一種智能型總線空開的製作方法
2023-06-09 18:57:21 1
一種智能型總線空開的製作方法
【專利摘要】本實用新型涉及一種電力開關，具體涉及一種智能型總線空開。一種智能型總線空開，包括總線接口和空開裝置，所述空開裝置包括直流轉換電路、電流取樣電路、單片機控制電路、繼電器控制電路和繼電器，所述直流轉換電路通過總線接口連接VCC電源，所述直流轉換電路輸出直流電源為單片機控制電路供電，所述單片機控制電路通過電流取樣點路獲得電流信息，並經過處理後輸出控制信號給繼電器控制電路，所述繼電器控制電路控制繼電器翻轉而實現開關狀態的改變。本實用新型結構簡單合理，適用範圍廣。
【專利說明】一種智能型總線空開
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及一種電力開關，具體涉及一種智能型總線空開。
【背景技術】
[0002]空氣開關(英文名:Air switch)，又名空氣斷路器，是斷路器的一種。是一種只要電路中電流超過額定電流就會自動斷開的開關。空氣開關是低壓配電網絡和電力拖動系統中非常重要的一種電器，它集控制和多種保護功能於一身。除能完成接觸和分斷電路外，尚能對電路或電氣設備發生的短路、嚴重過載及欠電壓等進行保護，同時也可以用於不頻繁地啟動電動機。
[0003]現有空氣開關有以下兩種方式實現斷電保護，
[0004]1:熱保護式，利用熱脫扣器，對於電流過載保護類的熱脫扣器，其傳動機構一般都比較複雜，往往需要通過二級甚至三級傳動才實現脫扣。且脫口後需要手動完成恢復操作；
[0005]2:短路保護式，電流過大時內部線圈驅動連杆動作斷開開關。具體為使刀型的可動接觸元件相對於固定集電子轉動並進行接通、切斷的結構的開閉接觸部；用於拉長斷路時的弧長並限流的消弧裝置；通過聯杆機構驅動開閉接觸部的接通操作用電磁鐵；以及根據切斷指令進行動作的斷開裝置。這種方式結構也較為複雜。
實用新型內容
[0006]為了解決上述技術問題，本實用新型提出一種智能型總線空開，所述空氣開關採用電流互感器採集電流值，並將該電流值發送至單片機，單片機發送接通指令或切斷指令給開閉裝置，所述開閉裝置根據接通指令或切斷指令控制線圈的電流的通電方向，進而實現該開關的接通和關斷。且該開閉裝置採用簡單的磁保線圈和帶動觸點的銜鐵以及靜觸點組成，通過對磁保線圈輸入不同方向的電流，進而使得帶動觸點的銜鐵在電磁力的作用下向不同的靜觸點連接，進而實現開關的接通和關斷，不需要複雜的機械結構，簡單方便。
[0007]為了達到上述目的，本實用新型所採用的技術方案是，一種智能型總線空開，包括總線接口和空開裝置，所述空開裝置包括直流轉換電路、電流取樣電路、單片機控制電路、繼電器控制電路和繼電器，所述直流轉換電路通過總線接口連接VCC電源，所述直流轉換電路輸出直流電源為單片機控制電路供電，所述單片機控制電路通過電流取樣點路獲得電流信息，並經過處理後輸出控制信號給繼電器控制電路，所述繼電器控制電路控制繼電器翻轉而實現開關狀態的改變。
[0008]進一步的，所述直流轉換電路包括型號為78L05的三端集成穩壓器U1、濾波電容El和E2，二極體Dl，所述三端集成穩壓器Ul的輸入端經二極體Dl、總線接口連接至VCC電源，所述三端集成穩壓器Ul的接地端經總線接口接地，所述濾波電容El和E2分別並聯在三端集成穩壓器Ul的電源輸入端和輸出端用於濾除幹擾，所述三端集成穩壓器Ul輸出端輸出5V直流電源為單片機控制電路供電。
[0009]進一步的，所述單片機控制電路包括型號為PIC12F69單片機U2，所述電流取樣電路包括電流傳感器DL1、電阻R4、二極體D3、電阻R3和電容C2，電流傳感器DLl並聯電阻R4取樣，取樣電流經過二極體D3整流後，經過電容C2濾波後，電阻R3為電容C2放電後接到單片機U2的GPl端，所述單片機控制電路通過電流取樣點路獲得電流信息。
[0010]進一步的，所述繼電器控制電路包括型號為BL8023的磁保持繼電器驅動晶片U3，所述磁保持繼電器驅動晶片U3的VCC端與5V直流電源連接，所述磁保持繼電器驅動晶片U3的OUTA端和OUTB端分別與繼電器的線圈兩端連接。
