一种电力负载的三相电源保护装置的利记博彩app

专利名称：一种电力负载的三相电源保护装置的利记博彩app
技术领域：
本实用新型属于电力电子技术领域，尤其涉及一种电力负载的三相电源保护装置。
背景技术：
目前应用于家庭或酒店等场所的空调系统，其压縮机为三相电机，采用三相电源 供电，而当三相电源的相序发生错误时，压縮机出现反转现象，降低了压縮机工作效率、浪 费电能，且压縮机长时间反转容易烧毁。为此，现有技术提供了一种相序检测装置，以检测 向空调供电的三相电源是否出现相序相反的现象，并在检测到向空调供电的三相电源出现 相序相反的现象时，切断三相电源向空调供电，同时向用户发出告警。用户可以根据提示信 息对相序进行相应调整。 空调的该种电源保护方式虽然避免了压縮机反转带来的工作效率低、易于烧毁的 问题，然而在检测到向空调供电的三相电源出现相序相反的现象时，仍旧需要用户手动调 整相序，浪费人力财力，且操作繁琐。

实用新型内容本实用新型的目的在于提供一种电力负载的三相电源保护装置，旨在解决现有技 术提供的对空调的电源保护方式在检测到向空调供电的三相电源出现相序相反的现象时， 仍旧需要用户手动调整相序，浪费人力财力，且操作繁琐的问题。 本实用新型是这样实现的，一种电力负载的三相电源保护装置，所述装置包括 存储第一预设值的中央控制单元； 连接于三相电源的电压输出端以及所述中央控制单元的第一输入端之间的相序
检测单元，所述相序检测单元根据所述三相电源产生第一脉冲信号和/或第二脉冲信号，
并将所述第一脉冲信号和/或第二脉冲信号发送给所述中央控制单元，所述中央控制单元
判断是否接收到所述相序检测单元发送的第一脉冲信号和/或第二脉冲信号，当所述中央
控制单元判断接收到所述相序检测单元发送的第一脉冲信号和第二脉冲信号时，计算所述
第一脉冲信号下降沿时间与所述第二脉冲信号下降沿时间的时间差；以及 连接于所述中央控制单元的第一输出端和电力负载的供电端子之间的相序控制
单元，所述中央控制单元在所述时间差接近所述第一预设值时，通过所述中央控制单元的
第一输出端向所述相序控制单元输出相序调整信号，所述相序控制单元根据所述相序调整
信号，调整所述三相电源向电力负载供电的相序。 在上述电力负载的三相电源保护装置中，所述装置还包括辅助源单元，所述辅助 源单元的输入端连接所述三相电源的电压输出端，所述辅助源单元的一个输出端连接所述 相序控制单元的供电端； 所述辅助源单元对所述三相电源输出的交流电进行工频降压处理，并将所述工频 降压处理后的交流电整流成直流电后，稳压成所述相序控制单元工作所需的第一直流电
5压，之后采用所述第一直流电压向所述相序控制单元供电。
进一步地，所述辅助源单元的另一输出端连接所述相序检测单元的供电端； 所述辅助源单元将所述第一直流电压继续稳压成所述相序检测单元工作所需的 第二直流电压后采用所述第二直流电压向所述相序检测单元供电。 进一步地，所述装置还包括输入端连接所述辅助源单元，输出端连接所述中央控 制单元的第二输入端的电压采集单元； 所述电压采集单元获取所述辅助源单元整流后的直流电，并将所述直流电降压处 理成模拟采样值后输出给所述中央控制单元，所述中央控制单元将其接收到的模拟采样值 转换成数字采样值后，换算成相应的交流电压，之后，所述中央控制单元判断换算后的所述 交流电压是否大于预设上限值或小于预设下限值，并在判断换算后的所述交流电压大于预 设上限值或小于预设下限值时，通过所述相序控制单元控制所述三相电源停止向所述电力 负载供电。 进一步地，所述相序检测单元具体包括第一光耦VT1，第二光耦VT2，第一光耦VT1 中发光二极管的阳极通过电阻Rl连接所述三相电源的C相电压输出端，第一光耦VT1中发 光二极管的阴极连接所述三相电源的A相电压输出端，且第一光耦VT1中发光二极管的阳 极和阴极之间并联有二极管D1，二极管D1的阳极连接第一光耦VT1中发光二极管的阴极； 第二光耦VT2中发光二极管的阳极通过电阻R2连接所述三相电源的A相电压输出端，第二 光耦VT2中发光二极管的阴极连接所述三相电源的B相电压输出端，且第二光耦VT2中发 光二极管的阳极和阴极之间并联有二极管D2，二极管D2的阳极连接第二光耦VT2中发光二 极管的阴极； 第一光耦VT1中光敏三极管的集电极作为所述相序检测单元的供电端接收+5V的 直流电压，第一光耦VT1中光敏三极管的发射极通过电阻R3连接三极管Q1的基极，三极管 Ql的发射极接地，三极管Q1的基极与地之间连接有电容C1，三极管Q1的集电极通过电阻 R4连接相序检测单元11的供电端，三极管Q1的集电极同时连接所述中央控制单元的一个 第一输入端；第二光耦VT2中光敏三极管的集电极连接所述相序检测单元的供电端，第二 光耦VT2中光敏三极管的发射极通过电阻R5连接三极管Q2的基极，三极管Q2的发射极接 地，三极管Q2的基极与地之间连接有电容C2，三极管Q2的集电极通过电阻R6连接相序检 测单元11的供电端，三极管Q2的集电极同时连接所述中央控制单元的另一个第一输入端。