專利名稱：用于控制雙電源電路的控制器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種控制器，特別涉及一種用于控制雙電源電路的控制器。
背景技術(shù)：
目前，市場上使用的雙電源自動(dòng)轉(zhuǎn)換開關(guān)的母聯(lián)端(輸出端)均為并聯(lián)輸出狀態(tài)， 母聯(lián)均不能控制，國內(nèi)無任何斷路器廠家生產(chǎn)三電源自動(dòng)轉(zhuǎn)換開關(guān)，三電源自動(dòng)轉(zhuǎn)換開關(guān) 主要應(yīng)用工礦企業(yè)等重要用電場所，特別是大型風(fēng)機(jī)、礦井瓦斯抽放泵站及排水泵等場所， 因此，導(dǎo)致這些行業(yè)在電源控制方面極為不便，也常常容易引發(fā)各類事故，因此，如何提供 對母聯(lián)進(jìn)行有效控制實(shí)已成為本領(lǐng)域技術(shù)人員亟待解決的技術(shù)課題。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種用于控制雙電源電路的控制器，以實(shí)現(xiàn)對母聯(lián)斷路器 的有效控制。 為了達(dá)到上述目的及其他目的，本發(fā)明提供的用于控制雙電源電路的控制器所控 制的電路為雙電源供電電路，其中所述雙電源電路由主電源斷路器、備用電源斷路器、及母 聯(lián)斷路器、主電源、備用電源等所構(gòu)成，所述控制器包括主電源接入端和備用電源接入端； 與所述主電源接入端和備用電源接入端相連接的電壓互感器；與所述電壓互感器相連接且 用于采樣放大主電源電壓和備用電源電壓的電壓采樣電路；用于將所述電壓采樣電路所采 樣的主電源電壓和備用電源電壓編碼的編碼電路；用于將所述編碼電路送入的編碼信息進(jìn) 行分析以確定主電源電壓和備用電源電壓是否為正常值而發(fā)出相應(yīng)控制信號的控制單元； 與所述控制單元相連接且用于將所述控制單元輸出的各控制信號轉(zhuǎn)換為驅(qū)動(dòng)信號的驅(qū)動(dòng) 電路；受所述驅(qū)動(dòng)電路所驅(qū)動(dòng)的繼電器；由所述繼電器所控制且用于控制所述主電源斷路 器、備用電源斷路器、及母聯(lián)斷路器合閘與分閘的執(zhí)行器；具有控制主電源斷路器、備用電 源斷路器、及母聯(lián)斷路器合閘與分閘的按鈕、以及自動(dòng)/手動(dòng)開關(guān)的控制面板，其中，在所 述控制面板上還嵌有用于指示主電源斷路器、備用電源斷路器、及母聯(lián)斷路器合閘與分閘 的指示燈，指示燈及按鈕都與所述驅(qū)動(dòng)電路相連接，自動(dòng)/手動(dòng)開關(guān)與所述控制單元相連 接；以及用于向上述各部件供電的供電單元等。 其中，當(dāng)確定主電源電壓和備用電源電壓都正常時(shí)控制單元發(fā)出主備都合閘而母 聯(lián)分閘信號；當(dāng)確定主電源電壓不正常而備用電源電壓正常時(shí)，在預(yù)設(shè)時(shí)間段后控制單元 先發(fā)送主分閘信號再發(fā)送母聯(lián)合閘信號；當(dāng)確定主電源電壓正常而備用電源電壓不正常時(shí) 時(shí)，在預(yù)設(shè)時(shí)間段后控制單元先發(fā)送備分閘信號再發(fā)送母聯(lián)合閘信號；當(dāng)確定主電源電壓 和備用電源電壓都不正常時(shí)，控制單元發(fā)送主、備、母聯(lián)均分閘信號。 其中，所述用于控制雙電源電路的控制器還可包括電流接入端、與所述電流接入 端相連的電流互感器、及與所述電流互感器和所述編碼電路相連接且用于采樣放大電流并 送入所述編碼電路編碼的電流采樣電路等。 綜上所述，本發(fā)明的的用于控制雙電源電路的控制器通過對主電源、備用電源的
4采樣分析，當(dāng)主電源、備用電源不正常時(shí)即發(fā)送相應(yīng)的控制信號，控制相應(yīng)的斷路器合閘或 分閘，由此可實(shí)現(xiàn)對母聯(lián)的有效控制。
