專利名稱：一種繼電器小電壓控制裝置和方法
技術領域：
本發(fā)明涉及電子控制技術，具體地說是一種繼電器小電壓控制裝置和方法。
背景技術：
常用的電磁繼電器是向電磁線圈加電使銜鐵吸合，并帶動動觸點與靜觸點閉合， 反之則反。一般繼電器常用于對交流電源進行開關繼電，當繼電器觸點在大電流進行開關動 作時將容易造成觸點的電弧燒蝕，且造成較大的電磁波干擾，還會使電器設備因大的沖擊 電流而損壞，這是目前繼電器使用存在的問題。現有技術中解決方法之一由下述專利文獻提出中國專利申請?zhí)柺?200910053005. X，名稱為電磁繼電器過零開關方法及電路。該技術方案的不足是每次都要 對繼電器吸合時間點是否為交流電壓零點進行檢查并進行誤差修正，尤其不適合電源功率 因數補償電容器的繼電器控制，另外繼電器斷開時的最好時刻不是零交流電壓點，而是最 小電流點。

發(fā)明內容
本發(fā)明的目的是克服現有技術方案的不足而提供一種繼電器小電壓控制裝置和方法。見圖1，本發(fā)明采用如下技術方案，一種繼電器小電壓控制裝置，包括控制模塊，包 括分別與所述控制模塊連接的繼電器觸點電壓采樣模塊、繼電器、控制輸入端，其特征在于 還包括連接所述控制模塊的繼電器觸點電流采樣模塊。所述一種繼電器小電壓控制裝置，其特征在于控制模塊包括當吸合驅動信號出現 時，根據檢測繼電器觸點電壓波形周期的最小電壓(絕對值、下同)時刻，并在所述觸點的 最小電壓時刻或后1至η個周期附近時刻(例如士2mS、下同)閉合繼電器觸點的裝置；包 括當斷開驅動信號出現時，根據檢測到的繼電器觸點電流波形周期的最小電流時刻，并在 所述最小電流時刻或后1至η個周期附近時刻(例如士2mS、下同)斷開繼電器觸點的裝 置。所述一種繼電器小電壓控制裝置，預先分別設定了繼電器提前加電或斷電時間 值，其特征在于所述控制模塊還包括所述繼電器控制裝置根據繼電器動作時間提前對所述 繼電器加電和斷電的裝置。說明以最小電壓/電流值時刻為基準，將電源周期T時間減去 提前加電或斷電時間(例如20mS-5mS = 15mS)進行時延后，再對繼電器進行加電或斷電操作。所述一種繼電器小電壓控制裝置，預先設定了電流差門限值(例如0. 01A-100A, 或0. 1A)，其特征在于所述斷電裝置還包括檢測所述繼電器觸點(提前斷電時)的電流值并 暫存，當要斷電前所述繼電器觸點的電流與前1周期相應時刻的電流值相差大于所述電流 差門限值時返回B裝置的裝置。說明用于對負荷電流突發(fā)變化進行重新處理，有利于對繼電器觸點的保護。所述一種繼電器小電壓控制裝置，且負載為電源功率因數補償電容器，其特征在 于還包括連接電源和所述電容器的整流充電(或放電、下同)模塊。當繼電器的負載為電源功率因數補償電容器時，由于正弦波的過零點電壓變化率 最大，此時刻不適合作電容器負載切換，而應選定在電壓波型的峰點(或谷點、下同)附近 (例如士2mS)時間實現繼電器觸點閉合，增設整流充電模塊的目的是使未投入使用的電容 器處于合適的電壓狀態(tài)，使該電容器的相應繼電器觸點間電壓在電源波型峰點時為0V，以 實現繼電器觸點小電壓閉合。見圖3，繼電器小電壓控制裝置對電容器負載的具體可采用(380V)三相Y型接法， C相作固定連接，只用2個單組觸點繼電器進行工作1.控制模塊先根據電壓最小原則將接 A、C相的2個串聯電容器的總電壓充電到537V(380*1. 414)，并在A、C相電壓與串聯電容器 總充電壓相等時(即觸點間電壓為0V)使A相繼電器觸點閉合；又將接B相的電容器充電 到約410V-450V、使到在B相電壓波形的峰值時間時B相繼電器觸點間電壓為0V，此時使B 相繼電器觸點閉合。2.控制模塊根據電流最小時斷開繼電器觸點原則分別對A、B相繼電 器操作即可。