进一步地，所述辅助源单元包括 第一工频降压单元； 第二工频降压单元； 第三工频降压单元； 第一整流单元，其一个输入端连接所述三相电源中的中性线端子，其另一个输入 端通过所述第一工频降压单元连接所述三相电源中的A相电压输出端，所述第一整流单元 的负输出端接地，所述第一整流单元的正输出端和负输出端之间分别并联电容C3和电容 C4，所述第一整流单元的正输出端同时连接二极管D3的阳极，二极管D3的阴极连接稳压器 ZD1的输入端，稳压器ZD1的接地端接地，稳压器ZD1的输出端与地之间分别并联电容C3和 电容C6，稳压器ZD1的输出端同时作为所述辅助源单元的一个输出端连接所述相序控制单 元的供电端，并向所述相序控制单元输出+12V的第一直流电压；[0022] 第二整流单元，其一个输入端连接所述三相电源中的中性线端子，其另一个输入 端通过所述第二工频降压单元连接所述三相电源中的B相电压输出端，所述第二整流单元 的负输出端接地，所述第二整流单元的正输出端和负输出端之间分别并联电容C9和电容 CIO，所述第二整流单元的正输出端同时连接二极管D6的阳极，二极管D6的阴极接地，二极 管D6的阴极同时连接二极管D3的阴极； 第三整流单元，其一个输入端连接三相电源中的中性线端子，其另一个输入端通 过所述第三工频降压单元连接所述三相电源中的C相电压输出端，所述第三整流单元的负 输出端接地，所述第三整流单元的正输出端和负输出端之间分别并联电容C11和电容C12， 所述第三整流单元的正输出端同时连接二极管D8的阳极，二极管D8的阴极接地，二极管D8 的阴极同时连接二极管D3的阴极。 进一步地，稳压器ZD1的输出端还连接稳压器ZD2的输入端，稳压器ZD2的接地端
接地，稳压器ZD2的输出端与地之间分别并联电容C7和电容C8，稳压器管ZD2的输出端同
时作为所述辅助源单元的另一输出端连接所述相序检测单元的供电端，并向所述相序检测
单元输出+5V的第二直流电压；稳压器ZD2的输出端通过电阻R8连接发光二极管D5的阳
极，发光二极管D5的阴极接地。 进一步地，所述电压采集单元具体包括 串联于所述第一整流单元的正输出端和地之间的电阻Rll和电阻R14，且电阻Rll 的一端连接所述第一整流单元的正输出端，电阻Rll的另一端同时通过电容C13接地； 串联于所述第二整流单元的正输出端和地之间的电阻Rl2和电阻Rl5，且电阻Rl2 的一端连接所述第二整流单元的正输出端，电阻R12的另一端同时通过电容C14接地； 串联于所述第三整流单元的正输出端和地之间的电阻R13和电阻R16，且电阻R13 的一端连接所述第三整流单元的正输出端，电阻R13的另一端同时通过电容C15接地； 电阻Rll的另一端、电阻R12的另一端以及电阻R13的另一端均分别连接所述中 央控制单元的第二输入端。 进一步地，所述相序控制单元包括分别连接于所述三相电源的三个电压输出端与 所述电力负载相应端口之间的三个第一接触器，以及分别连接于所述三相电源的三个电压 输出端与所述电力负载相应端口之间的三个第二接触器； 所述第一接触器的线圈两端与继电器Jl的开关并联，继电器Jl的线圈的一端作 为所述相序检测单元的供电端连接所述辅助源单元的另一输出端，继电器J1的线圈的另 一端连接三极管Q3的集电极，三极管Q3的发射极接地，三极管Q3的基极通过电阻R17连 接所述中央控制单元的一个第一输出端，电阻R17的与所述中央控制单元的一个第一输出 端相连的一端同时通过电阻R18接地； 所述第二接触器的线圈两端与继电器J2的开关并联，继电器J2的线圈的一端作 为所述相序检测单元的供电端连接所述辅助源单元的另一输出端，继电器J2的线圈的另 一端连接三极管Q4的集电极，三极管Q4的发射极接地，三极管Q4的基极通过电阻R19连 接所述中央控制单元的另一个第一输出端，电阻R19的与所述中央控制单元的另一个第一 输出端相连的一端同时通过电阻R20接地。 进一步地，所述浪涌保护单元具体包括串联于A相电压输出端与保护线之间的保 险丝F1和压敏电阻RV4，串联于B相电压输出端与保护线之间的保险丝F2和压敏电阻RV6，串联于C相电压输出端与保护线之间的保险丝F2和压敏电阻RV6 ;保险丝F2的一端连接 A相电压输出端，保险丝F2的一端连接B相电压输出端，保险丝F3的一端连接C相电压输 出端； 所述浪涌保护单元还包括连接于保险丝F1的另一端和保险丝F2的另一端之间的 压敏电阻RV1，连接于保险丝F2的另一端和保险丝F3的另一端之间的压敏电阻RV2，连接 于保险丝F1的另一端和保险丝F3的另一端之间的压敏电阻RV3，以及串联于中性线输出端 和保护线之间的保险丝F4和压敏电阻RV7。 本实用新型实施例采用相序检测单元及中央控制单元来检测向电力负载供电的 三相电源的相序，并在检测到该三相电源出现相序相反时，通过相序控制单元来控制调整 该三相电源向电力负载供电的相序，避免了用户的手动调整，节省了人力财力。