圖1為本發(fā)明的用于控制雙電源電路的控制器的基本結(jié)構(gòu)示意圖。
圖2為本發(fā)明的用于控制雙電源電路的控制器所控制的電路示意圖。
圖3為本發(fā)明的用于控制雙電源電路的控制器的控制面板示意圖。
具體實(shí)施例方式
請參閱圖1及圖2，本發(fā)明的用于控制雙電源電路的控制器主要適用于由主電源、 主電源斷路器、備用電源、備用電源斷路器、及母聯(lián)斷路器所形成的電路，如圖2所示，其 中，主電源(即電源I)、主電源斷路器Ql與負(fù)載I形第一串聯(lián)電路，備用電源(即電源II)、 備用電源斷路器Q2與負(fù)載II形第二串聯(lián)電路，而母聯(lián)斷路器Q3跨接在所述第一串聯(lián)電路 和第二串聯(lián)電路之間，其中，主電源斷路器Ql 、備用電源斷路器Q2、及母聯(lián)斷路器Q3的運(yùn)行 邏輯表如表1所示"0"表示斷路器分閘狀態(tài)，"1"表示斷路器合閘狀態(tài)。然而在實(shí)際運(yùn)行 過程中，狀態(tài)8是禁止的。 表l:
運(yùn)行狀態(tài)狀態(tài)l狀態(tài)2狀態(tài)3狀態(tài)4狀態(tài)5狀態(tài)6狀態(tài)7狀態(tài)8
斷路器Ql00001111
斷路器Q200110011
母聯(lián)斷路器Q301010101 本發(fā)明的用于控制雙電源電路的控制器至少包括主電源接入端和備用電源接入
端、電壓互感器、電流接入端、電流互感器、電壓采樣電路、電流采樣電路、編碼電路、控制單
元、驅(qū)動(dòng)電路、繼電器、執(zhí)行器、控制面板、鍵盤接口、顯示器接口、及端接口等。
所述主電源接入端用于接入電源I，在本實(shí)施例中，電源I為三相四線制市電，因
此，所述主電源接入端設(shè)有4個(gè)接入腳，分別接入三相交流電的Ua、 Ub、 Uc、 Un ;所述備用電
源接入端用于接入電源II，在本實(shí)施例中，電源II也為三相四線制市電，因此，所述備用電
源接入端也設(shè)有4個(gè)接入腳，分別接入三相交流電的Ua、 Ub、 Uc、 Un。 所述電壓互感器與所述主電源接入端和備用電源接入端相連接。 所述電壓采樣電路與所述電壓互感器相連接，用于對所述電壓互感器輸入的主電
源電壓和備用電源電壓進(jìn)行采樣放大，其可采用運(yùn)算放大器進(jìn)行處理。 所述電流接入端具有4個(gè)接入腳，可接入三相交流電的Ia、 Ib、 Ic、 In。 所述電流互感器與所述電流接入端相連。 所述電流采樣電路與所述電流互感器相連接，用于對所述電流互感器輸入的電流 進(jìn)行采樣放大，其也可采用運(yùn)算放大器進(jìn)行處理。
所述編碼電路用于將所述電壓采樣電路所采樣的主電源電壓和備用電源電壓、以 及所述電流采樣電路所采樣的電流進(jìn)行編碼，以便控制單元能夠識(shí)別，其內(nèi)部結(jié)構(gòu)以為本 領(lǐng)域技術(shù)人員所知悉，故在此不再詳述。 所述控制單元用于將所述編碼電路送入的編碼信息進(jìn)行分析以確定電源I電壓、 電源II電壓及電流是否為正常值(即電源I電壓、電源II電壓是否電源缺相、欠壓和失壓 等，電流是否過流等)而發(fā)出相應(yīng)控制信號。其中，當(dāng)確定電源I電壓和電源II電壓都正常 時(shí)發(fā)出主備都合閘而母聯(lián)分閘信號；當(dāng)確定電源I電壓不正常而電源II電壓正常時(shí)，在預(yù) 設(shè)時(shí)間段后先發(fā)送主分閘信號再發(fā)送母聯(lián)合閘信號；當(dāng)確定電源I電壓正常而電源II電壓 不正常時(shí)時(shí)，在預(yù)設(shè)時(shí)間段后先發(fā)送備分閘信號再發(fā)送母聯(lián)合閘信號；當(dāng)確定電源I電壓 和電源II電壓都不正常時(shí)，發(fā)送主、備、母聯(lián)均分閘信號。在本實(shí)施例中，所述控制單元可 包括MSP430單片機(jī)、晶振、復(fù)位電路等，其還設(shè)置有與鍵盤連接的鍵盤接口 、與液晶顯示 器連接的顯示器接口、套設(shè)在所述控制面板上用于與本地端或遠(yuǎn)程端相連接的端接口 (其 可為光耦合器)等，此外，其還可輸出報(bào)警信號、故障指示信號和系統(tǒng)正在運(yùn)行信號等等。
