CN201160036Y - 低功耗智能型过零投切控制器 - Google Patents
低功耗智能型过零投切控制器 Download PDFInfo
- Publication number
- CN201160036Y CN201160036Y CNU2007200385813U CN200720038581U CN201160036Y CN 201160036 Y CN201160036 Y CN 201160036Y CN U2007200385813 U CNU2007200385813 U CN U2007200385813U CN 200720038581 U CN200720038581 U CN 200720038581U CN 201160036 Y CN201160036 Y CN 201160036Y
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- circuit
- relay
- thyristor
- zero
- crossing
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims abstract description 13
- 230000009471 action Effects 0.000 claims abstract description 11
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 claims description 11
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 7
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 claims description 7
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 claims description 7
- 239000010703 silicon Substances 0.000 claims description 7
- 230000001960 triggered effect Effects 0.000 claims 2
- 230000008878 coupling Effects 0.000 claims 1
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 claims 1
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 claims 1
- 230000006641 stabilisation Effects 0.000 claims 1
- 238000011105 stabilization Methods 0.000 claims 1
- 238000005265 energy consumption Methods 0.000 abstract description 3
- 230000008901 benefit Effects 0.000 abstract description 2
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 abstract description 2
- 238000002955 isolation Methods 0.000 description 7
- 230000005611 electricity Effects 0.000 description 6
- 230000004044 response Effects 0.000 description 4
- 230000002457 bidirectional effect Effects 0.000 description 3
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 3
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 2
- 230000001052 transient effect Effects 0.000 description 2
- 230000033228 biological regulation Effects 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 238000010891 electric arc Methods 0.000 description 1
- 230000017525 heat dissipation Effects 0.000 description 1
- 230000001939 inductive effect Effects 0.000 description 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 1
- 230000008092 positive effect Effects 0.000 description 1
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 1
- 238000005096 rolling process Methods 0.000 description 1
- 238000005245 sintering Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E40/00—Technologies for an efficient electrical power generation, transmission or distribution