图1是本实用新型实施例提供的电力负载的三相电源保护装置的结构原理图； 图2是图1中相序检测单元的具体电路图； 图3是图1中辅助源单元的具体电路图； 图4是图1中电压采集单元的具体电路图； 图5是图1中相序控制单元的具体电路图； 图6是本实用新型实施例提供的电力负载的三相电源保护装置中浪涌保护单元 的电路图。
具体实施方式为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，
以下结合附图及实施 例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释 本实用新型，并不用于限定本实用新型。 本实用新型实施例采用相序检测单元及中央控制单元来检测向电力负载供电的 三相电源的相序，并在检测到该三相电源出现相序相反时，通过相序控制单元来控制调整 该三相电源向电力负载供电的相序。 图i示出了本实用新型实施例提供的电力负载的三相电源保护装置的结构原理， 为了便于说明，仅示出了与本实用新型实施例相关的部分。 本实用新型实施例提供的电力负载的三相电源保护装置包括中央控制单元12，连 接于三相电源的电压输出端以及中央控制单元12的第一输入端之间的相序检测单元11， 以及连接于中央控制单元12的第一输出端和电力负载的供电端子之间的相序控制单元 15。其中，相序检测单元ll根据三相电源产生第一脉冲信号和/或第二脉冲信号，并将该 第一脉冲信号和/或第二脉冲信号发送给中央控制单元12。中央控制单元12判断是否接 收到相序检测单元11发送的第一脉冲信号和/或第二脉冲信号，当中央控制单元12判断 接收到相序检测单元11发送的第一脉冲信号和第二脉冲信号时，计算第一脉冲信号下降 沿时间与第二脉冲信号下降沿时间的时间差，并当该时间差接近其存储的第一预设值时， 即认为该三相电源出现了相序相反，此时，通过中央控制单元12的第一输出端向相序控制 单元15输出相序调整信号。相序控制单元15根据该相序调整信号，调整该三相电源向电力负载供电的相序，以使得三相电源以调整后的相序向电力负载供电。当中央控制单元12 判断接收到相序检测单元11发送的第一脉冲信号和第二脉冲信号时，计算第一脉冲信号 下降沿时间与第二脉冲信号下降沿时间的时间差，并当该时间差接近其存储的第二预设值 时，即认为该三相电源未出现相序相反，此时，通过中央控制单元12的第一输出端向相序 控制单元15输出控制信号。相序控制单元15根据该控制信号，控制三相电源以正常的相 序向电力负载供电。 由于采用了相序检测单元11及中央控制单元12来检测向电力负载供电的三相电 源的相序，并在检测到该三相电源出现相序相反时，通过相序控制单元15来控制调整该三 相电源向电力负载供电的相序，避免了用户的手动调整，节省了人力财力。 其中的相序检测单元11和/或相序控制单元15既可以采用外部供电，也可以采 用内部供电。当相序控制单元15采用内部供电时，本实用新型实施例提供的电力负载的 三相电源保护装置还进一步包括辅助源单元13，其输入端连接上述的三相电源的电压输出 端，其一个输出端连接相序控制单元15的供电端，辅助源单元13对三相电源输出的交流电 进行工频降压处理，并将工频降压处理后的交流电整流成直流电后，稳压成相序控制单元 15工作所需的第一直流电压后，采用该第一直流电压向相序控制单元15供电。进一步地， 辅助源单元13的另一输出端连接相序检测单元11的供电端，辅助源单元13还可以将该第 一直流电压继续稳压成相序检测单元11工作所需的第二直流电压后采用该第二直流电压 向相序检测单元11供电，当然，在相序控制单元15采用外部供电时，辅助源单元13也可以 将工频变压器降压输出的交流电整流成直流电后，直接稳压成相序检测单元11工作所需 的第二直流电压，之后采用该第二直流电压向相序检测单元11供电。 更进一步地，本实用新型实施例提供的电力负载的三相电源保护装置还可以包括 输入端连接辅助源单元13，输出端连接中央控制单元12的第二输入端的电压采集单元14。 电压采集单元14获取辅助源单元13整流后的直流电，并将该直流电降压处理成模拟采样 值后输出给中央控制单元12。中央控制单元12将其接收到的模拟采样值转换成数字采样 值后，换算成相应的交流电压。之后，中央控制单元12判断换算后的交流电压是否大于预 设上限值或小于预设下限值，并在判断换算后的交流电压大于预设上限值或小于预设下限 值时，通过相序控制单元15控制上述三相电源停止向电力负载供电。当中央控制单元12 判断换算后的交流电压没有大于预设上限值或小于预设下限值时，则不动作或者通过相序 控制单元15控制上述三相电源开始向电力负载供电。 另外，为了便于本实用新型实施例提供的电力负载的三相电源保护装置还可以包 括连接中央控制单元12的第二输出端的显示单元16，显示单元16可以显示中央控制单元 12接收、存储或处理后的任何数据。