所述一種繼電器小電壓控制裝置，其特征在于所述控制模塊還包括繼電器閉合動 作提前加電和斷開動作提前斷電的定時裝置。所述一種繼電器小電壓控制裝置，其特征在于繼電器為1或2或3組觸點。一種繼電器小電壓控制方法，提供一繼電器控制裝置，所述繼電器控制裝置可檢 測繼電器觸點的電壓波形，可檢測繼電器開關觸點的電流波形，其特征在于包括以下步 驟A.當吸合驅動信號出現時在繼電器觸點的最小電壓時刻或后1至η個周期附近時 刻(例如士2mS、下同)閉合繼電器觸點；B.當斷開驅動信號出現時在繼電器觸點的最小電流時刻或后1至η個周期附近時 刻斷開繼電器觸點。所述一種繼電器小電壓控制方法，預先分別設定了繼電器提前加電或斷電時間 值，其特征在于還包括以下步驟C.所述繼電器控制裝置根據繼電器動作時間提前對所述繼電器加電或斷電。所述一種繼電器小電壓控制方法，預先設定了電流差門限值，其特征在于在步驟C 中對繼電器斷電前又還進一步包括以下步驟D.檢測所述繼電器觸點提前斷電時的電流值并暫存，當要斷電前所述繼電器觸點 的電流與前1周期相應時刻的電流值相差大于所述電流差值門限時則要返回執(zhí)行B步驟。本發(fā)明的技術方案的優(yōu)點是明顯減少了繼電器觸點的電弧燒蝕、減少火花引起的 電磁波幅射干擾、并有利于延長電器設備使用壽命；本發(fā)明的技術方案的另一優(yōu)點是可用 于直流電源或3相交流電源。


圖1是繼電器小電壓控制裝置結構示意圖；圖2是負載為補償電容器的繼電器小電壓控制裝置結構示意4
圖3是負載為電容器時的示意圖；圖4是控制模塊軟件程序流程圖。
具體實施例方式下面結合附圖1對本發(fā)明做進一步詳細說明。本發(fā)明所述繼電器控制裝置開關的交流電源頻率一般為50Hz或60Hz，其電源電 壓與負載電流波形的周期相同，本發(fā)明所述的繼電器控制裝置可對交流電源周期進行自動 檢測。本發(fā)明所述繼電器觸點最小電壓檢測即在一個電源周期內檢測繼電器觸點間電 壓的最小(絕對)值及出現時刻。本發(fā)明所述繼電器觸點最小電流檢測即在一個電源周期范圍檢測繼電器觸點負 荷電流的最小(絕對)值及出現時刻。本發(fā)明所述繼電器閉合動作時間即為繼電器電磁線圈加電至觸點閉合的時間差； 本發(fā)明所述繼電器斷開動作時間即為繼電器電磁線圈斷電至觸點斷開的時間差。同一個繼 電器其閉合動作時間與斷開動作時間通常是不相同的，又為了解決各繼電器動作時間互不 相同的問題，可在繼電器控制裝置生產過程中或更換新的繼電器后由控制模塊對繼電器的 閉合/斷開動作時間進行自動測試，并將閉合/斷開動作時間值儲存在控制模塊中供以后 使用。本發(fā)明技術方案中如果設定在最小電壓/電流值時刻或后1周期附近時刻閉合或 斷開繼電器觸點可獲得最快響應速度。所述周期附近時刻是強調閉合、或斷開繼電器觸點 的時刻只要偏差不超過理想時刻附近(例如士2mS)也是充許的，最好將偏差控制到小于 0. 2mS。繼電器小電壓控制裝置結構說明如下1.繼電器觸點電壓采樣模塊用于取樣檢測觸點電壓波形，最簡方式是使用與降壓 電阻串聯的取樣分壓電阻加A/D功能IC組成。2.繼電器觸點電流采樣模塊用于取樣檢測觸點電流波形，最簡方式是使用與負載 串聯的電流取樣電阻加A/D功能IC組成。3.所述控制模塊可由單片計算機構成，其內含的嵌入式計算機程序(如圖4所 示)實現所述控制模塊功能及繼電器動作時間的定時計數功能；也可由單片或嵌入式計算 機內含A/D實現檢測電源電壓波形和檢測觸點電流波形。4.所述控制模塊也可由ASIC、CPLD、FPGA等硬件構成，其內含的專用集成電路用 于實現所述控制模塊功能及繼電器動作時間的定時計數功能。也可由內含的A/D電路實現 檢測電源電壓波形和檢測觸點電流波形。