- Y02E40/30—Reactive power compensation
Landscapes
- Control Of Electrical Variables (AREA)
Abstract
本实用新型公开了一种低功耗智能型过零投切控制器，包括控制器动作控制电路、单片机处理电路、稳压电源电路、可控硅触发电路、继电器控制电路、可控硅和继电器并联电路、过零点检测电路、工作状态指示电路，可控硅和继电器并联电路中的可控硅与磁保持继电器并接，投切时将可控硅先过零触发，稳定后再将磁保持继电器吸合导通。本实用新型的优点是采用低功耗高性能单片机实现全数字化智能控制，当装置接到外部控制信号后，通过逻辑判断，自动寻找最佳投入(切除)点，保证过零投切，无涌流、触点不烧结、能耗小、不产生谐波、同时具有缺相保护、运行指示等功能。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种控制器，尤其是用于交流无功补偿电容器的通断控制及交流电源通断控制等场合的低功耗智能型过零投切控制器。
背景技术
在工业、企业供电系统中，由于绝大多数用电设备均属于感性负载，这些用电设备在运行时除了从供电系统取用有功功率外，还取用相当数量的无功功率。有些生产设备(如轧机，电弧炉等)在生产过程中还经常出现无功冲击负荷，这种冲击负荷比正常取用的无功功率可能增大5～6倍。从电路理论知道，无功功率的增大使供电系统的功率因数降低。功率因数的降低将致使：电网回路中功率损耗增大；电网回路中电压损失增大；供电设备的供电能力下降，电能成本增高。中华人民共和国为了奖励企业提高功率因数，在按两部电价制收电费时，规定了依照企业功率因数的高低而调整所收电费额的附加奖惩制度。按照这个制度，对月平均功率因数高于规定值的企业，可以按超过的多少相应地减收电费，而当功率因数低于规定值时，则增收电费。在《全国供用电规则》中明确规定，功率因数低于0.7时，电业局可不予供电。因而企业无论从节约电费、提高供电质量还是从提高供电设备的供电能力出发，都必须考虑补偿无功功率的措施，而无功功率的补偿通常采用在电网中并联电容器的方法来实现。而通常电容器的投切主要采用可控硅投切或采用交流接触器投切，电容器投切时由于涌流较大，虽然可以在过零点投，但可控硅需要较大的散热面积，体积较大，而采用交流接触器投切体积较小，但不能保证在过零点投切，触点容易烧结。
发明内容
本实用新型所要解决的技术问题是提供一种可以在过零点投切电容器或交流电源开关，达到开关投切时无涌流、触点不烧结、体积小、能耗小、不引入暂态和谐波的低功耗智能型过零投切控制器。
为解决上述技术问题，本实用新型的技术方案是，一种低功耗智能型过零投切控制器，包括控制器动作控制电路、单片机处理电路、稳压电源电路、可控硅触发电路、继电器控制电路、可控硅和继电器并联电路、过零点检测电路、工作状态指示电路，控制器动作控制电路与单片机处理电路电连接，单片机处理电路与稳压电源电路电连接，单片机处理电路与工作状态指示电路电连接，单片机处理电路与可控硅触发电路电连接，单片机处理电路与继电器控制电路电连接，可控硅和继电器并联电路与可控硅触发电路电连接，继电器控制电路与可控硅和继电器并联电路电连接，可控硅和继电器并联电路与过零点检测电路电连接，过零点检测电路与单片机处理电路电连接，可控硅和继电器并联电路中的可控硅与磁保持继电器并接，投切时将可控硅先过零触发，稳定后再将磁保持继电器吸合导通。
过零点检测电路通过光耦电路将开关两端的正弦波信号转化成方波信号，送到单片机处理电路进行过零点检测，以便在控制器接收到开关闭合控制命令在过零点闭合，光耦隔离电路还具有强电和弱电隔离的作用，该电路还具有缺相信息的检测，当该路开关缺相时此时该路没有信号送出，所以可以根据是否有信号送出来判断该路是否为缺相。可控硅触发电路采用脉冲变压器T来实现，主要用于对双向可控硅电路进行控制，继电器控制电路主要用于继电器电路进行控制，可控硅阻容保护电路并联在双向可控硅的两端用于保护可控硅，同时又作为对开关交流电压波形信号的采集作用，可控硅电路和继电器电路并联在一起，可控硅电路主要起到辅助作用，由于可控硅响应速度快，而继电器响应速度慢，所以开关闭合时先闭合可控硅然后在几十毫秒或几秒种内再将继电器或接触器闭合，这样可以保证开关在过零点投切，开关闭合后可控硅两端电压为零此时可控硅自动关断。稳压电源电路主要给控制器提供电源。工作状态指示电路用于指示电路的工作状态。控制器动作控制电路由光电隔离电路组成主要用于接收来自外部控制命令，当需要开关动作时(闭合或断开)，外部电路向控制器发出脉冲信号，通过光电隔离送到单片机，以便对开关进行控制。
本实用新型具有积极的效果：(1)本实用新型的低功耗智能型过零投切控制器中，可控硅选用BTA系列，继电器选用磁保持继电器，继电器线圈工作电压DC12V，触点电流5-100A，由于采用可控硅与磁保持继电器并联使用，闭合时先闭合可控硅，然后再闭合磁保持继电器，控制器能够自动跟踪零点，这样可以保证在过零点投切开关，过零点投切开关不会产生暂态和谐波，触点不会烧结，由于磁保持继电器工作后不需要维持电压，所以采用磁保持继电器又具有节能的目的。(2)本实用新型的低功耗智能型过零投切控制器采用智能控制并且可以记忆开关的状态(闭合还是断开)的功能，当系统突然失电，控制器先断开继电器再断开可控硅，即保证在过零点断开，当系统得电时会自动恢复原来状态。(3)本实用新型的低功耗智能型过零投切控制器，可以一组、二组、三组或更多组组合使用，可以作为功率因数补偿的电容投切器使用，使用时可以分补(既一相或二相电网的功率因数进行补偿)或共补(既同时对电网三相功率因数进行补偿)，也可以作为单相交流接触器或三相交流接触器使用。
附图说明
图1为实施例1的总体结构图。
图2为实施例1的作为普通开关控制的原理图。
图3为实施例1的作为电容投切控制的原理图。
具体实施方式
实施例1