例如，中央控制单元12在将其接收到的模拟采样值换 算成相应的交流电压后，可以通过显示单元16显示；中央控制单元12可以显示其接收到的 第一脉冲信号和/或第二脉冲信号、其计算得到的时间差、以及其判断的三相电源向电力 负载供电的相序是否相反的结果等。此外，当中央控制单元12判断没有接收到相序检测单 元11发送的第一脉冲信号和/或第二脉冲信号时，即判断上述三相电源出现了缺相，此时， 也可以将该缺相的判断结果通过显示单元16显示，以提示用户及时作出处理。 图2示出了图1中相序检测单元ll的具体电路，为了便于说明，仅示出了与本实 用新型实施例相关的部分。[0051] 相序检测单元11具体包括第一光耦VT1，第二光耦VT2，第一光耦VT1中发光二极 管的阳极通过电阻R1连接三相电源的C相电压输出端，第一光耦VT1中发光二极管的阴极 连接三相电源的A相电压输出端，且第一光耦VT1中发光二极管的阳极和阴极之间并联有 二极管D1，二极管D1的阳极连接第一光耦VT1中发光二极管的阴极；第二光耦VT2中发光 二极管的阳极通过电阻R2连接三相电源的A相电压输出端，第二光耦VT2中发光二极管的 阴极连接三相电源的B相电压输出端，且第二光耦VT2中发光二极管的阳极和阴极之间并 联有二极管D2，二极管D2的阳极连接第二光耦VT2中发光二极管的阴极。第一光耦VT1中 光敏三极管的集电极作为相序检测单元ll的供电端接收+5V的直流电压，第一光耦VTl中 光敏三极管的发射极通过电阻R3连接三极管Ql的基极，三极管Ql的发射极接地，三极管 Ql的基极与地之间连接有电容C1，三极管Q1的集电极通过电阻R4连接相序检测单元11 的供电端，三极管Q1的集电极同时连接中央控制单元12的一个第一输入端；第二光耦VT2 中光敏三极管的集电极连接相序检测单元11的供电端，第二光耦VT2中光敏三极管的发射 极通过电阻R5连接三极管Q2的基极，三极管Q2的发射极接地，三极管Q2的基极与地之间 连接有电容C2，三极管Q2的集电极通过电阻R6连接相序检测单元11的供电端，三极管Q2 的集电极同时连接中央控制单元12的另一个第一输入端。 其中，第一光耦VT1和第二光耦VT2选取LTV-816S，当电阻R3 二电阻R5 = 2K， 电阻R1 二电阻R2 = 150K时，其副边电流IC = (5-0. 3_0. 7)/2K = 2mA，其原边电流IF = 380/150K = 2. 53mA，通过查表可得LTV-816S在IF为2. 53mA时的电流传输比CTR为120 左右，当选取70%的降额时，120% *70%= 84%，而本实用新型实施例中，IC/IF = 79%， 小于84%，因此，第一光耦VT1和第二光耦VT2选取LTV-816S，电阻R3和电阻R5选取2K， 电阻Rl和电阻R2选取150K是合理的。 当相序检测单元11对三相电源进行检测时，如果A相电压、B相电压、C相电压未 出现缺相且未出现相序相反，则在CA相电压的正半周期内，第一光耦VT1中光敏三极管导 通，进而使得三极管Q1导通，三极管Q1的集电极为低电平信号，在CA相电压的负半周期 内，第一光耦VT1中光敏三极管截止，进而使得三极管Q1截止，三极管Q1的集电极为高电 平信号，即是说，三极管Q1通过集电极向相序检测单元11的一个第一输入端输入一占空比 为50%的第一脉冲信号；同理，三极管Q2通过集电极向相序检测单元11的另一个第一输 入端输入一占空比为50%的第二脉冲信号。中央控制单元12计算该第一脉冲信号下降沿 时间与第二脉冲信号下降沿时间的时间差，并当该时间差接近其存储的第一预设值时，即 认为该三相电源出现了相序相反；当该时间差接近其存储的第二预设值时，即认为该三相 电源未出现相序相反。例如，对于我国50HZ工频三相电源来说，第一脉冲信号和第二脉冲 信号的周期具体为20ms，当中央控制单元12计算该第一脉冲信号下降沿时间与第二脉冲 信号下降沿时间的时间差接近13. 3ms时，即第一预设值为13. 3ms时，认为该三相电源出现 了相序相反；当控制单元12计算该第一脉冲信号下降沿时间与第二脉冲信号下降沿时间 的时间差接近6. 6ms时，即第二预设值为6. 6ms时，认为该三相电源未出现相序相反。而当 中央控制单元12未接收到第一脉冲信号和/或第二脉冲信号时，即认为该三相电源出现了 缺相。 图3示出了图1中辅助源单元13的具体电路，为了便于说明，仅示出了与本实用 新型实施例相关的部分。
