專利名稱：具有相序保護的晶閘管調壓器的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種調壓器，尤其涉及用可控硅實現的電壓大小控制的晶閘管調壓器。
背景技術：
晶閘管調壓器是一種以晶閘管為基礎，以智能數字控制電路為核心的電源功率控 制電器。其廣泛應用于各種工業領域，如熱處理爐溫控、金剛石壓機加熱、紡織機械；交直流 電機拖動、電壓、電流、功率、燈光等無級平滑調節。圖1給出了一種晶閘管的電路原理圖， 其主要由主電源接入支路、可控硅功率控制器、變壓器組成，變壓器接用電負載，可控硅功 率控制器根據負載用電特性，調整其電壓輸出，該輸出電壓經變壓器后輸出至負載。目前，國內外市場上的晶閘管調壓器基本上具備了過流保護、過熱保護、熔斷保護 及電壓保護功能，而且日臻完善，但是在相序保護功能上卻不盡如人意i相序保護包括缺相 保護和錯相保護。當用電設備缺相運行時，不僅損耗其使用壽命，而且嚴重影響工廠生產的 正常進行，容易發生次生事故。錯相帶來的危害更甚于缺相，例如電動機負載的反轉，并網 時的相間短路事故等，都會給企業帶來巨大的損失，值得我們密切關注。現有的缺相保護功能的實現多和三相電源指示功能相結合，即在各進線支路上分 別接有電源指示燈，如圖標識為HL1-3的電路，當指示燈出現異常時，則說明產生了缺相或 錯相，為了排出故障，需要人為地切斷接觸器與主電源的連接。這不僅很大程度依賴于工人 的業務能力和反應速度，而且與工業控制自動化的趨勢格格不入。
發明內容
本發明目的是提供一種在出現缺相或錯相時，能夠自動切斷電源從而保護用電設 備的晶閘管調壓器。為了達到上述目的，本發明所采用的技術方案為一種具有相序保護的晶閘管調 壓器，其包括輸出相依次連接的三相進線支路、可控硅功率控制器、變壓器，所述的變壓器 與用電負載相連接，所述的可控硅功率控制器通過控制其可控硅的導通角以調節輸出至用 電負載的電壓大小，所述的三相進線支路包括與主電源三相相連接的三個接入端子、與三 個接入端子分別連接的斷路器和接觸器，該晶間管調壓器還包括相序保護單元，該相序保 護單元包括與每相進線支路相連接用于采集各相電壓的采樣輸入電路、與各采樣輸入電路 輸出端相連接的比較邏輯電路、與比較邏輯電路輸出端相連接的輸出控制電路，所述的比 較邏輯電路接收采樣輸入電路輸出的電壓信號并與預設的標準電壓值進行比較，若接收的 電壓信號異常，則其輸出電信號至輸出控制電路，所述的輸出控制電路驅動接觸器動作以 切斷負載與主電源的連接。進一步地，所述的比較邏輯電路與輸出控制電路之間還電連接一功率放大電路。每路所述的采樣輸入電路的輸入端連接在相應進線支路的斷路器與接觸器之間。 優化地，每路所述的采樣輸入電路的輸入端通過熔斷器連接在相應進線支路的斷路器與接觸器之間，從而當電網出現異常，如發生雷擊有大電流產生時，熔斷器的設置可有效保護該 相序保護單元。所述的輸出控制電路包括執行元件，所述的執行元件與接觸器的線圈相控制連接。所述的采樣輸入電路為一采樣電阻，所述的比較邏輯電路由比較器與邏輯門電路 實現，所述的功率放大電路由放大器實現。各進線支路的接入端子與斷路器之間還設置有熔斷器。本發明晶間管調壓器通過在進線支路上設置相序保護單元，利用采樣輸入電路對 各相電壓進行采集，當采集的電壓與設定的標準電壓值不同，輸出控制電路將控制進線支 路上的接觸器斷開，從而切斷用電設備與主電源的連接，當故障排出后，又可恢復接觸器與 主電路的連接，實現自動通斷控制，完成相序保護功能，該相序保護單元電路實現簡單，與 現有調壓器可進行模塊化設計，尤其適合工業控制領域的應用。
附圖1為現有晶閘管調壓器電路原理附圖2為本發明帶有相序保護單元的晶閘管電路原理圖； 附圖3為本發明相序保護單元進一步實現原理框其中1、相序保護單元；11、采樣輸入電路；12、比較邏輯電路；13、功率放大電路；14、 輸出控制電路；141、線圈；2、可控硅功率控制器；3、變壓器；4、負載；
具體實施例方式下面結合附圖，對本發明優選的具體實施例進行說明
如圖2所示的晶間管調壓器，其包括三路進線支路、可控硅功率控制器2、變壓器3，變 壓器3的輸出提供至用電負載4。其中，三路進線支路分別由三個用于與電網三相相連接的 接入端子A/B/C、與各接入端子A/B/C相連接的熔斷器FU1/FU2/FU3、與各熔斷器出線端Al/ B1/C1相連接的斷路器QMM以及與各斷路器出線端A2/B2/C2相連接的接觸器KM組成，所述 的可控硅功率控制器2的輸入端與各接觸器KM出線端A3/B3/C3相連接，其輸出端U2/V2/ W2與所述三相變壓器3相電連接，可控硅功率控制器2通過控制可控硅的導通角從而調節 輸出至變壓器3的電壓大小，所述的變壓器將接收的電壓再次進行轉換，由于變壓器的匝 數是固定的，所以，變壓器輸出電壓的大小與輸入電壓之間比例是固定的，故最終輸出至負 載4的電壓大小是由可控硅功率控制器控制。關于可控硅功率控制器的具體電路，可沿用 現有控制器電路，其不是本發明要點，在此對其具體電路結構及工作原理不再贅述。