專利名稱：單相/三相多路控制智能電源的制作方法
技術(shù)領域：
本實用新型涉及一種用于單相/三相多路受控啟動的智能電源裝置，屬于電源技 術(shù)領域。
背景技術(shù)：
在工業(yè)現(xiàn)場，特別是三相交流電機使用較多的場合，根據(jù)工藝控制的要求，用電設 備需要逐個按照一定的順序啟動，也就是要求用電負載需要按照一定的時間順序供電和斷 電，而順序啟動或停止的時間要求各種各樣，定時的時間間隔有嚴格和寬松的不同也有間 隔長短的不同，還有要求是否多路供電等，這不但增大了監(jiān)控人員的工作量而且要求監(jiān)控 人員操作的準確性高。除了用電設備按要求順序啟動外，對電源性能的監(jiān)測也是一個重要 的要求，不僅在電壓過高過低、電流過大等情況下對負載保護，還要能在缺相、相序錯、過熱 時也能夠?qū)﹄娫春拓撦d實施保護，對于單相電源負載長時間工作在過壓欠壓狀態(tài)時可能損 壞負載，三相電機等負載長時間在缺相、過熱運行時容易損壞，這些情況很有保護的必要 性。目前這類用電設備的控制方式主要有斷路器、接觸器、繼電器等低壓器件構(gòu)成的以PLC 為主的控制方式和工業(yè)系統(tǒng)自帶的專用控制器控制方式。這些控制方式的缺點主要是無法 修改其內(nèi)部結(jié)構(gòu)或修改復雜、成本高、無法移動、不易觀察電源的實時運行情況、無法記錄 故障等不足。因此需要一種智能電源能夠?qū)崟r顯示電源狀態(tài)，在電源正常時能按照預定順 序逐路啟動，又能在輸入的交流電失常時(即電源過壓欠壓、過流、過熱、缺相錯相等情況 出現(xiàn)時)，切斷電源并記錄故障。

實用新型內(nèi)容發(fā)明目的本實用新型目的在于提供克服以上不足，能實現(xiàn)順序控制啟停的電源。 根據(jù)電源控制的時序要求實現(xiàn)多路單相/三相交流電的順序啟動供電和停止供電，通過鍵 盤可以對運行時間、過壓欠壓閾值進行設置和控制運行，對交流電的檢測，在過壓欠壓、缺 相、過熱時切斷供電，并記錄故障。技術(shù)方案為了實現(xiàn)以上目的，本實用新型所述的單相/三相多路受控啟動的智 能電源，其特征在于包括交流電控制模塊、信號檢測與調(diào)理模塊、微控制器模塊及其控制 軟件，交流電輸入本智能電源分成為兩路一路輸入交流電控制模塊；一路經(jīng)信號檢測與 調(diào)理模塊采樣交流電信息并做預處理送入微控制器系統(tǒng)，經(jīng)微控制器系統(tǒng)判斷后控制交流 電控制模塊，使另一路交流電可以與負載接通或斷開。當輸入電壓為三相交流電時，包括三個信號檢測與調(diào)理模塊構(gòu)成對三相交流電信 號的采樣和預處理。交流電控制模塊的工作原理由微控制器模塊控制的繼電器觸點控制交流接觸器 的線圈通電，使交流接觸器的主觸點受控吸合達到控制負載通斷電的目的。信號檢測與調(diào)理模塊的工作原理由信號檢測與調(diào)理模塊構(gòu)成的交流電檢測電 路，通過變壓器耦合獲得降壓的三相交流電，該降壓的交流電通過整流后合并作為微控制器模塊和本模塊中信號調(diào)理電路的直流工作電壓+12V和+5V，另外該降壓的交流電經(jīng)分壓 衰減后作為信號調(diào)理電路的輸入信號，處理后得到了與輸入交流電相對應的模擬量信號和 數(shù)字量信號，這些信號被送入微控制器模塊進行檢測。微控制器模塊的工作原理包括直流電源電路、微控制器、液晶顯示器IXD電路、 鍵盤電路、時鐘電路、多路繼電器控制電路、RS485接口電路，在軟件支持下完成控制數(shù)據(jù)設 置、測試結(jié)果顯示、運行控制啟動。有益效果與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實用新型所述的用于單相/三相多路受控啟動的 智能電源完成多路單相/三相負載的順序供電，節(jié)省電能，保護用電設備的安全，控制數(shù)據(jù) 設置靈活方便、通用性強，數(shù)值和狀態(tài)顯示直觀，便于移動。

圖1是本實用新型的系統(tǒng)框圖。圖2是本實用新型的交流電控制模塊原理圖。圖3是本實用新型的信號檢測與調(diào)理模塊原理圖。圖4是本實用新型的微控制器模塊框圖。圖5是本實用新型的微控制器模塊中電源電路原理圖。圖6是本實用新型的微控制器模塊中多路繼電器電路原理圖。
具體實施方式