见图1，本实施例的低功耗智能型过零投切控制器，包括控制器动作控制电路1、单片机处理电路2、稳压电源电路3、可控硅触发电路4、继电器控制电路5、可控硅和继电器并联电路6、过零点检测电路7、工作状态指示电路8，控制器动作控制电路1与单片机处理电路2电连接，单片机处理电路2与稳压电源电路3电连接，单片机处理电路2与工作状态指示电路8电连接，单片机处理电路2与可控硅触发电路4电连接，单片机处理电路2与继电器控制电路5电连接，可控硅和继电器并联电路6与可控硅触发电路4电连接，继电器控制电路5与可控硅和继电器并联电路6电连接，可控硅和继电器并联电路6与过零点检测电路7电连接，过零点检测电路7与单片机处理电路2电连接，可控硅和继电器并联电路6中的可控硅与磁保持继电器并接，投切时将可控硅先过零触发，稳定后再将磁保持继电器吸合导通。控制器失电信号和开关断开信号主要通过采集控制器工作电源的交流信号的有无和工作电源的交流信号的过零点来判断。
该控制器其可以用于普通开关的投切控制如图2所示，也可以作为电网提高功率因数时电容补偿时的电容投切控制如图3所示。
图2或图3中的可控硅触发电路4采用脉冲变压器T来实现，来自振荡电路的IN频率信号通过脉冲变压器T产生脉冲信号对双向可控硅电路进行控制，图2或图3中的D1为双向可控硅，继电器控制电路5主要用于对继电器电路进行控制，图2或图3中K0为继电器，图2或图3中的R1和C1为可控硅阻容保护电路并联在双向可控硅D1的两端，用于保护可控硅，同时又作为对开关交流电压波形信号的采集作用，可控硅电路和继电器电路并联在一起，可控硅电路主要起到辅助作用，由于可控硅响应速度快，而继电器响应速度慢，所以开关闭合时先闭合可控硅然后在几十毫秒或几秒种内再将继电器闭合，这样可以保证开关在过零点投切，开关闭合后可控硅两端电压为零此时可控硅自动关断。图2或图3中IC1为过零点采集用的光耦器件，其主要原理是将正弦波信号转化成方波信号送到单片机，单片机可以采用51系列、AVR系列或其他智能芯片，同时光耦器件又起到隔离作用。当然过零点采集也可以通过整流电路实现。稳压电源电路3主要给控制器提供电源。工作状态指示电路8用于指示电路的工作状态。控制器动作控制电路1由光电隔离电路组成主要用于接收来自外部控制命令，当需要开关动作时(闭合或断开)，外部电路向控制器发出脉冲信号，通过光电隔离送到单片机处理电路2，对开关进行控制，图2或图3中的R0、R2、R3均为限流电阻，图2或图3中的D2为整流二极管，图3中的C0为外接补偿电容，图2或图3中的E3、E4为接电源的两个接线端子，图2或图3中的VCC为光耦波形转换的直流电源。
总之，本实用新型的优点是采用低功耗高性能单片机实现全数字化智能控制，当装置接到外部控制信号后，通过逻辑判断，自动寻找最佳投入(切除)点，保证过零投切，无涌流、触点不烧结、能耗小、不产生谐波、同时具有缺相保护、运行指示等功能。
Claims (5)
1、一种低功耗智能型过零投切控制器，其特征在于，包括控制器动作控制电路(1)、单片机处理电路(2)、稳压电源电路(3)、可控硅触发电路(4)、继电器控制电路(5)、可控硅和继电器并联电路(6)、过零点检测电路(7)、工作状态指示电路(8)，控制器动作控制电路(1)与单片机处理电路(2)电连接，单片机处理电路(2)与稳压电源电路(3)电连接，单片机处理电路(2)与工作状态指示电路(8)电连接，单片机处理电路(2)与可控硅触发电路(4)电连接，单片机处理电路(2)与继电器控制电路(5)电连接，可控硅和继电器并联电路(6)与可控硅触发电路(4)电连接，继电器控制电路(5)与可控硅和继电器并联电路(6)电连接，可控硅和继电器并联电路(6)与过零点检测电路(7)电连接，过零点检测电路(7)与单片机处理电路(2)电连接，可控硅和继电器并联电路(6)中的可控硅与磁保持继电器并接，投切时将可控硅先过零触发，稳定后再将磁保持继电器吸合导通。
2、如权利要求1所述的低功耗智能型过零投切控制器，其特征在于，可控硅采用脉冲变压器触发。
3、如权利要求1所述的低功耗智能型过零投切控制器，其特征在于，可控硅和继电器可以一组或多组配合使用，一组用于单相开关或单相电容投切分补控制，三组可以用于三相开关或三相电容投切共补控制。
4、如权利要求1所述的低功耗智能型过零投切控制器，其特征在于，单片机可以采用51系列或AVR系列。
5、如权利要求1所述的低功耗智能型过零投切控制器，其特征在于，过零点信号的采集采用光电耦合器件来实现，也可以通过整流电路实现。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CNU2007200385813U CN201160036Y (zh) | 2007-07-12 | 2007-07-12 | 低功耗智能型过零投切控制器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CNU2007200385813U CN201160036Y (zh) | 2007-07-12 | 2007-07-12 | 低功耗智能型过零投切控制器 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN201160036Y true CN201160036Y (zh) | 2008-12-03 |
Family
ID=40110622
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CNU2007200385813U Expired - Fee Related CN201160036Y (zh) | 2007-07-12 | 2007-07-12 | 低功耗智能型过零投切控制器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN201160036Y (zh) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101976994A (zh) * | 2010-09-17 | 2011-02-16 | 三一重工股份有限公司 | 转换电路、三相电的相序检测方法和系统及电动机 |