所述驅(qū)動(dòng)電路與所述控制單元相連接且用于將所述控制單元輸出的各控制信號 轉(zhuǎn)換為驅(qū)動(dòng)信號以驅(qū)動(dòng)所述繼電器，，其內(nèi)部結(jié)構(gòu)以為本領(lǐng)域技術(shù)人員所知悉，故在此不再 詳述。 所述執(zhí)行器由所述繼電器所控制，用于控制所述主電源斷路器Ql 、備用電源斷路 器Q2、及母聯(lián)斷路器Q3合閘與分閘，，其內(nèi)部結(jié)構(gòu)以為本領(lǐng)域技術(shù)人員所知悉，故在此不再 詳述。 所述控制面板具有控制主電源斷路器、備用電源斷路器、及母聯(lián)斷路器合閘與分 閘的按鈕、以及自動(dòng)/手動(dòng)開關(guān)，其上還嵌有用于指示主電源斷路器、備用電源斷路器、及 母聯(lián)斷路器合閘與分閘的指示燈，還設(shè)置有與所述控制單元相連接且用于選擇本地控制或 遠(yuǎn)程控制的操作方式開關(guān)等，其中，指示燈及按鈕都與所述驅(qū)動(dòng)電路相連接，自動(dòng)/手動(dòng)開 關(guān)與所述控制單元相連接。如圖3所示，在本實(shí)施例中，控制面板上設(shè)置有母聯(lián)斷路器合 閘按鈕(即母聯(lián)合)5、母聯(lián)斷路器分閘按鈕(即母聯(lián)分)6、備用電源斷路器分閘按鈕(即 備分)7、備用電源斷路器合閘按鈕(即備合)8、主電源斷路器分閘按鈕(即常分)19、主電 源斷路器合閘按鈕(即常合)18、自動(dòng)/手動(dòng)開關(guān)(即手動(dòng)、停止、自動(dòng))3、遠(yuǎn)程端接口 1、 操作方式開關(guān)(即遠(yuǎn)程、停止、本地)2、電源開關(guān)4。控制面板上嵌有母聯(lián)斷路器合閘指示 燈(即母聯(lián)合)14、母聯(lián)斷路器分閘按鈕(即母聯(lián)分)13、備用電源斷路器分閘按鈕(即備 分)10、備用電源斷路器合閘按鈕(即備合)11、主電源斷路器分閘按鈕(即常分)16、主電 源斷路器合閘按鈕(即常合)15，此外還嵌有母聯(lián)斷路器脫扣指示燈(即母聯(lián)脫)12、主電 源斷路器脫扣指示燈(即常脫)17、備用斷路器脫扣指示燈(即備脫)9等。
所述供電單元用于向上述各部件供電，其受控制面板上的電源開關(guān)4控制。
其工作過程如下首先由主電源接入端、備用電源接入端、和電流接入端分別將三 相主電源Ua、 Ub、 Uc、 Un、三相備用電源Ua， 、 Ub， 、 Uc， 、 Un'、三相交流電流Ia、 Ib、 Ic、 In接 入，通過電壓互感器和電流互感器輸入到電壓采樣電路和電流采樣電路，經(jīng)過編碼器編碼 后送入MSP430單片機(jī)輸入口 ，并將輸入電壓和電流轉(zhuǎn)換成合適的電壓和電流信號，再通過 軟件編程，實(shí)現(xiàn)對電流、電壓信號的采樣、處理、邏輯比較判斷及輸出，可同時(shí)對三相電壓進(jìn) 行檢測并顯示，顯示精度為±5%。 MSP430單片機(jī)的輸出信號送入驅(qū)動(dòng)器，并驅(qū)動(dòng)繼電器，繼電器通過控制執(zhí)行器來控制主電源斷路器、備用電源斷路器、母聯(lián)斷路器的合分閘。此 外，MSP430單片機(jī)接有輸入鍵用于參數(shù)的設(shè)定和調(diào)整，欠壓值和動(dòng)作時(shí)間可通過鍵盤來設(shè) 定，欠壓值連續(xù)可調(diào)，級差為1V，可調(diào)范圍寬，精度高，欠壓延時(shí)時(shí)間連續(xù)可調(diào)，級差為ls， 可調(diào)范圍寬，精度高；還接有液晶顯示屏，用于顯示各種運(yùn)行參數(shù)值，并能通過鍵盤輸入、液 晶顯示屏來實(shí)現(xiàn)人機(jī)對話；還設(shè)置本地控制和遠(yuǎn)程控制端，通過端接口可對各斷路器進(jìn)行 近距離和遠(yuǎn)距離的調(diào)控。 