自適應(yīng)過零通斷控制裝置及方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及電工領(lǐng)域，特別是涉及一種自適應(yīng)過零通斷控制裝置及方法。其特征是：過零電磁開關(guān)和切換電磁開關(guān)串聯(lián)后和工作電磁開關(guān)并聯(lián)再接入負(fù)載電路，切換電磁開關(guān)將過零電磁開關(guān)切換至檢測狀態(tài)獲取最新過零電磁開關(guān)動作延時，切換電磁開關(guān)將過零電磁開關(guān)切換至負(fù)載回路后以所述動作延時修正過零電磁開關(guān)動作，工作電磁開關(guān)并聯(lián)接入工作狀態(tài)。益效果是：提供一種任意環(huán)境都能精確控制交流電電壓過零時接入或者電流過零時斷開的自適應(yīng)過零通斷控制裝置及方法。
【專利說明】
自適應(yīng)過零通斷控制裝置及方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及電工領(lǐng)域，特別是涉及一種自適應(yīng)過零通斷控制裝置及方法。
[0002]
【背景技術(shù)】
[0003]目前成熟的過零開關(guān)一般指無觸點電子開關(guān)，但受到功率、使用環(huán)境的限制，很多情況只能使用機械繼電器，傳統(tǒng)機械繼電器、動作慢、動作時間受溫度，環(huán)境、總動作次數(shù)、連續(xù)動作次數(shù)和動作頻率等的影響較大，因此確定準(zhǔn)確的繼電器提前加電時間是關(guān)鍵，目前因無法準(zhǔn)確定位提前時間，故無法在很多場合正常使用，比如，電力線功率因數(shù)補償電容的投切。中國專利公告CN200910053005.X-電磁繼電器過零開關(guān)方法及電路公開了一種過零觸發(fā)的繼電器(說明書【0033】):在每次繼電器吸合或者斷開的時候跟蹤檢測觸點真正吸合或者斷開的時間，將數(shù)據(jù)送入IC內(nèi)部，進(jìn)行存儲、計算，以修正提前量，從而達(dá)到正好讓提前量等于動作時間，實現(xiàn)過零觸發(fā)。所述專利披露了獲取修正提前量的方法，但對于任意繼電器的第一次吸合或者斷開的修正提前量是無法確定的，這樣產(chǎn)生的后果是繼電器的第一次吸合或者斷開時產(chǎn)生的電弧就把繼電器燒毀，尤其是在大功率的功率補償方面的應(yīng)用，第一次吸合或斷開必需處于過零狀態(tài)。另外，所述專利的方法是記錄最后一次吸合或者斷開的時間，將數(shù)據(jù)送入IC內(nèi)部，進(jìn)行存儲、計算，以修正提前量，如果后繼工作的時間間隔較長，或者環(huán)境溫度相差比較大，仍然存在修正提前量不準(zhǔn)確的問題。
[0004]

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的是提供一種任意環(huán)境都能精確控制交流電電壓過零時接入或者電流過零時斷開的自適應(yīng)過零通斷控制裝置及方法。
[0006]本發(fā)明采用的技術(shù)方案是:
一種自適應(yīng)過零通斷控制裝置，其特征是:過零電磁開關(guān)和切換電磁開關(guān)串聯(lián)后和工作電磁開關(guān)并聯(lián)再接入負(fù)載電路，切換電磁開關(guān)將過零電磁開關(guān)切換至檢測狀態(tài)獲取最新過零電磁開關(guān)動作延時，切換電磁開關(guān)將過零電磁開關(guān)切換至負(fù)載回路后以所述動作延時修正過零電磁開關(guān)動作，工作電磁開關(guān)并聯(lián)接入工作狀態(tài)。
