一種同步電源轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型屬于電力電子領(lǐng)域，具體涉及一種同步電源轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)，該開(kāi)關(guān)用于實(shí)現(xiàn)帶載電源換相時(shí)設(shè)備的連續(xù)、可靠運(yùn)行。
【背景技術(shù)】
[0002]目前，在高層建筑、小區(qū)、醫(yī)院、機(jī)場(chǎng)、碼頭、消防、冶金、化工、紡織等重要場(chǎng)所，一旦出現(xiàn)因故停電的現(xiàn)象，為了保證這些場(chǎng)所的用電設(shè)備正常工作，常常需要將故障電源切換至另一個(gè)正常電源。同時(shí)，在三相四線制供電網(wǎng)絡(luò)中，電流通過(guò)線路導(dǎo)線時(shí)，因存在阻抗會(huì)產(chǎn)生電能損耗，其損耗與通過(guò)電流的平方成正比。當(dāng)?shù)蛪弘娋W(wǎng)以三相四線制供電時(shí)，由于大量單相負(fù)載設(shè)備的存在和負(fù)載分配不對(duì)稱，會(huì)造成流經(jīng)某一相線路的電流過(guò)大造成電網(wǎng)線路的損耗增加，為了降低線路損耗通常采用交叉換相的辦法使不對(duì)稱負(fù)荷合理分配到各相。
[0003]目前居民生活中常用的電源開(kāi)關(guān)多為傳統(tǒng)的機(jī)械式開(kāi)關(guān)，它具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，價(jià)格低廉的特點(diǎn)，但是傳統(tǒng)的機(jī)械開(kāi)關(guān)由于本身結(jié)構(gòu)的問(wèn)題，在兩個(gè)供電電源間進(jìn)行切換時(shí)通常轉(zhuǎn)換時(shí)間需要100毫秒以上，這會(huì)造成負(fù)載斷電，僅適合照明、電機(jī)類(lèi)負(fù)載。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0004]針對(duì)機(jī)械開(kāi)關(guān)結(jié)構(gòu)上的不足，本實(shí)用專利的目的在于，提供一種同步電源轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)。
[0005]為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型采用如下技術(shù)方案予以實(shí)現(xiàn):
[0006]針對(duì)傳統(tǒng)的機(jī)械開(kāi)關(guān)結(jié)構(gòu)上的不足，本實(shí)用專利的目的在于，提供一種同步電源轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)。
[0007]為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型采用如下技術(shù)方案予以實(shí)現(xiàn):
[0008]—種同步電源轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)，包括電壓互感器、電流互感器、轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)和邏輯電路；其中，所述電壓互感器、電流互感器連接三相電源，所述電壓互感器、電流互感器的輸出端連接所述邏輯電路的輸入端，邏輯電路的輸出端連接所述轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān);所述轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)的另一個(gè)輸入端連接三相電源，其輸出端連接用電設(shè)備。
[0009]進(jìn)一步的，所述邏輯電路包括過(guò)零檢測(cè)電路、移相延時(shí)電路、使能電路和與門(mén)，其中，所述電壓互感器、電流互感器連接所述過(guò)零檢測(cè)電路，過(guò)零檢測(cè)電路的輸出端接入移相延時(shí)電路;所述使能電路的輸出端和移相延時(shí)電路的輸出端共同接入與門(mén)；與門(mén)的輸出信號(hào)作為邏輯電路的輸出信號(hào)送入所述轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)。
[0010]進(jìn)一步的，所述轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)采用機(jī)械式開(kāi)關(guān)。
[0011 ]進(jìn)一步的，所述轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)采用接觸器或繼電器。
[0012]本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)如下:
[0013]本實(shí)用新型的同步電源轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)裝置采用同步切換的方式，即在輸出電流為零時(shí)控制轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)斷開(kāi)當(dāng)前相，同時(shí)當(dāng)輸出電壓為零時(shí)控制轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)閉合目標(biāo)相。使得負(fù)載在不同相電源之間切換時(shí)斷電時(shí)間短，從斷開(kāi)到閉合這一過(guò)程斷電時(shí)間< 40ms，基本實(shí)現(xiàn)了無(wú)縫切換，使負(fù)載運(yùn)行狀態(tài)不受影響，能夠安全穩(wěn)定的連續(xù)工作。