[0011]更進一步的，所述繼電器為磁保持繼電器，且該繼電器包括導磁體、永久磁鐵、帶動觸點的銜鐵、第一靜觸點和第二靜觸點，所述導磁體為U型導磁體，所述永久磁鐵固定設置在U型導磁體U字底部，所述導磁體兩側分別繞射有線圈，所述線圈兩端分別與磁保持繼電器驅動晶片U3的OUTA端和OUTB端連接，與永久磁鐵頂部與帶動觸點的銜鐵連接，且該帶動觸點的銜鐵一端伸出所述U型導磁體U字開口，所述U型導磁體U字開口處一側設有第一靜觸點，另一側設有第二靜觸點，所述帶動觸點的銜鐵根據導磁體上的線圈的電流方向的不同，實現與第一靜觸點或第二靜觸點的接通。
[0012]本實用新型通過採用上述技術方案，與現有技術相比，具有如下優點:
[0013]本實用新型改進在於電路的改進，在傳統的空氣開關電路中，加入了總線接口，而空開裝置包括單片機控制電路，實現所述空氣開關的遠程控制，所述空開裝置中的繼電器也採用了簡單的帶動觸點的銜鐵與導磁體、永久磁鐵的連接，而通過單片機控制電路輸出控制信號給繼電器控制電路，繼電器控制電路控制導磁體上線圈電流的方向的改變，進而改變磁力的方向，實現帶動觸點的銜鐵在與第一靜觸點和第二靜觸點之間的切換，進而實現整個空氣開關的接通和關斷。結構簡單合理，適用範圍廣。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0014]圖1是本實用新型的實施例的電路原理圖；
[0015]圖2是本實用新型磁保持繼電器的結構示意圖。
【具體實施方式】
[0016]現結合附圖和【具體實施方式】對本實用新型進一步說明。
[0017]作為一個具體的實施例，如圖1所示，一種智能型總線空開，包括總線接口和空開裝置，所述空開裝置包括直流轉換電路、電流取樣電路、單片機控制電路、繼電器控制電路和繼電器，所述直流轉換電路通過總線接口連接VCC電源，所述直流轉換電路輸出直流電源為單片機控制電路供電，所述單片機控制電路通過電流取樣點路獲得電流信息，並經過處理後輸出控制信號給繼電器控制電路，所述繼電器控制電路控制繼電器翻轉而實現開關狀態的改變。
[0018]本實施例中，所述直流轉換電路包括型號為78L05的三端集成穩壓器U1、濾波電容El和E2，二極體Dl，所述三端集成穩壓器Ul的輸入端經二極體Dl、總線接口連接至VCC電源，所述三端集成穩壓器Ul的接地端經總線接口接地，所述濾波電容El和E2分別並聯在三端集成穩壓器Ul的電源輸入端和輸出端用於濾除幹擾，所述三端集成穩壓器Ul輸出端輸出5V直流電源為單片機控制電路供電。所述單片機控制電路包括型號為PIC12F69單片機U2，所述電流取樣電路包括電流傳感器DL1、電阻R4、二極體D3、電阻R3和電容C2，電流傳感器DLl並聯電阻R4取樣，取樣電流經過二極體D3整流後，經過電容C2濾波後，電阻R3為電容C2放電後接到單片機U2的GPl端，所述單片機控制電路通過電流取樣點路獲得電流信息。所述繼電器控制電路包括型號為BL8023的磁保持繼電器驅動晶片U3，所述磁保持繼電器驅動晶片U3的VCC端與5V直流電源連接，所述磁保持繼電器驅動晶片U3的OUTA端和OUTB端分別與繼電器的線圈兩端連接。
[0019]參考圖2所示，所述繼電器為磁保持繼電器，且該繼電器包括導磁體、永久磁鐵、帶動觸點的銜鐵、第一靜觸點和第二靜觸點，所述導磁體為U型導磁體，所述永久磁鐵固定設置在U型導磁體U字底部，所述導磁體兩側分別繞射有線圈，所述線圈兩端分別與磁保持繼電器驅動晶片U3的OUTA端和OUTB端連接，與永久磁鐵頂部與帶動觸點的銜鐵連接，且該帶動觸點的銜鐵一端伸出所述U型導磁體U字開口，所述U型導磁體U字開口處一側設有第一靜觸點，另一側設有第二靜觸點，所述帶動觸點的銜鐵根據導磁體上的線圈的電流方向的不同，實現與第一靜觸點或第二靜觸點的接通。
[0020]例如，當單片機控制電路接收到電流採樣電路的電流信號，通過內部比較器對電流進行比較，當電流超過比較器設定值後，判斷該電流為過流，需要啟動過流保護，則需要關斷空氣開關，此時，單片機U2通過GPO腳輸出控制信號(改變當前電流方向)給磁保持繼電器驅動晶片U3的INA腳，所述磁保持繼電器驅動晶片U3通過改變對磁保持繼電器的電流方向，使得帶動觸點的銜鐵改變對第一靜觸點或第二靜觸點的接通，例如，之前是接通第一靜觸點，那麼此時就接通第二靜觸點，進而實現整個空氣開關由接通到關斷而實現繼電保護。