[0007]一種自適應(yīng)過零通斷控制裝置，其特征是:包括控制器，控制器由驅(qū)動模塊，吸釋時間檢測、計算模塊，過零檢測模塊，操作模塊組成，所述驅(qū)動模塊負(fù)責(zé)驅(qū)動電磁開關(guān)的電磁鐵，所述吸釋時間檢測、計算模塊負(fù)責(zé)檢測吸釋的時間、計算及存儲，所述過零檢測模塊，操作模塊負(fù)責(zé)檢測過零電磁開關(guān)兩端的電壓或通過的電流。
[0008]所述的一種自適應(yīng)過零通斷控制裝置，其特征是:所述電磁開關(guān)至少包括吸合電磁鐵、靜觸頭、動觸頭、以及連接動觸頭的銜鐵，所述吸合電磁鐵驅(qū)動銜鐵帶動動觸頭和靜觸頭進(jìn)行接觸和分離動作。
[0009]進(jìn)一步，所述的一種自適應(yīng)過零通斷控制裝置，其特征是:還包括釋放電磁鐵，所述釋放電磁鐵加快銜鐵的復(fù)位速度。
[0010]所述的一種自適應(yīng)過零通斷控制裝置，其特征是:電磁開關(guān)是電磁式電力隔離搭橋、或電磁式負(fù)載開關(guān)、或電磁式隔離開關(guān)、或電磁式斷路器、或電磁式繼電器、或交流接觸器。
[0011 ] —種自適應(yīng)過零通斷控制方法，其特征是，包括如下步驟:
(1)切換電磁開關(guān)切換至檢測狀態(tài)；
(2)獲取過零電磁開關(guān)的吸合延時ATC、釋放延時ΛΤΒ;
(3)切換電磁開關(guān)切換至負(fù)載回路；
(4)檢測交流電壓零點信號；
(5)根據(jù)交流電壓零點信號和吸合延時ATC，過零電磁開關(guān)提前吸合延時ATC在交流電壓零點前提前吸合所述過零電磁開關(guān)；
(6)工作電磁開關(guān)接入負(fù)載工作；
(7)切換電磁開關(guān)切換至檢測狀態(tài)；
(8)以一定的周期不斷地執(zhí)行步驟(2)。
[0012]進(jìn)一步，步驟(5)中的吸合延時提前量為:(l/2)*T*nl+ATC，nl為正整數(shù)，T為交流電的周期。
[0013]或:
一種自適應(yīng)過零通斷控制方法，其特征是，包括如下步驟:
(1)切換電磁開關(guān)切換至檢測狀態(tài)；
(2)獲取過零電磁開關(guān)的吸合延時ATC、釋放延時ΛΤΒ;
(3)切換電磁開關(guān)切換至負(fù)載回路；
(4)檢測交流通過負(fù)載的電流零點信號；
(5)根據(jù)交流電流零點信號和釋放延時ΛΤΒ，過零電磁開關(guān)提前釋放延時ΛΤΒ在交流電流零點前提前釋放所述過零電磁開關(guān)；
(6)工作電磁開關(guān)脫離負(fù)載工作；
(7)切換電磁開關(guān)切換至檢測狀態(tài)；
(8)以一定的周期不斷地執(zhí)行步驟(2)。
[0014]進(jìn)一步，步驟(5 )中的釋放延時提前量為:(1/2) *Τ*η2+ΔΤΒ，η2為正整數(shù)，T為交流電的周期。
[0015]本發(fā)明的有益效果是:提供一種任意環(huán)境都能精確控制交流電電壓過零時接入或者電流過零時斷開的自適應(yīng)過零通斷控制裝置及方法。
[0016]
【附圖說明】
[0017]圖1為電磁開關(guān)結(jié)構(gòu)及原理圖。
[0018]圖2為圖1電磁開關(guān)增加釋放電磁鐵的實施方案。
[0019]圖3為本發(fā)明裝置電路圖。
[0020]圖4為本發(fā)明裝置初始化流程圖。
[0021 ]圖5為本發(fā)明裝置接通流程圖。
[0022]圖6為本發(fā)明裝置斷開流程圖。
[0023]圖7為本發(fā)明裝置應(yīng)用于電力線功率因數(shù)補償電容的投切。