5.控制輸入端用于接受對繼電器開關命令信號，并可作為繼電器的閉合/斷開動 作時間進行自動測試的指令輸入口。本發(fā)明的繼電器小電壓控制方法用于三相交流電源的繼電時，最直接的方式是用 三個繼電器小電壓控制裝置組合使用，即將三個控制輸入端并聯，3個繼電器觸點分別控制 3條電源相線即可。或用一個控制模塊分別連接3個繼電器觸點電壓采樣模塊(對于工業(yè) 三相正弦電源也可只用1個電源電壓采樣模塊，另外2相電壓波形可推算得到)、和3個電流采樣模塊、以及3個繼電器驅動端、1個控制輸入端組成，見圖2。
當繼電器的負載為電源功率因數補償電容器時，一般采用3個繼電器的觸點分別 控制3條電源相線，各整流充電模塊分別連接所述電容器；最少可采用2個繼電器觸點分別 控制2條電源相線即可，即其中有1相線作固定連接，見圖3。
權利要求
一種繼電器小電壓控制裝置，包括控制模塊，包括分別與所述控制模塊連接的繼電器觸點電壓采樣模塊、繼電器、控制輸入端，其特征在于還包括連接所述控制模塊的繼電器觸點電流采樣模塊。
2.根據權利要求1所述一種繼電器小電壓控制裝置，且負載為電源功率因數補償電容 器，其特征在于還包括連接電源和所述電容器的整流充電模塊。
3.根據權利要求1或2所述一種繼電器小電壓控制裝置，其特征在于控制模塊包括當 吸合驅動信號出現時，根據檢測繼電器觸點電壓波形周期的最小電壓時刻，并在所述觸點 的最小電壓時刻或后1至η個周期附近時刻閉合繼電器觸點的裝置；包括當斷開驅動信號 出現時，根據檢測到的繼電器觸點電流波形周期的最小電流時刻，并在所述最小電流時刻 或后1至η個周期附近時刻斷開繼電器觸點的裝置。
4.根據權利要求3所述一種繼電器小電壓控制裝置，其特征在于所述最小電壓/流時 刻周期附近時刻為士2mS內。
5.根據權利要求3所述一種繼電器小電壓控制裝置，預先分別設定了繼電器提前加電 和斷電時間值，其特征在于所述控制模塊還包括所述繼電器控制裝置根據繼電器動作時間 提前對所述繼電器加電和斷電的裝置。
6.根據權利要求5所述一種繼電器小電壓控制裝置，預先設定了電流差門限值，其特 征在于所述斷電裝置還包括檢測所述繼電器觸點提前斷電時的電流值并暫存，當要斷電前 所述繼電器觸點的電流與前1周期相應時刻的電流值相差大于所述電流差門限值時返回 所述斷電裝置的裝置。
7.—種繼電器小電壓控制方法，提供一繼電器控制裝置，所述繼電器控制裝置可檢測 繼電器觸點的電壓波形，可檢測繼電器開關觸點的電流波形，其特征在于包括以下步驟A.當吸合驅動信號出現時在繼電器觸點的最小電壓時刻或后1至η個周期附近時刻閉 合繼電器觸點；B.當斷開驅動信號出現時在繼電器觸點的最小電流時刻或后1至η個周期附近時刻斷 開繼電器觸點。
8.根據權利要求7所述一種繼電器小電壓控制方法，預先分別設定了繼電器提前加電 或斷電時間值，其特征在于還包括以下步驟C.所述繼電器控制裝置根據繼電器動作時間提前對所述繼電器加電或斷電。
9.根據權利要求8所述一種繼電器小電壓控制方法，預先設定了電流差門限值，其特 征在于在步驟C中對繼電器斷電前又還進一步包括以下步驟D.檢測所述繼電器觸點提前斷電時的電流值并暫存，當要斷電前所述繼電器觸點的電 流與前1周期相應時刻的電流值相差大于所述電流差值門限時則要返回執(zhí)行B步驟。
全文摘要
一種繼電器小電壓控制裝置，包括控制模塊，包括分別與所述控制模塊連接的繼電器觸點電壓采樣模塊、繼電器、控制輸入端，其特征在于還包括連接所述控制模塊的繼電器觸點電流采樣模塊。
文檔編號H01H47/02GK101887822SQ20101023755
公開日2010年11月17日 申請日期2010年7月16日 優(yōu)先權日2010年7月16日
發(fā)明者韓燕 申請人:韓燕