此時，如果是傳統的繼電器，則通常需要人為的方式來恢復到接通狀態，而本方案由於採用了上述的繼電器結構，能夠不需要通過人為或機械的方式來恢復空氣開關的接通，直接通過總線接口發送命令給單片機，則可以實現空氣開關的接通，為了達到上述目的，參考圖1和圖2所示，導磁體左側電流為正向電流I+，導磁體右側電流為負向電流1-，此時，帶動觸點的銜鐵與第一靜觸點(圖2中顯示為左側的靜觸點)連通，此時空氣開關處於關斷狀態，當需要實現該空氣開關的接通，只需要在總線接口給出控制信號給單片機控制電路，所述單片機控制電路中的單片機U2的GP5腳經過電阻Rl連接至總線接口的數據總線，數據總線還連接對地電阻R6，來自總線的控制信號(接通空氣開關信號)發送給單片機，單片機接收該控制信號並對繼電器控制電路發送控制命令，進而控制繼電器的翻轉而實現空氣開關的接通。本方案完全實現了全智能的空氣開關控制，無需人工上電，真正實現智能化，而本發明中，單片機控制電路與其他電路之間的關係在於信號的輸入和輸出關係，而單片機內部程序的運行是本領域技術人員的公知常識，其為實現本方案的實際運用過程中，可以根據本領域技術人員的實際需求而進行程序的編寫，並不是本發明需要保護的技術方案，所述程序也不是本方案的發明點，本方案公開了組成智能空氣開關的各硬體組成部件以及各部件之間的具體連接關係，該連接關係包括的電性連接和信號連接(例如單片機控制信號的連接)。
[0021]為了實現本運用的拓展，本方案還做了補充，參考圖1所示，還包括報警電路，由LEDl和電阻R5構成，單片機U2的GP2端輸出的報警信號經過電阻R5後驅動LEDl燈發出光報警。
[0022]單片機U2的GP3通過R2接地，該端為控制輸入端，通過電阻R7、電阻R2和二極體D4與輕觸開關ON/OFF組成開關觸發電路。
[0023]儘管結合優選實施方案具體展示和介紹了本實用新型，但所屬領域的技術人員應該明白，在不脫離所附權利要求書所限定的本實用新型的精神和範圍內，在形式上和細節上可以對本實用新型做出各種變化，均為本實用新型的保護範圍。
【權利要求】
1.一種智能型總線空開，其特徵在於:包括總線接口和空開裝置，所述空開裝置包括直流轉換電路、電流取樣電路、單片機控制電路、繼電器控制電路和繼電器，所述直流轉換電路通過總線接口連接VCC電源，所述直流轉換電路輸出直流電源為單片機控制電路供電，所述單片機控制電路通過電流取樣點路獲得電流信息，並經過處理後輸出控制信號給繼電器控制電路，所述繼電器控制電路控制繼電器翻轉而實現開關狀態的改變。
2.根據權利要求1所述的一種智能型總線空開，其特徵在於:所述直流轉換電路包括型號為78L05的三端集成穩壓器U1、濾波電容El和E2，二極體Dl，所述三端集成穩壓器Ul的輸入端經二極體D1、總線接口連接至VCC電源，所述三端集成穩壓器Ul的接地端經總線接口接地，所述濾波電容El和E2分別並聯在三端集成穩壓器Ul的電源輸入端和輸出端用於濾除幹擾，所述三端集成穩壓器Ul輸出端輸出5V直流電源為單片機控制電路供電。
3.根據權利要求1所述的一種智能型總線空開，其特徵在於:所述單片機控制電路包括型號為PIC12F69單片機U2，所述電流取樣電路包括電流傳感器DLl、電阻R4、二極體D3、電阻R3和電容C2，電流傳感器DLl並聯電阻R4取樣，取樣電流經過二極體D3整流後，經過電容C2濾波後，電阻R3為電容C2放電後接到單片機U2的GPl端，所述單片機控制電路通過電流取樣點路獲得電流息。
4.根據權利要求1所述的一種智能型總線空開，其特徵在於:所述繼電器控制電路包括型號為BL8023的磁保持繼電器驅動晶片U3，所述磁保持繼電器驅動晶片U3的VCC端與5V直流電源連接，所述磁保持繼電器驅動晶片U3的OUTA端和OUTB端分別與繼電器的線圈兩端連接。
5.根據權利要求4所述的一種智能型總線空開，其特徵在於:所述繼電器為磁保持繼電器，且該繼電器包括導磁體、永久磁鐵、帶動觸點的銜鐵、第一靜觸點和第二靜觸點，所述導磁體為U型導磁體，所述永久磁鐵固定設置在U型導磁體U字底部，所述導磁體兩側分別繞射有線圈，所述線圈兩端分別與磁保持繼電器驅動晶片U3的OUTA端和OUTB端連接，與永久磁鐵頂部與帶動觸點的銜鐵連接，且該帶動觸點的銜鐵一端伸出所述U型導磁體U字開口，所述U型導磁體U字開口處一側設有第一靜觸點，另一側設有第二靜觸點，所述帶動觸點的銜鐵根據導磁體上的線圈的電流方向的不同，實現與第一靜觸點或第二靜觸點的接通。
【文檔編號】H02H3/08GK204012641SQ201420321023
【公開日】2014年12月10日 申請日期:2014年6月17日 優先權日:2014年6月17日
【發明者】林榮坤 申請人:林榮坤