[0024]
【具體實施方式】
下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明進(jìn)一步說明。
[0025]圖1為電磁開關(guān)結(jié)構(gòu)及原理圖，101電磁鐵，102常開靜出頭，103常開動觸頭，104常閉動觸頭，105常閉靜觸頭，106銜鐵。驅(qū)動模塊的電流通過電磁鐵101使銜鐵106發(fā)生吸合動作，產(chǎn)生各個觸頭的通斷效果。
[0026]圖2為圖1電磁開關(guān)增加釋放電磁鐵的實施方案，增加釋放電磁鐵201，其作用是可以更加快速地使銜鐵106復(fù)位。
[0027]電磁開關(guān)或整機充SF6氣體，降低絕緣間隙，可以減少高電壓大電流拉弧現(xiàn)象。
[0028]本發(fā)明所述的電磁開關(guān)包括:電磁式電力隔尚搭橋、電磁式負(fù)載開關(guān)、電磁式隔尚開關(guān)、電磁式斷路器、電磁式繼電器。
[0029]圖3為本發(fā)明裝置電路圖，裝置包括:工作電磁開關(guān)K、過零電磁開關(guān)K1、切換電磁開關(guān)K2、控制器。
[0030]工作電磁開關(guān)K:正常工作時接入；
過零電磁開關(guān)Kl:電路的過零通斷，要求Kl在AB間電壓為O時導(dǎo)通，在AB間電流為O時斷開；
切換電磁開關(guān)K2:負(fù)責(zé)工作狀態(tài)和待檢狀態(tài)之間的切換；
控制器:負(fù)責(zé)檢測、計算和操作。
[0031]控制器包括:驅(qū)動模塊，吸釋時間檢測、計算模塊，過零檢測模塊，操作模塊。
[0032]驅(qū)動模塊:負(fù)責(zé)驅(qū)動電磁開關(guān)的電磁鐵；
吸釋時間檢測、計算模塊:負(fù)責(zé)檢測吸釋的時間、計算及存儲；
過零檢測模塊，操作模塊:負(fù)責(zé)檢測AB間的電壓，或通過的電流。
[0033]圖4為本發(fā)明裝置初始化流程圖，開始，初始化:
工作電磁開關(guān)K開路，可以設(shè)置為常開型；
切換電磁開關(guān)K2切換至控制器回路，即切換為待測狀態(tài)，可以設(shè)置為切換至控制器回路為不加電狀態(tài)；
過零電磁開關(guān)Kl開路，可以設(shè)置為常開型；
吸釋時間檢測、計算模塊在tl時刻發(fā)出Kl閉合指令，所述指令通過驅(qū)動模塊驅(qū)動Kl閉合；
吸釋時間檢測、計算模塊獲取Kl閉合時刻t2，S卩Kl動、靜觸頭接觸的時刻；
計算吸合延時ATC=t2-tl;
吸釋時間檢測、計算模塊在t3時刻發(fā)出Kl開路指令，所述指令通過驅(qū)動模塊驅(qū)動Kl開路；
吸釋時間檢測、計算模塊獲取Kl開路時刻t4，S卩Kl動、靜觸頭分離的時刻；
計算釋放延時ATB=t4-t3;
存儲ATC、ATB，由吸釋時間檢測、計算模塊的存儲器保存，并以一定的周期不斷更新； 操作等待，操作指裝置接通操作、裝置斷開操作。
[0034]圖5為本發(fā)明裝置接通流程圖，裝置接通操作:
操作等待，操作指裝置接通操作、裝置斷開操作；
接通指令；
過零電磁開關(guān)Kl位于開路狀態(tài)，由驅(qū)動模塊驅(qū)動Kl確保Kl處于開路狀態(tài)；
切換電磁開關(guān)K2切換至負(fù)載回路；
過零檢測模塊檢測過零電磁開關(guān)兩端的電壓VAB=O的時刻t5，
計算Kl閉合指令發(fā)出時刻t6=t5+(l/2)*T*nl-ATC，nl為正整數(shù)，由(l/2)*T*nl-ATC>0確定nl，nl的數(shù)值可以有多個，即第一個(l/2)*T*nl-ATC>0的值加交流電的多個半周期均符合要求；