| CN101577192B (zh) * | 2009-06-12 | 2011-05-04 | 百利通电子(上海)有限公司 | 电磁继电器过零开关方法及电路 |
| CN104678860A (zh) * | 2015-02-11 | 2015-06-03 | 哈尔滨工业大学 | 基于cpld的交流电中保护继电器及其缺相保护系统 |
| CN105005639A (zh) * | 2015-06-18 | 2015-10-28 | 河海大学 | 可仿真晶闸管实际特性的matlab模型及构建方法 |
| CN104423277B (zh) * | 2013-08-23 | 2017-05-10 | 赛恩倍吉科技顾问（深圳）有限公司 | 电源控制系统及方法 |
| CN110448168A (zh) * | 2019-08-29 | 2019-11-15 | 九阳股份有限公司 | 一种开水煲的加热控制方法 |
-
2007
- 2007-07-12 CN CNU2007200385813U patent/CN201160036Y/zh not_active Expired - Fee Related
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101577192B (zh) * | 2009-06-12 | 2011-05-04 | 百利通电子(上海)有限公司 | 电磁继电器过零开关方法及电路 |
| CN101976994A (zh) * | 2010-09-17 | 2011-02-16 | 三一重工股份有限公司 | 转换电路、三相电的相序检测方法和系统及电动机 |
| CN104423277B (zh) * | 2013-08-23 | 2017-05-10 | 赛恩倍吉科技顾问（深圳）有限公司 | 电源控制系统及方法 |
| CN104678860A (zh) * | 2015-02-11 | 2015-06-03 | 哈尔滨工业大学 | 基于cpld的交流电中保护继电器及其缺相保护系统 |
| CN104678860B (zh) * | 2015-02-11 | 2017-05-24 | 哈尔滨工业大学 | 基于cpld的交流电中保护继电器及其缺相保护系统 |
| CN105005639A (zh) * | 2015-06-18 | 2015-10-28 | 河海大学 | 可仿真晶闸管实际特性的matlab模型及构建方法 |
| CN105005639B (zh) * | 2015-06-18 | 2018-01-02 | 河海大学 | 可仿真晶闸管实际特性的matlab模型及构建方法 |
| CN110448168A (zh) * | 2019-08-29 | 2019-11-15 | 九阳股份有限公司 | 一种开水煲的加热控制方法 |
| CN110448168B (zh) * | 2019-08-29 | 2021-09-10 | 九阳股份有限公司 | 一种开水煲的加热控制方法 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN202797994U (zh) | 无功补偿电容投切复合开关 | |
| CN201160036Y (zh) | 低功耗智能型过零投切控制器 | |
| CN201312125Y (zh) | 复合型功率因数补偿与消谐控制装置 | |
| CN103745883A (zh) | 一种具有晶闸管故障诊断功能的复合式无弧交流接触器 | |
| CN203911743U (zh) | 一种电子设备及其电容放电电路 | |
| CN104467437A (zh) | 低待机功耗开关电源 | |
| CN201294387Y (zh) | 节能型电容补偿投切控制器 | |
| CN105576659A (zh) | 基于投切开关阵列的能量路由器及投切开关的控制方法 | |
| CN112397343A (zh) | 一种交流接触器及其抗晃电的智能电子控制装置 | |
| CN205753433U (zh) | 应用于低压配网的治理三相不平衡的装置 | |
| CN105871221A (zh) | 一种低空载损耗的变压器系统 | |
| CN203871274U (zh) | 节能型阻容降压继电器控制电路 | |
| CN205237357U (zh) | 用可控硅控制电焊机自动断电节电装置 | |
| CN201118539Y (zh) | 智能型复合开关 | |
| CN109962633A (zh) | 一种环保恒高频高压大功率除尘电源 | |
| CN202309086U (zh) | 智能化过零投切无功补偿装置 | |
| CN201191573Y (zh) | 单相智能复合开关 | |
| CN214204957U (zh) | 一种用于电力电容器的同步过零开关电路 | |
| CN104716738A (zh) | 一种用于cc级的双电源自动转换开关电器的电路 | |
| CN104466974B (zh) | 基于分相控制技术的组合式同步开关 | |
| CN203588792U (zh) | 变压器预充磁装置 | |
| CN2713710Y (zh) | 切换电容器复合开关 | |
| CN201601084U (zh) | 智能节能交直流接触器控制器 | |
| CN207381975U (zh) | 一种新型的低压无功补偿控制装置 | |
| CN217849034U (zh) | 一种低功耗待机电路 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| C17 | Cessation of patent right | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20081203 Termination date: 20110712 |