以下結(jié)合附圖和具體實施例，進一步闡明本實用新型，應理解這些實施例僅用于 說明本實用新型而不用于限制本實用新型的范圍，在閱讀了本實用新型之后，本領域技術(shù) 人員對本實用新型的各種等價形式的修改均落于本申請所附權(quán)利要求所限定的范圍。在圖1中，三相交流電輸入本智能電源分成為兩路。一路經(jīng)信號檢測與調(diào)理模塊2 采樣交流電信息并做預處理送入微控制器系統(tǒng)3，經(jīng)微控制器系統(tǒng)判斷后控制交流電控制 模塊1，使另一路交流電可以與負載接通或斷開。在圖2中，交流接觸器線圈4供電受繼電器RLl常開觸點5的控制，而繼電器RLl 常開觸點由微控制器模塊3中的微處理器控制和驅(qū)動。當三相交流電狀態(tài)正常無過壓欠壓 等失?，F(xiàn)象則繼電器RLl常開觸點5閉合，接通交流接觸器線圈4的電壓，使交流接觸器主 觸點6閉合，接通三相交流電給負載。本實用新型使用交流接觸器線圈的額定電壓為220V 交流電壓，如果負載的功率不同可以更換相應額定電流的交流接觸器。圖3是本實用新型采集一相交流電信號的檢測與調(diào)理模塊的電路原理圖，三相交 流電的交流電信號采集使用該信號檢測與調(diào)理模塊2三塊，在圖3中，Rl、R3、R4只要焊接 一個，要與采集的一相交流電相對應。如果使用的負載都是單相負載，則僅使用一塊信號檢 測與調(diào)理模塊2即可。交流電經(jīng)Tl變壓器降壓，D2、D3、D5、D6構(gòu)成橋式整流電路后的信號 送入后級信號預處理，另外經(jīng)Dl整流隔離送入微控制器模塊3中的電源電路產(chǎn)生12V和5V 直流電。信號預處理主要由Ul運放和U2比較器為核心的電路構(gòu)成，UlA構(gòu)成射隨器、U2A 構(gòu)成放大器，產(chǎn)生2路模擬電壓(UA1、UA2)，一路反映橋式整流電壓瞬時值，另一路反映電 壓有效值。U3為TA76431集成穩(wěn)壓電路，U2為比較器，交流電信號經(jīng)比較器后產(chǎn)生2路數(shù) 字電壓(UD1、UD2)。2路模擬電壓和2路數(shù)字電壓都連接到微控制器的輸入端，三相交流電
4就有6路模擬電壓和6路數(shù)字電壓輸入到微控制器，根據(jù)模擬電壓可以判斷交流電電壓值 的大小，數(shù)字電壓可以判斷交流電的相位、頻率。在圖4中，微控制器模塊主要由電源電路、液晶顯示電路IXD、鍵盤電路、時鐘電 路、RS485接口電路、溫度檢測電路、多路繼電器控制電路組成。電源電路的原理圖如圖5 所示，多路繼電器控制電路原理圖如圖6所示，鍵盤設為獨立按鍵，時鐘電路采用串行通 信總線的集成電路芯片，溫度檢測電路為單總線數(shù)字溫度傳感器18B20。微控制器采用 ATmegal28單片機，從圖3中的插座J2獲得模擬和數(shù)字信號以及溫度傳感器信號輸入到微 控制器的PF 口、PE 口，進行AD轉(zhuǎn)換和電平判斷，如果有過壓欠壓、過熱、缺相錯相的情況出 現(xiàn)，將錯誤編號記錄在微控制器的EEPROM中。另外，微控制器自帶掉電檢測和可編程看門 狗定時器使系統(tǒng)的工作穩(wěn)定可靠。在圖5中，從檢測與調(diào)理模塊中Dl處得到的電壓作為電源電路的輸入電壓，經(jīng)穩(wěn) 壓電路產(chǎn)生+12V和+5V的直流穩(wěn)壓電源，供檢測與調(diào)理模塊和微控制器模塊工作。在圖6中，微控制器的PB 口控制多路繼電器RL1、RL2、RL3、RL4線圈通電；當繼電 器RLl線圈通電，則RLl觸點5接通，最終實現(xiàn)對負載交流電供電的控制。在圖6中畫出了 4路繼電器的控制電路，當負載數(shù)量超過4路，可以繼續(xù)增加控制繼電器的路數(shù)。本實用新型的軟件主要由鍵盤鍵值模塊、顯示模塊、時鐘模塊、ADC模塊、相位模 塊、參數(shù)設置模塊、運行控制模塊、故障記錄與顯示模塊組成。主程序開始執(zhí)行后首先進行 初始化，顯示狀態(tài)值，然后讀入鍵值判斷是否參數(shù)設置、故障查詢還是啟動運行，然后轉(zhuǎn)入 相應功能執(zhí)行。
權(quán)利要求單相/三相多路受控啟動的智能電源，其特征在于包括交流電控制模塊(1)、信號檢測與調(diào)理模塊(2)、微控制器模塊(3)及其控制軟件，交流電輸入所述智能電源分成為兩路一路輸入交流電控制模塊(1)；一路經(jīng)信號檢測與調(diào)理模塊(2)采樣交流電信息并做預處理送入微控制器系統(tǒng)(3)，經(jīng)微控制器系統(tǒng)(3)判斷后控制交流電控制模塊(1)與負載接通或斷開。
2.如權(quán)利要求1所述的單相/三相多路受控啟動的智能電源，其特征在于包括三個 信號檢測與調(diào)理模塊(2)構(gòu)成對三相交流電信號的采樣和預處理。
專利摘要本實用新型公開了一種單相/三相多路受控啟動的智能電源，本實用新型由交流電控制模塊、信號檢測與調(diào)理模塊、微控制器模塊及其控制軟件組成?？捎萌齻€信號檢測與調(diào)理模塊對三相交流電信號采樣和預處理，產(chǎn)生模擬電壓和數(shù)字電壓送入微控制器判斷交流電的狀態(tài)。根據(jù)負載電源控制的時序要求實現(xiàn)多路單相/三相交流電的順序啟停，通過鍵盤可以對運行時間進行設置和控制運行，對三相交流電檢測，在過壓欠壓、缺相、過熱時切斷供電，并記錄故障。
文檔編號H02M1/36GK201690357SQ201020154089
公開日2010年12月29日 申請日期2010年4月9日 優(yōu)先權(quán)日2010年4月9日
發(fā)明者劉春玉, 盧達, 李天福 申請人:常熟理工學院