10[0055] 辅助源单元13包括第一整流单元132，其一个输入端连接三相电源中的中性线端 子，第一整流单元132的另一个输入端通过第一工频降压单元131连接三相电源中的A相 电压输出端，第一整流单元132的负输出端接地，第一整流单元132的正输出端和负输出端 之间分别并联电容C3和电容C4，第一整流单元132的正输出端同时连接二极管D3的阳极， 二极管D3的阴极连接稳压器ZD1的输入端Vin，稳压器ZD1的接地端GND接地，稳压器ZD1 的输出端Vout与地之间分别并联电容C3和电容C6，稳压器ZD1的输出端Vout同时作为辅 助源单元13的一个输出端连接相序控制单元15的供电端，并向相序控制单元15输出+12V 的第一直流电压。 为了避免A相缺相影响相序控制单元15的供电，本实用新型实施例提供的辅助源 单元13还可以包括第二整流单元134。第二整流单元134的一个输入端连接三相电源中的 中性线端子，第一整流单元134的另一个输入端通过第二工频降压单元133连接三相电源 中的B相电压输出端，第二整流单元134的负输出端接地，第二整流单元134的正输出端和 负输出端之间分别并联电容C9和电容C10，第二整流单元134的正输出端同时连接二极管 D6的阳极，二极管D6的阴极接地。二极管D6的阴极同时连接二极管D3的阴极，即使得当 A相缺相时，辅助源单元13仍旧可以利用B相电压提供相序控制单元15工作所需的电能。 为了进一步避免A相和B相的缺相对相序控制单元15的供电的影响，本实用新型 实施例提供的辅助源单元13还可以包括第三整流单元136。第三整流单元136的一个输入 端连接三相电源中的中性线端子，第三整流单元136的另一个输入端通过第三工频降压单 元135连接三相电源中的C相电压输出端，第三整流单元136的负输出端接地，第三整流单 元136的正输出端和负输出端之间分别并联电容C11和电容C12，第三整流单元136的正输 出端同时连接二极管D8的阳极，二极管D8的阴极接地。二极管D8的阴极同时连接二极管 D3的阴极，即使得当A相和B相缺相时，辅助源单元13仍旧可以利用C相电压提供相序控 制单元15工作所需的电能。 另外，为了更直观的提示用户三相电源各相的缺相情况，本实用新型实施例中，第 一整流单元132的正输出端连接发光二极管D4的阳极，发光二极管D4的阴极通过电阻R7 接地；第二整流单元134的正输出端连接发光二极管D7的阳极，发光二极管D7的阴极通过 电阻R9接地；第三整流单元136的正输出端连接发光二极管D9的阳极，发光二极管D9的 阴极通过电阻R10接地。 当辅助源单元13还进一步向相序检测单元11进行供电时，辅助源单元13中，稳 压器ZD1的输出端Vout还连接稳压器ZD2的输入端Vin，稳压器ZD2的接地端GND接地，稳 压器ZD2的输出端Vout与地之间分别并联电容C7和电容C8，稳压器管ZD2的输出端Vout 同时作为辅助源单元13的另一输出端连接相序检测单元11的供电端，并向相序检测单元 11输出+5V的第二直流电压。 此时，为了结合二极管D4可以判断出稳压器ZD1和稳压器ZD2的工作状态，本实 用新型实施例中，稳压器ZD2的输出端Vout还可以通过电阻R8连接发光二极管D5的阳极， 发光二极管D5的阴极接地。 更具体地，辅助源单元13工作时，第一工频降压单元131将A相电压降压成14V 交流电压，第二工频降压单元133将B相电压降压成14V交流电压，第三工频降压单元135 将C相电压降压成14V交流电压。电容C3、电容C9和电容C11的容值均采用lmF。第一整流单元132、第二整流单元134和第三整流单元136分别选用800V/4A的整流桥GBL08E3， 这是由于工频降压单元的内阻很小，造成14V交流电在上电瞬间，产生较大的冲击电流，根 据实测结果，该冲击电流最大为IIA，持续时间约3ms，而整流桥GBL08E3的最大冲击电流可 达150A，持续时间为8. 3ms，满足要求。另外，稳压器ZD1具体采用MC7812，稳压器ZD2具体 采用MC7805，则14V交流电经整流滤波后的电压最大值为14*1. 3*1. 414*0. 9 = 23. 18V，小 于稳压器MC7812的最大输入电压25V，满足要求。 图4示出了图1中电压采集单元14的具体电路，为了便于说明，仅示出了与本实 用新型实施例相关的部分。 电压采集单元14中，电阻Rll和电阻R14串联于第一整流单元132的正输出端和 地之间，且电阻Rll的一端连接第一整流单元132的正输出端，电阻Rll的另一端同时通过 电容C13接地；电阻R12和电阻R15串联于第二整流单元134的正输出端和地之间，且电阻 R12的一端连接第二整流单元134的正输出端，电阻R12的另一端同时通过电容C14接地； 电阻R13和电阻R16串联于第三整流单元136的正输出端和地之间，且电阻R13的一端连 接第三整流单元136的正输出端，电阻R13的另一端同时通过电容C15接地。电阻Rll的 另一端、电阻R12的另一端以及电阻R13的另一端均分别连接中央控制单元12的第二输入
端 电压采集单元14在工作时，采样经辅助源单元13整流滤波后的直流电压，由于该
电压通常为十几伏，不能直接输入作为中央控制单元12的芯片，需经过两个分压电阻分压
后，降压成5V以下，再送到中央控制单元12的第二输入端。其中，电阻Rll、电阻R12以及
电阻R13均分别取值10K ;电阻R14、电阻R15以及电阻R16均分别取值4. 2K。 图5示出了图1中相序控制单元15的具体电路，为了便于说明，仅示出了与本实