1)正常情況下，母聯(lián)斷路器Q3分閘，主電源斷路器Q1合閘，電源I向負(fù)載I供電， 備用電源斷路器Q2合閘，電源II向負(fù)載II供電，電源I和電源II各自成為獨(dú)立的供電電 源，同時(shí)成為互相備用供電狀態(tài)。 2)當(dāng)電源I出現(xiàn)故障(欠壓、缺相、失壓)時(shí)，延時(shí)時(shí)間t后主電源斷路器Ql分 閘，當(dāng)主電源斷路器Q1分閘到位后，母聯(lián)斷路器Q3立即合閘，電源I1同時(shí)向負(fù)載I和負(fù)載 II供電，當(dāng)故障電源I (欠壓、缺相、失壓)恢復(fù)正常后，母聯(lián)斷路器Q3立即分閘，母聯(lián)斷路 器Q3分閘到位后，主電源斷路器Q1立即合閘，這時(shí)恢復(fù)電源I向負(fù)載I供電，電源II向負(fù) 載II供電的狀態(tài)。 3)當(dāng)電源II出現(xiàn)故障(欠壓、缺相、失壓)時(shí)，延時(shí)時(shí)間t后備用電源斷路器Q2 分閘，當(dāng)備用電源斷路器Q2分閘到位后，母聯(lián)斷路器Q3立即合閘，電源I同時(shí)向負(fù)載I和 負(fù)載II供電，當(dāng)故障電源II(欠壓、缺相、失壓)恢復(fù)正常后，母聯(lián)斷路器Q3立即分閘，母 聯(lián)斷路器Q3分閘到位后，備用電源斷路器Q2立即合閘，這時(shí)恢復(fù)電源I向負(fù)載I供電，電 源II向負(fù)載II供電的狀態(tài)。 4)當(dāng)電源I和電源II均出現(xiàn)故障(欠壓、缺相、失壓)時(shí)，主電源斷路器Q1、備用 電源斷路器2和母聯(lián)斷路器Q3均分閘，電源I停止向負(fù)載I供電，電源II停止向負(fù)載II供 電，當(dāng)其中一路電源恢復(fù)正常后，則正常電源的斷路器合閘，合閘到位后，母聯(lián)斷路器Q3合 閘，正常電源向兩路負(fù)載同時(shí)供電，當(dāng)兩路電源均恢復(fù)正常后，母聯(lián)斷路器Q3斷開，主電源 斷路器Ql和備用電源斷路器Q2均合閘，電源I和電源II恢復(fù)各自供電狀態(tài)。
通過對本發(fā)明內(nèi)容的上述說明，可見本發(fā)明具有以下特點(diǎn) 1)實(shí)現(xiàn)了兩路電源互為備用電源的自動(dòng)切換功能； 2)實(shí)現(xiàn)了母聯(lián)斷路器可自動(dòng)控制的功能； 3)欠壓值連續(xù)可調(diào)，范圍為0-999V，極差為1V，精度高； 4)動(dòng)作延時(shí)時(shí)間連續(xù)可調(diào)，范圍為0-999秒，極差為1秒，精度高； 5)有本地和遠(yuǎn)程控制功能； 6)可對三相電壓同時(shí)監(jiān)控和保護(hù)，并同時(shí)顯示三相電壓值。 上述實(shí)施例僅列示性說明本發(fā)明的原理及功效，而非用于限制本發(fā)明。任何熟悉 此項(xiàng)技術(shù)的人員均可在不違背本發(fā)明的精神及范圍下，對上述實(shí)施例進(jìn)行修改。因此，本發(fā) 明的權(quán)利保護(hù)范圍，應(yīng)如權(quán)利要求書所列。
權(quán)利要求
一種用于控制雙電源電路的控制器，其中，雙電源電路包括由主電源和主電源斷路器構(gòu)成的第一串聯(lián)電路、備用電源和備用電源斷路器構(gòu)成的第二串聯(lián)電路、及跨接在所述第一串聯(lián)電路和第二串聯(lián)電路之間的母聯(lián)斷路器，所述控制器的特征在于包括用于接入主電源和備用電源的主電源接入端和備用電源接入端；與所述主電源接入端和備用電源接入端相連接的電壓互感器；與所述電壓互感器相連接且用于采樣放大主電源電壓和備用電源電壓的電壓采樣電路；用于將所述電壓采樣電路所采樣的主電源電壓和備用電源電壓編碼的編碼電路；用于將所述編碼電路送入的編碼信息進(jìn)行分析以確定主電源電壓和備用電源電壓是否為正常值而發(fā)