【附圖說(shuō)明】
[0014]圖1為本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0015]圖2為m相η路轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)示意圖。
[0016]圖3為m相η路同步電源轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)裝置的工作原理示意圖。
[0017]圖4為邏輯電路工作原理示意圖。
[0018]圖5為同步換相原理不意圖。
[0019]以下結(jié)合附圖和【具體實(shí)施方式】對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)一步解釋說(shuō)明。
【具體實(shí)施方式】
[0020]如圖1和圖5所示，本實(shí)用新型的同步電源轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)，包括電壓互感器、電流互感器、轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)和邏輯電路;其中:電壓互感器、電流互感器連接三相電源，電壓互感器、電流互感器的輸出端連接邏輯電路的輸入端，邏輯電路的輸出端連接轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān);轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)的另一個(gè)輸入端連接三相電源，其輸出端連接用電設(shè)備(負(fù)載)。
[0021]電壓互感器、電流互感器用于采樣ABC三相電源側(cè)的電流值和電壓值。電壓互感器、電流互感器均采用本領(lǐng)域常規(guī)器件，此處不詳細(xì)介紹。
[0022]可選的，邏輯電路包括過(guò)零檢測(cè)電路、移相延時(shí)電路、使能電路和與門(mén)，其中，電流互感器、電壓互感器分別采集ABC三相電源側(cè)的電流值和電壓值，并接入過(guò)零檢測(cè)電路，過(guò)零檢測(cè)電路用于實(shí)現(xiàn)電流和電壓的過(guò)零檢測(cè)，其輸出端接入移相延時(shí)電路;使能電路的輸出端和移相延時(shí)電路的輸出端共同接入與門(mén)；與門(mén)的輸出信號(hào)作為邏輯電路的輸出信號(hào)送入轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)。
[0023]轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)用于在其內(nèi)部線圈接收到邏輯電路發(fā)來(lái)的信號(hào)后動(dòng)作，使轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)的斷開(kāi)與閉合。轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)采用機(jī)械式開(kāi)關(guān)，如接觸器、繼電器等。轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)的A、B、C、N端分別和三相電源的A、B、C、N相連，其進(jìn)線為三相四線，出線為單相兩線。當(dāng)轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)收到邏輯電路送出的換相命令后，能夠在帶載狀況下將負(fù)載從一相電源切換至另一相電源。
[0024]因此，邏輯電路保證了轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)的無(wú)縫投切，經(jīng)試驗(yàn)，斷電過(guò)程<40ms。電流和電壓為零時(shí)分別切斷和閉合轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)，能夠大大減少切換過(guò)程中飛弧和涌流的產(chǎn)生。這樣，一方面實(shí)現(xiàn)了負(fù)載的可靠供電，使得人們的生產(chǎn)生活用電不受影響，另一方面又保證了同步開(kāi)關(guān)在不同相切換時(shí)的安全性，減少了飛弧和涌流對(duì)電器設(shè)備的損害。
[0025]本實(shí)用新型的工作原理如下:
[0026]如圖1所示，對(duì)于單相轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)，當(dāng)某一相供電線路出現(xiàn)故障，或者線路因負(fù)荷分配不平衡造成某相電流過(guò)大線路損耗嚴(yán)重，通過(guò)電流互感器、電壓互感器分別采樣ABC三相線路的電流值和電壓值，實(shí)時(shí)地被送入邏輯電路，在邏輯電路內(nèi)依次進(jìn)行過(guò)零檢測(cè)處理和移相延時(shí)處理，與此同時(shí)使能電路發(fā)出使能信號(hào)，與移相延時(shí)信號(hào)共同經(jīng)過(guò)與門(mén)處理后將信號(hào)送入轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)。在收到邏輯電路發(fā)來(lái)的移相命令后，轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)在輸出電流為零的時(shí)刻先將當(dāng)前相開(kāi)關(guān)斷開(kāi)，在輸出電壓為零時(shí)再將目標(biāo)相閉合，任何時(shí)刻換相裝置中只能有一相閉合，其余兩相斷開(kāi)。