用新型实施例相关的部分。 本实用新型实施例中的相序控制单元15是通过控制连接在三相电源的电压输出 端和电力负载之间的接触器的通断，来实现对电力负载通电与否，以及三相电源供电相序 的调整的。具体地，相序控制单元15包括分别连接于三相电源的三个电压输出端与电力负 载相应端口之间的三个第一接触器，分别连接于三相电源的三个电压输出端与电力负载相 应端口之间的三个第二接触器，三个第一接触器的结构及与其它电路的连接关系均相同， 三个第二接触器的结构及与其它电路的连接关系均相同，为了便于理解，图5中仅示出了 一个第一接触器151和一个第二接触器152。 第一接触器151的线圈两端与继电器J1的开关并联，继电器J1的线圈的一端作 为相序检测单元11的供电端连接辅助源单元13的另一输出端，继电器J1的线圈的另一端 连接三极管Q3的集电极，三极管Q3的发射极接地，三极管Q3的基极通过电阻R17连接中 央控制单元12的一个第一输出端，电阻R17的与中央控制单元12的一个第一输出端相连 的一端同时通过电阻R18接地。第二接触器152的线圈两端与继电器J2的开关并联，继电 器J2的线圈的一端作为相序检测单元11的供电端连接辅助源单元13的另一输出端，继电 器J2的线圈的另一端连接三极管Q4的集电极，三极管Q4的发射极接地，三极管Q4的基极 通过电阻R19连接中央控制单元12的另一个第一输出端，电阻R19的与中央控制单元12 的另一个第一输出端相连的一端同时通过电阻R20接地。 为了避免继电器Jl和继电器J2的线圈在断电时生成的感应电压的干扰，本实用新型实施例中，继电器Jl的线圈两端并联连接二极管DIO， 二极管D10的阴极连接继电器 Jl的线圈的与辅助源单元13另一输出端连接的一端。继电器J2的线圈的两端并联连接二 极管Dll，二极管Dll的阴极连接继电器J2的线圈的与辅助源单元13的另一输出端连接的
丄山i而。 当中央控制单元12判断三相电源未出现相序相反时，中央控制单元12通过一个 第一输出端输出预定次序的高电平信号作为控制信号，该高电平信号通过控制三个三极管 Q3的导通次序，继而控制三个第一接触器151的开关的闭合次序，以控制三相电源以正常 的相序向电力负载供电。当中央控制单元12判断三相电源出现相序相反时，中央控制单元 12通过另一个第一输出端输出预定次序的高电平信号作为相序调整信号，该高电平信号通 过控制三个三极管Q4的导通次序，继而控制三个第二接触器152的开关的闭合次序，以使 得三相电源以调整后的相序向电力负载供电。 由于三相电源进线端在雷击或接通断开大负载时容易产生浪涌电压，造成对电力 负载的损坏，为此，本实用新型实施例提供了对电力负载进行保护的浪涌保护单元，如图6 示出了本实用新型实施例提供的电力负载的三相电源保护装置中浪涌保护单元的电路，为 了便于说明，仅示出了与本实用新型实施例相关的部分。 该浪涌保护单元具体包括串联于A相电压输出端与保护线之间的保险丝Fl和压 敏电阻RV4，串联于B相电压输出端与保护线之间的保险丝F2和压敏电阻RV6，串联于C相 电压输出端与保护线之间的保险丝F2和压敏电阻RV6。其中，保险丝F2的一端连接A相电 压输出端，保险丝F2的一端连接B相电压输出端，保险丝F3的一端连接C相电压输出端。 该浪涌保护单元具体还包括连接于保险丝F1的另一端和保险丝F2的另一端之间的压敏电 阻RV1，连接于保险丝F2的另一端和保险丝F3的另一端之间的压敏电阻RV2，连接于保险 丝F1的另一端和保险丝F3的另一端之间的压敏电阻RV3。此外，该浪涌保护单元具体还可 以进一步包括串联于中性线输出端和保护线之间的保险丝F4和压敏电阻RV7。 其中，由于在三相进线端的峰值电压为380*1. 31*1. 414 = 698V，各相之间的电压 为220*1. 3*1. 414二404V，因此，压敏电阻RV1、压敏电阻RV2和压敏电阻RV3分别采用820V 的压敏电阻，压敏电阻RV4、压敏电阻RV5和压敏电阻RV6分别采用620V的压敏电阻，压敏 电阻RV7采用421V的压敏电阻。雷击实验表明，该电路能够承受1. 2/50uS+8/20uS的混合 波的能力6KV/3KA。 本实用新型实施例采用相序检测单元及中央控制单元来检测向电力负载供电的 三相电源的相序，并在检测到该三相电源出现相序相反时，通过相序控制单元来控制调整 该三相电源向电力负载供电的相序，避免了用户的手动调整，节省了人力财力；再有，还可 以通过辅助源单元向相序检测单元和/或相序控制单元提供内部电源；再有，还可以通过 电压采集单元获取辅助源单元整流后的直流电，并由中央控制单元根据该直流电换算成交 流电，并通过显示单元显示，该显示单元还同时显示中央控制单元接收、存储或处理后的任 何数据，方便了用户的使用。 以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本 实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型 的保护范围之内。