出相應(yīng)控制信號的控制單元，其中，當(dāng)確定主電源電壓和備用電源電壓都正常時(shí)發(fā)出主備都合閘而母聯(lián)分閘信號；當(dāng)確定主電源電壓不正常而備用電源電壓正常時(shí)，在預(yù)設(shè)時(shí)間段后先發(fā)送主分閘信號再發(fā)送母聯(lián)合閘信號；當(dāng)確定主電源電壓正常而備用電源電壓不正常時(shí)時(shí)，在預(yù)設(shè)時(shí)間段后先發(fā)送備分閘信號再發(fā)送母聯(lián)合閘信號；當(dāng)確定主電源電壓和備用電源電壓都不正常時(shí)，發(fā)送主、備、母聯(lián)均分閘信號；與所述控制單元相連接且用于將所述控制單元輸出的各控制信號轉(zhuǎn)換為驅(qū)動(dòng)信號的驅(qū)動(dòng)電路；受所述驅(qū)動(dòng)電路所驅(qū)動(dòng)的繼電器；由所述繼電器所控制且用于控制所述主電源斷路器、備用電源斷路器、及母聯(lián)斷路器合閘與分閘的執(zhí)行器；具有控制主電源斷路器、備用電源斷路器、及母聯(lián)斷路器合閘與分閘的按鈕、以及自動(dòng)/手動(dòng)開關(guān)的控制面板，其中，在所述控制面板上還嵌有用于指示主電源斷路器、備用電源斷路器、及母聯(lián)斷路器合閘與分閘的指示燈，指示燈及按鈕都與所述驅(qū)動(dòng)電路相連接，自動(dòng)/手動(dòng)開關(guān)與所述控制單元相連接；用于向上述各部件供電的供電單元。
2. 如權(quán)利要求1所述的用于控制雙電源電路的控制器，其特征在于所述控制單元包 括MSP430單片機(jī)。
3. 如權(quán)利要求1所述的用于控制雙電源電路的控制器，其特征在于還包括電流接入 端、與所述電流接入端相連的電流互感器、及與所述電流互感器和所述編碼電路相連接且 用于采樣放大電流并送入所述編碼電路編碼的電流采樣電路。
4. 如權(quán)利要求1所述的用于控制雙電源電路的控制器，其特征在于所述控制單元具有 用于與鍵盤連接的鍵盤接口。
5. 如權(quán)利要求1所述的用于控制雙電源電路的控制器，其特征在于還包括所述控制 單元具有用于與顯示器連接的顯示器接口。
6. 如權(quán)利要求1所述的用于控制雙電源電路的控制器，其特征在于所述控制單元還具 有套設(shè)在所述控制面板上并用于與本地端或遠(yuǎn)程端相連接的端接口。
7. 如權(quán)利要求6所述的用于控制雙電源電路的控制器，其特征在于所述端接口為光親合為o
8. 如權(quán)利要求6所述的用于控制雙電源電路的控制器，其特征在于所述控制面板上 還設(shè)置有與所述控制單元相連接且用于選擇本地控制或遠(yuǎn)程控制的操作方式開關(guān)。
9.如權(quán)利要求1所述的用于控制雙電源電路的控制器，其特征在于所述控制面板上 設(shè)置有與所述供電單元相連接的電源開關(guān)。
全文摘要
本發(fā)明的用于控制雙電源電路的控制器主要用于控制由主電源斷路器、備用電源斷路器、及母聯(lián)斷路器、主電源、備用電源等所構(gòu)成的電路，其包括主電源接入端和備用電源接入端；電壓互感器；電壓采樣電路；編碼電路；用于對編碼信息進(jìn)行分析以確定主電源電壓和備用電源電壓是否為正常值而發(fā)出相應(yīng)控制信號的控制單元；用于將所述控制單元輸出的各控制信號轉(zhuǎn)換為驅(qū)動(dòng)信號的驅(qū)動(dòng)電路；受所述驅(qū)動(dòng)電路所驅(qū)動(dòng)的繼電器；由所述繼電器所控制且用于控制各斷路器合閘與分閘的執(zhí)行器；具有控制各斷路器合閘與分閘的按鈕等的控制面板；以及用于向上述各部件供電的供電單元等，由此可實(shí)現(xiàn)對雙電源電路母聯(lián)的有效控制。
文檔編號H02J9/06GK101752898SQ200910247719
公開日2010年6月23日 申請日期2009年12月30日 優(yōu)先權(quán)日2009年12月30日
發(fā)明者何建文, 張晉德, 馬鐵峰 申請人:上海天健電氣有限公司