本發明晶閘管調壓器，在進線支路上接入一相序保護單元1，該相序保護單元1用 于在主電源接入發生缺相或錯相時，自動切斷負載與主電源的連接，從而保護用電負載，減 少損失的產生。該相序保護單元主要由采樣輸入電路11、比較邏輯電路12、功率放大電路 13以及輸出控制電路14組成，采樣輸入電路11的輸入端連接在進線支路的斷路器QMM與 接觸器KM之間，輸出控制電路的輸出端與接觸器KM的線圈141相控制連接。圖3給出了本 實施例相序保護單元的進一步電路原理圖，其中，采樣輸入電路由三個采樣電阻實現，三個采樣電阻的一端分別與三路進線支路相連接，各采樣電阻的另一端分別與比較邏輯電路相 連接，比較邏輯電路主要由比較器和門電路構成，每一比較器接收其中兩個進線支路上的 電壓值，并輸出電信號至門電路，若兩進線支路上的電壓值不同，如每相正常電壓為380V， 當檢測到兩相電壓不同時，比較邏輯電路輸出電信號至功率放大電路，功率放大電路為一 放大器，信號經其放大后輸入至輸出控制電路，所述輸出控制電路主要由執行元件組成，本 實施例中，執行元件為繼電器，在繼電器與接觸器KM的線圈控制電路相連接，線圈141的得 電與失電實現接觸器KM的斷開與閉合，故，通過該相序保護單元，當主電源三相中有一相 未接入或相序接錯，可自動切斷用電負載與主電源的連接，當故障排出后，相序保護單元又 可控制接觸器接入，實現主電路自動恢復。為了防止電網出現異常，如雷擊出現大電流對相序保護單元產生損壞，本實施例 中，在相序保護單元1與各進線支路之間還安裝有熔斷器FU4/5/6。本實施例中，與各進線支路相連接一電源燈指示電路HL1-3，該指示電路可作為相 序保護單元的輔助電路，當發生錯相或缺相時，指示燈亮以提醒工作人員及時排出故障。本發明相序保護功能單元的接入位置非常重要。當接入在電源三相端時，難以實 現設備檢修后重新接線的錯相保護功能；而接入負載端時，又會產生應用上的矛盾，不能實 現對用電設備的供電。本發明將相序保護功能單元的輸入端連接在各相斷路器與接觸器之 間，并把其輸出控制部分引入接觸器的線圈控制電路中，從而實現可靠地相序保護功能。
權利要求
1.一種具有相序保護的晶間管調壓器，其包括輸出相依次連接的三相進線支路、可控 硅功率控制器、變壓器，所述的變壓器與用電負載相連接，所述的可控硅功率控制器通過控 制其可控硅的導通角以調節輸出至用電負載的電壓大小，所述的三相進線支路包括與主電 源三相相連接的三個接入端子、與三個接入端子分別連接的斷路器和接觸器，其特征在于 該晶間管調壓器還包括相序保護單元，該相序保護單元包括與每相進線支路相連接用于采 集各相電壓的采樣輸入電路、與各采樣輸入電路輸出端相連接的比較邏輯電路、與比較邏 輯電路輸出端相連接的輸出控制電路，所述的比較邏輯電路接收采樣輸入電路輸出的電壓 信號并與預設的標準電壓值進行比較，若接收的電壓信號異常，則其輸出電信號至輸出控 制電路，所述的輸出控制電路驅動接觸器動作以切斷負載與主電源的連接。
2.根據權利要求1所述的具有相序保護的晶閘管調壓器，其特征在于所述的比較邏 輯電路與輸出控制電路之間還電連接一功率放大電路。
3.根據權利要求1或2所述的具有相序保護的晶間管調壓器，其特征在于每路所述 的采樣輸入電路的輸入端連接在相應進線支路的斷路器與接觸器之間。
4.根據權利要求3所述的具有相序保護的晶間管調壓器，其特征在于每路所述的采 樣輸入電路的輸入端通過熔斷器連接在相應進線支路的斷路器與接觸器之間。
5.根據權利要求1或4所述的具有相序保護的晶閘管調壓器，其特征在于所述的輸 出控制電路包括執行元件，所述的執行元件與接觸器的線圈相控制連接。
6.根據權利要求5所述的具有相序保護的晶間管調壓器，其特征在于所述的采樣輸 入電路為一采樣電阻，所述的比較邏輯電路由比較器與邏輯門電路實現，所述的功率放大 電路由放大器實現。
7.根據權利要求1所述的具有相序保護的晶閘管調壓器，其特征在于各進線支路的 接入端子與斷路器之間還設置有熔斷器。
全文摘要
本發明涉及一種具有相序保護的晶閘管調壓器，其包括輸出相依次連接的三相進線支路、可控硅功率控制器、變壓器、相序保護單元，該相序保護單元包括與每相進線支路相連接用于采集各相電壓的采樣輸入電路、與各采樣輸入電路輸出端相連接的比較邏輯電路、與比較邏輯電路輸出端相連接的輸出控制電路，所述的比較邏輯電路接收采樣輸入電路輸出的電壓信號并與預設的標準電壓值進行比較，若接收的電壓信號異常，則其輸出電信號至輸出控制電路，所述的輸出控制電路驅動接觸器動作以切斷負載與主電源的連接，完成相序保護功能，該相序保護單元電路實現簡單，與現有調壓器可進行模塊化設計，尤其適合工業控制領域的應用。
文檔編號H02M5/02GK102064710SQ20101059389
公開日2011年5月18日 申請日期2010年12月17日 優先權日2010年12月17日
發明者周正星, 張建召 申請人:張家港市中亞特種變壓器制造有限公司