1权利要求一种电力负载的三相电源保护装置，其特征在于，所述装置包括存储第一预设值的中央控制单元；连接于三相电源的电压输出端以及所述中央控制单元的第一输入端之间的相序检测单元，所述相序检测单元根据所述三相电源产生第一脉冲信号和/或第二脉冲信号，并将所述第一脉冲信号和/或第二脉冲信号发送给所述中央控制单元，所述中央控制单元判断是否接收到所述相序检测单元发送的第一脉冲信号和/或第二脉冲信号，当所述中央控制单元判断接收到所述相序检测单元发送的第一脉冲信号和第二脉冲信号时，计算所述第一脉冲信号下降沿时间与所述第二脉冲信号下降沿时间的时间差；以及连接于所述中央控制单元的第一输出端和电力负载的供电端子之间的相序控制单元，所述中央控制单元在所述时间差接近所述第一预设值时，通过所述中央控制单元的第一输出端向所述相序控制单元输出相序调整信号，所述相序控制单元根据所述相序调整信号，调整所述三相电源向电力负载供电的相序。
2. 如权利要求1所述的电力负载的三相电源保护装置，其特征在于，所述装置还包括 辅助源单元，所述辅助源单元的输入端连接所述三相电源的电压输出端，所述辅助源单元 的一个输出端连接所述相序控制单元的供电端；所述辅助源单元对所述三相电源输出的交流电进行工频降压处理，并将所述工频降压 处理后的交流电整流成直流电后，稳压成所述相序控制单元工作所需的第一直流电压，之 后采用所述第一直流电压向所述相序控制单元供电。
3. 如权利要求2所述的电力负载的三相电源保护装置，其特征在于，所述辅助源单元的另一输出端连接所述相序检测单元的供电端；所述辅助源单元将所述第一直流电压继续稳压成所述相序检测单元工作所需的第二 直流电压后采用所述第二直流电压向所述相序检测单元供电。
4. 如权利要求3所述的电力负载的三相电源保护装置，其特征在于，所述装置还包括 输入端连接所述辅助源单元，输出端连接所述中央控制单元的第二输入端的电压采集单 元；所述电压采集单元获取所述辅助源单元整流后的直流电，并将所述直流电降压处理成 模拟采样值后输出给所述中央控制单元，所述中央控制单元将其接收到的模拟采样值转换 成数字采样值后，换算成相应的交流电压，之后，所述中央控制单元判断换算后的所述交流 电压是否大于预设上限值或小于预设下限值，并在判断换算后的所述交流电压大于预设上 限值或小于预设下限值时，通过所述相序控制单元控制所述三相电源停止向所述电力负载 供电。
5. 如权利要求4所述的电力负载的三相电源保护装置，其特征在于，所述相序检测单 元具体包括第一光耦VT1，第二光耦VT2，第一光耦VT1中发光二极管的阳极通过电阻Rl连 接所述三相电源的C相电压输出端，第一光耦VT1中发光二极管的阴极连接所述三相电源 的A相电压输出端，且第一光耦VT1中发光二极管的阳极和阴极之间并联有二极管D1，二极 管D1的阳极连接第一光耦VT1中发光二极管的阴极；第二光耦VT2中发光二极管的阳极通 过电阻R2连接所述三相电源的A相电压输出端，第二光耦VT2中发光二极管的阴极连接所 述三相电源的B相电压输出端，且第二光耦VT2中发光二极管的阳极和阴极之间并联有二 极管D2，二极管D2的阳极连接第二光耦VT2中发光二极管的阴极；第一光耦VT1中光敏三极管的集电极作为所述相序检测单元的供电端接收+5V的直流 电压，第一光耦VT1中光敏三极管的发射极通过电阻R3连接三极管Q1的基极，三极管Q1 的发射极接地，三极管Q1的基极与地之间连接有电容C1，三极管Q1的集电极通过电阻R4 连接相序检测单元(11)的供电端，三极管Q1的集电极同时连接所述中央控制单元的一个 第一输入端；第二光耦VT2中光敏三极管的集电极连接所述相序检测单元的供电端，第二 光耦VT2中光敏三极管的发射极通过电阻R5连接三极管Q2的基极，三极管Q2的发射极接 地，三极管Q2的基极与地之间连接有电容C2，三极管Q2的集电极通过电阻R6连接相序检 测单元(11)的供电端，三极管Q2的集电极同时连接所述中央控制单元的另一个第一输入丄山顺。
6. 如权利要求5所述的电力负载的三相电源保护装置，其特征在于，所述辅助源单元包括第一工频降压单元； 第二工频降压单元； 第三工频降压单元；第一整流单元，其一个输入端连接所述三相电源中的中性线端子，其另一个输入端通 过所述第一工频降压单元连接所述三相电源中的A相电压输出端，所述第一整流单元的负 输出端接地，所述第一整流单元的正输出端和负输出端之间分别并联电容C3和电容C4，所 述第一整流单元的正输出端同时连接二极管D3的阳极，二极管D3的阴极连接稳压器ZD1 的输入端，稳压器ZD1的接地端接地，稳压器ZD1的输出端与地之间分别并联电容C3和电 容C6，稳压器ZD1的输出端同时作为所述辅助源单元的一个输出端连接所述相序控制单元 的供电端，并向所述相序控制单元输出+12V的第一直流电压；第二整流单元，其一个输入端连接所述三相电源中的中性线端子，其另一个输入端通 