t6時刻由驅(qū)動模塊驅(qū)動Kl閉合，這樣當(dāng)Kl動、靜觸頭接觸時電壓VAB=O，即過零閉合； 工作電磁開關(guān)K閉合進(jìn)入工作狀態(tài)，相當(dāng)于用K短路K1、K2，此時K1、K2可以退出工作電路；
切換電磁開關(guān)Κ2切換至控制器回路，即切換為待測狀態(tài)；
吸釋時間檢測、計算模塊在t7時刻發(fā)出Kl開路指令；
吸釋時間檢測、計算模塊獲取Kl開路時刻t8;
計算釋放延時ATB=t8-t7;
吸釋時間檢測、計算模塊在t9時刻發(fā)出Kl閉合指令；
吸釋時間檢測、計算模塊獲取Kl閉合時刻tlO;
計算吸合延時ATC=tlO-t9;
存儲ATC、ATB，由吸釋時間檢測、計算模塊的存儲器保存，并以一定的周期不斷更新； 操作等待，操作指裝置斷開操作。
[0035]圖6為本發(fā)明裝置斷開流程圖，裝置斷開操作:
操作等待，操作指裝置斷開操作；
斷開指令；
過零電磁開關(guān)Kl位于閉合狀態(tài)，由驅(qū)動模塊驅(qū)動Kl確保Kl處于閉合狀態(tài)；
切換電磁開關(guān)K2切換至負(fù)載回路；由驅(qū)動模塊驅(qū)動K2確保K2切換至負(fù)載回路；
驅(qū)動模塊驅(qū)動工作電磁開關(guān)K開路進(jìn)入斷開狀態(tài)，此時負(fù)載通路由K1、K2串聯(lián)提供； 過零檢測模塊檢測過零電磁開關(guān)中的電流IAB=O的時刻tll，
計算Kl開路指令發(fā)出時刻tl2=tll + (l/2)*T*n2-ATC，n2為正整數(shù)，由(1/2)*Τ*η2-ΛTC>0確定η2，η2的數(shù)值可以有多個，即第一個(1/2)*Τ*η2-ΛΤΟΟ的值加交流電的多個半周期均符合要求；
Τ12時刻由驅(qū)動模塊驅(qū)動Kl開路，這樣當(dāng)Kl動、靜觸頭分離時電流ΙΑΒ=0，即過零斷開； 切換電磁開關(guān)Κ2切換至控制器回路，即切換為待測狀態(tài)；
吸釋時間檢測、計算模塊在tl3時刻發(fā)出Kl閉合指令；
吸釋時間檢測、計算模塊獲取Kl閉合時刻tl4;
計算吸合延時ATC=tl4-tl3;
吸釋時間檢測、計算模塊在tl5時刻發(fā)出Kl開路指令；
吸釋時間檢測、計算模塊獲取Kl開路時刻tl6; 計算釋放延時ATB=tl6-tl5;
存儲ATC、ATB，由吸釋時間檢測、計算模塊的存儲器保存，并以一定的周期不斷更新； 操作等待，操作指裝置接通操作。
[0036]圖7為本發(fā)明裝置應(yīng)用于電力線功率因數(shù)補償電容的投切，C為功率因數(shù)補償電容。
【主權(quán)項】
1.一種自適應(yīng)過零通斷控制裝置，其特征是:過零電磁開關(guān)和切換電磁開關(guān)串聯(lián)后和工作電磁開關(guān)并聯(lián)再接入負(fù)載電路，切換電磁開關(guān)將過零電磁開關(guān)切換至檢測狀態(tài)獲取最新過零電磁開關(guān)動作延時，切換電磁開關(guān)將過零電磁開關(guān)切換至負(fù)載回路后以所述動作延時修正過零電磁開關(guān)動作，工作電磁開關(guān)并聯(lián)接入工作狀態(tài)。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種自適應(yīng)過零通斷控制裝置，其特征是:包括控制器，控制器由驅(qū)動模塊，吸釋時間檢測、計算模塊，過零檢測模塊，操作模塊組成，所述驅(qū)動模塊負(fù)責(zé)驅(qū)動電磁開關(guān)的電磁鐵，所述吸釋時間檢測、計算模塊負(fù)責(zé)檢測吸釋的時間、計算及存儲，所述過零檢測模塊，操作模塊負(fù)責(zé)檢測過零電磁開關(guān)兩端的電壓或通過的電流。