[0027]如圖3所示，對(duì)于多相轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)，當(dāng)m相供電電源出現(xiàn)故障，通過(guò)電流互感器和電壓互感器采集m相線路的電流和電壓，同樣送入邏輯電路中進(jìn)行過(guò)零檢測(cè)和移相延時(shí)處理，最后經(jīng)使能信號(hào)作用，在電流為零時(shí)先控制m相開(kāi)關(guān)從當(dāng)前這一路電源斷開(kāi)，電壓為零時(shí)刻控制m相開(kāi)關(guān)閉合，實(shí)現(xiàn)m相開(kāi)關(guān)在η路之間的切換。
[0028]邏輯電路內(nèi)的同步裝置保證了轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)的無(wú)縫投切，斷電過(guò)程<40ms，電流和電壓為零時(shí)分別切斷和閉合開(kāi)關(guān)能夠大大減少切換過(guò)程中飛弧和涌流的產(chǎn)生。這一方面實(shí)現(xiàn)了負(fù)載的可靠供電，使得人們的生產(chǎn)生活用電不受影響，另一方面又保證了同步開(kāi)關(guān)在不同相切換時(shí)的安全性，減少了飛弧和涌流對(duì)電器設(shè)備的損害。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型具有換相時(shí)間短，換相保證了換相時(shí)設(shè)備可連續(xù)穩(wěn)定運(yùn)行，飛弧和涌流小，電器不易損壞，操作簡(jiǎn)單，成本低廉等特點(diǎn)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種同步電源轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)，其特征在于，包括電壓互感器、電流互感器、轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)和邏輯電路;其中，所述電壓互感器、電流互感器連接三相電源，所述電壓互感器、電流互感器的輸出端連接所述邏輯電路的輸入端，邏輯電路的輸出端連接所述轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān);所述轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)的另一個(gè)輸入端連接三相電源，其輸出端連接用電設(shè)備。2.如權(quán)利要求1所述的同步電源轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)，其特征在于，所述邏輯電路包括過(guò)零檢測(cè)電路、移相延時(shí)電路、使能電路和與門(mén)，其中，所述電壓互感器、電流互感器連接所述過(guò)零檢測(cè)電路，過(guò)零檢測(cè)電路的輸出端接入移相延時(shí)電路;所述使能電路的輸出端和移相延時(shí)電路的輸出端共同接入與門(mén)；與門(mén)的輸出信號(hào)作為邏輯電路的輸出信號(hào)送入所述轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)。3.如權(quán)利要求1或2所述的同步電源轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)，其特征在于，所述轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)采用機(jī)械式開(kāi)關(guān)。4.如權(quán)利要求3所述的同步電源轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)，其特征在于，所述轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)采用接觸器或繼電器。
【專利摘要】本實(shí)用新型公開(kāi)了一種同步電源轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)，包括電壓互感器、電流互感器、轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)和邏輯電路；其中，所述電壓互感器、電流互感器連接三相電源，所述電壓互感器、電流互感器的輸出端連接所述邏輯電路的輸入端，邏輯電路的輸出端連接所述轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)；所述轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)的另一個(gè)輸入端連接三相電源，其輸出端連接用電設(shè)備。本實(shí)用新型的同步電源轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)裝置采用同步切換的方式，即在輸出電流為零時(shí)使轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)斷開(kāi)當(dāng)前相，當(dāng)輸出電壓為零時(shí)使轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)閉合目標(biāo)相，使得負(fù)載在不同相電源之間切換時(shí)斷電時(shí)間短，從斷開(kāi)到閉合這一過(guò)程斷電時(shí)間≤40ms，基本實(shí)現(xiàn)了無(wú)縫切換，使負(fù)載運(yùn)行狀態(tài)不受影響，能夠安全穩(wěn)定的連續(xù)工作，有效延長(zhǎng)設(shè)備使用壽命。
【IPC分類(lèi)】H03K17/04
【公開(kāi)號(hào)】CN205123697
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201520636109
【發(fā)明人】魏圣鋼, 王恒, 張曉軍, 袁靜, 杜迎虎, 閆榮, 范文潔
【申請(qǐng)人】西安森寶電氣工程有限公司
【公開(kāi)日】2016年3月30日
【申請(qǐng)日】2015年8月21日