过所述第二工频降压单元连接所述三相电源中的B相电压输出端，所述第二整流单元的负 输出端接地，所述第二整流单元的正输出端和负输出端之间分别并联电容C9和电容CIO， 所述第二整流单元的正输出端同时连接二极管D6的阳极，二极管D6的阴极接地，二极管D6 的阴极同时连接二极管D3的阴极；第三整流单元，其一个输入端连接三相电源中的中性线端子，其另一个输入端通过所 述第三工频降压单元连接所述三相电源中的C相电压输出端，所述第三整流单元的负输出 端接地，所述第三整流单元的正输出端和负输出端之间分别并联电容C11和电容C12，所述 第三整流单元的正输出端同时连接二极管D8的阳极，二极管D8的阴极接地，二极管D8的 阴极同时连接二极管D3的阴极。
7. 如权利要求6所述的电力负载的三相电源保护装置，其特征在于，稳压器ZD1的输出 端还连接稳压器ZD2的输入端，稳压器ZD2的接地端接地，稳压器ZD2的输出端与地之间分 别并联电容C7和电容C8，稳压器管ZD2的输出端同时作为所述辅助源单元的另一输出端连 接所述相序检测单元的供电端，并向所述相序检测单元输出+5V的第二直流电压；稳压器 ZD2的输出端通过电阻R8连接发光二极管D5的阳极，发光二极管D5的阴极接地。
8. 如权利要求7所述的电力负载的三相电源保护装置，其特征在于，所述电压采集单 元具体包括串联于所述第一整流单元的正输出端和地之间的电阻R11和电阻R14，且电阻R11的一端连接所述第一整流单元的正输出端，电阻Rll的另一端同时通过电容C13接地；串联于所述第二整流单元的正输出端和地之间的电阻R12和电阻R15，且电阻R12的一端连接所述第二整流单元的正输出端，电阻R12的另一端同时通过电容C14接地；串联于所述第三整流单元的正输出端和地之间的电阻R13和电阻R16，且电阻R13的一端连接所述第三整流单元的正输出端，电阻R13的另一端同时通过电容C15接地；电阻Rll的另一端、电阻R12的另一端以及电阻R13的另一端均分别连接所述中央控制单元的第二输入端。
9. 如权利要求8所述的电力负载的三相电源保护装置，其特征在于，所述相序控制单元包括分别连接于所述三相电源的三个电压输出端与所述电力负载相应端口之间的三个第一接触器，以及分别连接于所述三相电源的三个电压输出端与所述电力负载相应端口之间的三个第二接触器；所述第一接触器的线圈两端与继电器Jl的开关并联，继电器Jl的线圈的一端作为所述相序检测单元的供电端连接所述辅助源单元的另一输出端，继电器J1的线圈的另一端连接三极管Q3的集电极，三极管Q3的发射极接地，三极管Q3的基极通过电阻R17连接所述中央控制单元的一个第一输出端，电阻R17的与所述中央控制单元的一个第一输出端相连的一端同时通过电阻R18接地；所述第二接触器的线圈两端与继电器J2的开关并联，继电器J2的线圈的一端作为所述相序检测单元的供电端连接所述辅助源单元的另一输出端，继电器J2的线圈的另一端连接三极管Q4的集电极，三极管Q4的发射极接地，三极管Q4的基极通过电阻R19连接所述中央控制单元的另一个第一输出端，电阻R19的与所述中央控制单元的另一个第一输出端相连的一端同时通过电阻R20接地。
10. 如权利要求9所述的电力负载的三相电源保护装置，其特征在于，所述浪涌保护单元具体包括串联于A相电压输出端与保护线之间的保险丝Fl和压敏电阻RV4，串联于B相电压输出端与保护线之间的保险丝F2和压敏电阻RV6，串联于C相电压输出端与保护线之间的保险丝F2和压敏电阻RV6 ;保险丝F2的一端连接A相电压输出端，保险丝F2的一端连接B相电压输出端，保险丝F3的一端连接C相电压输出端；所述浪涌保护单元还包括连接于保险丝F1的另一端和保险丝F2的另一端之间的压敏电阻RV1，连接于保险丝F2的另一端和保险丝F3的另一端之间的压敏电阻RV2，连接于保险丝F1的另一端和保险丝F3的另一端之间的压敏电阻RV3，以及串联于中性线输出端和保护线之间的保险丝F4和压敏电阻RV7。
专利摘要本实用新型适用于电力电子技术领域，提供了一种电力负载的三相电源保护装置，包括中央控制单元；相序检测单元，根据三相电源产生第一脉冲信号和/或第二脉冲信号，并将第一脉冲信号和/或第二脉冲信号发送给中央控制单元，当中央控制单元判断接收到相序检测单元发送的第一脉冲信号和第二脉冲信号时，计算第一脉冲信号下降沿时间与第二脉冲信号下降沿时间的时间差；相序控制单元，在时间差接近第一预设值时，通过中央控制单元向相序控制单元输出相序调整信号，相序控制单元根据所述相序调整信号，调整三相电源向电力负载供电的相序，本装置的使用免除了用户的手动调整，保证了相序调整操作的可靠性和及时性，节省了人力财力。
文档编号H02H3/20GK201541118SQ200920205940
公开日2010年8月4日 申请日期2009年10月19日 优先权日2009年10月19日
发明者周罗军, 申大力, 竺和兴, 钟凯舰 申请人:钟凯舰;申大力;周罗军