3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種自適應(yīng)過零通斷控制裝置，其特征是:所述電磁開關(guān)至少包括吸合電磁鐵、靜觸頭、動觸頭、以及連接動觸頭的銜鐵，所述吸合電磁鐵驅(qū)動銜鐵帶動動觸頭和靜觸頭進(jìn)行接觸和分離動作。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種自適應(yīng)過零通斷控制裝置，其特征是:還包括釋放電磁鐵，所述釋放電磁鐵加快銜鐵的復(fù)位速度。5.根據(jù)權(quán)利要求1或2或4所述的一種自適應(yīng)過零通斷控制裝置，其特征是:電磁開關(guān)是電磁式電力隔離搭橋、或電磁式負(fù)載開關(guān)、或電磁式隔離開關(guān)、或電磁式斷路器、或電磁式繼電器、或交流接觸器。6.—種自適應(yīng)過零通斷控制方法，其特征是，包括如下步驟: (1)切換電磁開關(guān)切換至檢測狀態(tài)； (2)獲取過零電磁開關(guān)的吸合延時ATC、釋放延時ΛΤΒ; (3)切換電磁開關(guān)切換至負(fù)載回路； (4)檢測交流電壓零點信號； (5)根據(jù)交流電壓零點信號和吸合延時ATC，過零電磁開關(guān)提前吸合延時ATC在交流電壓零點前提前吸合所述過零電磁開關(guān)； (6)工作電磁開關(guān)接入負(fù)載工作； (7)切換電磁開關(guān)切換至檢測狀態(tài)； (8)以一定的周期不斷地執(zhí)行步驟(2)。7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種自適應(yīng)過零通斷控制方法，其特征是，還包括如下步驟:步驟(5)中的吸合延時提前量為:(l/2)*T*nl+ATC，nl為正整數(shù)，T為交流電的周期。8.—種自適應(yīng)過零通斷控制方法，其特征是，包括如下步驟: (1)切換電磁開關(guān)切換至檢測狀態(tài)； (2)獲取過零電磁開關(guān)的吸合延時ATC、釋放延時ΛΤΒ; (3)切換電磁開關(guān)切換至負(fù)載回路； (4)檢測交流通過負(fù)載的電流零點信號； (5)根據(jù)交流電流零點信號和釋放延時ΛΤΒ，過零電磁開關(guān)提前釋放延時ΛΤΒ在交流電流零點前提前釋放所述過零電磁開關(guān)； (6)工作電磁開關(guān)脫離負(fù)載工作； (7)切換電磁開關(guān)切換至檢測狀態(tài)； (8)以一定的周期不斷地執(zhí)行步驟(2)。9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的一種自適應(yīng)過零通斷控制方法，其特征是，還包括如下步驟: 步驟(5)中的釋放延時提前量為:(1/2) *Τ*η2+ΔΤΒ，η2為正整數(shù)，T為交流電的周期。
【文檔編號】H01H47/02GK106098473SQ201610636677
【公開日】2016年11月9日
【申請日】2016年8月5日 公開號201610636677.3, CN 106098473 A, CN 106098473A, CN 201610636677, CN-A-106098473, CN106098473 A, CN106098473A, CN201610636677, CN201610636677.3
【發(fā)明人】浦躍東, 吳東輝
【申請人】江蘇特力威信息系統(tǒng)有限公司