继电器225的线圈负极与所述继电器驱动元件21连接，所述第五继电器225的线圈正极接入所述继电器组件2的控制电源。
58.具体的，所述第一继电器221，第二继电器222，第三继电器223，第四继电器224和第五继电器225相互并联接入所述继电器组件2的控制电路，所述继电器驱动元件21能够驱动所述第一继电器221，第二继电器222，第三继电器223，第四继电器224和第五继电器225改变在所述隔离开关电机控制电路中的开合状态。
59.具体的，所述第一继电器221的一端接入交流电源5的a相，所述第一继电器221的另一端接入电机4的u相；
60.所述第二继电器222的一端接入交流电源5的b相，所述第二继电器222的另一端接入电机4的v相；
61.所述第三继电器223的一端接入交流电源5的c相，所述第三继电器223的另一端接入电机4的w相；
62.所述第四继电器224的一端接入交流电源5的a相，所述第四继电器224的另一端接入电机4的w相；
63.所述第五继电器225的一端接入交流电源5的c相，所述第五继电器225的另一端接入电机4的u相。
64.所述第四继电器224基于并联方式接入第一继电器221所在电路；
65.所述第五继电器225基于并联方式接入第三继电器223所在电路。
66.具体的，所述第一继电器221，第二继电器222和第三继电器223闭合时，所述交流电源5的a相和所述电机4的u相连接，所述交流电源5的b相和所述电机4的v相连接，所述交流电源5的c相与所述电机4的w相连接，电机实现正转。
67.具体的，所述第四继电器224，第二继电器222和第五继电器225闭合时，所述交流电源5的a相和所述电机4的w相连接，所述交流电源5的b相和所述电机4的v相连接，所述交流电源5的c相与所述电机4的u相连接，电机实现反转。
68.具体的，所述电机电流检测组件3包括第一电流检测元件31，第二电流检测元件32和第三电流检测元件33，所述电机电流检测组件3监测通过所述继电器组件2的电流数据，包括：
69.所述第一电流检测元件31的一端接入交流电源5的a相，所述第一电流检测元件31的另一端接入所述第一继电器221和所述第四继电器224；
70.所述第二电流检测元件32的一端接入交流电源5的b相，所述第二电流检测元件32的另一端接入所述第二继电器222；
71.所述第三电流检测元件33的一端接入交流电源5的c相，所述第三电流检测元件33的另一端接入所述第三继电器223和所述第五继电器225。
72.所述第一电流检测元件31，第二电流检测元件32和第三电流检测元件33的输出信号端口与所述adc模块12的输入端口连接，所述电机电流检测组件3将监测到的电流数据传输到所述adc模块12中，经过所述adc模块12将电流数据转换为所述cpu模块11处理的数据形式，当所述cpu组件1接收到停止指令时，所述cpu模块11会根据所述电流数据在安全阈值内控制所述继电器组件2断开电路。
73.一种电机控制方法，根据所述隔离开关电机控制电路实现对电机的正转或反转或停止的控制。
74.具体的，所述电机4在停止状态下，所述cpu组件1接收到正转指令并基于所述正转指令控制所述继电器驱动元件21；
75.所述继电器驱动元件21基于所述cpu组件1驱动所述第一继电器221，所述第二继电器222和所述第三继电器223的常开触点闭合，所述第四继电器224和第五继电器225的常开触点保持断开状态；
76.所述交流电源5的a相与所述电机4的u相连接，所述交流电源5的b相与所述电机4的v相连接，所述交流电源5的c相与所述电机4的w相连接，电机4开始正转。
77.具体的，电机4在停止状态下，所述cpu组件1接收到反转指令并基于所述反转指令控制所述继电器驱动元件21；
78.所述继电器驱动元件21基于所述cpu组件1驱动所述第二继电器222，第四继电器224和第五继电器225的常开触点闭合，所述第一继电器221和第三继电器223的常开触点保持断开状态；
79.所述交流电源5的a相与所述电机4的w相连接，所述交流电源5的b相与所述电机4的v相连接，所述交流电源5的c相与所述电机4的u相连接，电机4开始反转。
80.电机4在正转或反转状态下，所述cpu组件1接收到停止指令，所述cpu组件1接收所述电机电流检测组件3反馈的电流数据，当所述电流数据小于设定阈值时，所述cpu组件1控制所述继电器组件2切断继电器，电机4开始停止。
81.具体的，所述cpu组件1通过所述adc模块12实时采集所述电机电流检测组件3输出的继电器接点电流数据，在安全阈值范围内所述cpu模块11控制所述继电器驱动元件21断开继电器，同时所述cpu模块11启动计时，获取继电器的切断时间，统计出所述继电器组件2完成切断操作的响应时间并根据所述响应时间实时调整下次切断的电流阈值，确保所述继电器组件2能够安全切断负载电流。
82.所述隔离开关电机控制电路及方法通过所述cpu组件1控制所述继电器组件2改变在所述控制电路上的状态，实现所述对电机4的正转或反转或停止的控制，采用所述电机电流检测组件3实时监测所述控制电路上的电流数据，确保所述隔离开关电机控制电路的安全性，保护控制电路的各个电气元件，所述控制电路采用板载继电器元件，体积小，设置简单。
83.本领域普通技术人员可以理解上述实施例的各种方法中的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件来完成，该程序可以存储于一计算机可读存储介质中，存储介质可以包括：只读存储器(rom，read only memory)、随机存取存储器(ram，random access memory)、磁盘或光盘等。
84.以上对本发明实施例进行了详细介绍，本文中采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。