專利名稱:三相智能雙電源無縫自動(dòng)切換裝置的制造方法
【專利摘要】一種三相智能雙電源無縫自動(dòng)切換裝置，包括有主/輔三相交流電源輸入降壓?jiǎn)卧?、?輔三相交流電源輸入交流參數(shù)檢測(cè)單元、真有效值處理單元、微處理器單元、鍵盤輸入單元、液晶顯示單元、報(bào)警單元、JTAG調(diào)試插口、網(wǎng)絡(luò)通訊單元、E2PROM單元、實(shí)時(shí)時(shí)鐘單元、功率驅(qū)動(dòng)單元、開關(guān)本體、外接發(fā)電機(jī)端子、開關(guān)本體位置反饋裝置、控制裝置工作電源單元、控制裝置工作電源分配單元組成。采用微處理器控制技術(shù)，電參數(shù)檢測(cè)及運(yùn)算采用真有效值專用芯片，避免了交流參數(shù)測(cè)量的虛假數(shù)據(jù)，提高了控制精度；具有手動(dòng)/自動(dòng)切換功能、轉(zhuǎn)換時(shí)間任意設(shè)定；具有過載、欠壓、過壓、頻率變化及開關(guān)本體觸點(diǎn)閉合狀態(tài)檢測(cè)報(bào)警功能；具有消防聯(lián)動(dòng)及網(wǎng)絡(luò)通訊功能；具有各自獨(dú)立的三相控制器工作電源功能；具有遠(yuǎn)程控制常備型發(fā)電機(jī)功能；具有液晶背光控制功能。
【專利說明】
三相智能雙電源無縫自動(dòng)切換裝置
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及供電系統(tǒng)自動(dòng)轉(zhuǎn)換開關(guān)電器領(lǐng)域，特別是涉及到一種三相智能雙電源無縫自動(dòng)切換裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著社會(huì)的發(fā)展，人們對(duì)供電可靠性和安全性的要求越來越高，在目前城市用電急劇增加和電力資源嚴(yán)重不足的客觀情況下，很多場(chǎng)合需要用兩路電源來保證供電的可靠，一路電源為供電的常用電源(也稱主電源)，另一路為備用電源(也稱輔助電源)，一旦主電源出現(xiàn)故障后，輔助電源馬上工作，使負(fù)載端不致受主電源斷電的影響。以維持電氣設(shè)備的正常運(yùn)行，而當(dāng)主電源恢復(fù)正常，切換開關(guān)會(huì)將供電切換回主電源。若輔助電源為常備型發(fā)電機(jī)，則自動(dòng)切換開關(guān)會(huì)先啟動(dòng)發(fā)電機(jī)，在其電壓與頻率達(dá)到預(yù)設(shè)正常范圍后，將負(fù)載供電由主電源側(cè)切換至輔助電源。而當(dāng)主電源再次恢復(fù)時(shí)，自動(dòng)切換開關(guān)會(huì)自動(dòng)將電源回切主電源，并且在發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻停機(jī)后將發(fā)動(dòng)機(jī)停機(jī)。這樣就需要一種能對(duì)兩路電源都進(jìn)行實(shí)時(shí)檢測(cè)并能在兩路電源之間進(jìn)行可靠自動(dòng)切換以保證供電的裝置，智能三相雙電源轉(zhuǎn)換開關(guān)控制裝置就是為了滿足這一要求而開發(fā)的一種專用的智能化產(chǎn)品，目前已廣泛應(yīng)用于高層樓宇、郵電通信、煤礦、軍事設(shè)施、工業(yè)流水線和消防等需要不間斷供電的場(chǎng)所。
[0003]三相智能雙電源無縫自動(dòng)切換裝置由開關(guān)本體和控制裝置兩部分組成，控制裝置采用獨(dú)立設(shè)計(jì)，與開關(guān)本體用電纜相連，用于對(duì)兩路電源的檢測(cè)以及控制，它以微處理器為核心，結(jié)合先進(jìn)的檢測(cè)技術(shù)和微電子技術(shù)，構(gòu)成一個(gè)功能強(qiáng)大、高性能、可靠性好的檢測(cè)控制系統(tǒng)。
[0004]目前市面上的三相智能雙電源無縫自動(dòng)切換裝置，控制功能較少，顯示內(nèi)容單一且顯示參數(shù)不是真有效值，其控制系統(tǒng)工作電源一般采用單相單路供電，在缺相時(shí)無法給控制系統(tǒng)提供正常的工作電源，缺少網(wǎng)絡(luò)通訊功能，難以滿足日益發(fā)展的智能電網(wǎng)需求。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的在于提供一種三相智能雙電源無縫自動(dòng)切換裝置，旨在解決上述的技術(shù)缺陷的問題，為達(dá)到上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案如下:
[0006]一種三相智能雙電源無縫自動(dòng)切換裝置，包括有主/輔三相交流電源輸入降壓?jiǎn)卧狪和2、主/輔三相交流電源輸入交流參數(shù)檢測(cè)單元3和4、真有效值處理單元5、微處理器單元6、鍵盤輸入單元7、液晶顯示單元8、報(bào)警單元9、JTAG調(diào)試插口 10、網(wǎng)絡(luò)通訊單元11、E2PROM單元12、實(shí)時(shí)時(shí)鐘單元13、功率驅(qū)動(dòng)單元14、開關(guān)本體15、外接發(fā)電機(jī)端子16、開關(guān)本體位置反饋裝置17、控制裝置工作電源單元18和19、控制裝置工作電源分配單元20組成。
[0007]進(jìn)一步:主/輔三相交流電源交流輸入到降壓?jiǎn)卧狪和2，其輸出送入到主/輔三相交流電源輸入交流參數(shù)檢測(cè)單元3和4，主/輔三相交流電源輸入交流參數(shù)檢測(cè)單元3和4采用微型電流、電壓傳感器，分別采集主/輔三相交流電源的電流、電壓信號(hào)，采集后的信號(hào)送到真有效值處理單元5進(jìn)行處理。
[0008]進(jìn)一步:微處理器單元6接收來自真有效值處理單元5的信號(hào)，經(jīng)運(yùn)算后送到液晶顯示單元8實(shí)時(shí)顯示當(dāng)前三相電源的電流、電壓、頻率數(shù)值。
[0009]進(jìn)一步:微處理器單元6接收來自真有效值處理單元5的信號(hào)，經(jīng)運(yùn)算后如果發(fā)現(xiàn)有過載、缺相、欠壓、過壓信息通過報(bào)警單元9發(fā)出聲光報(bào)警，同時(shí)通過功率驅(qū)動(dòng)單元14對(duì)開關(guān)本體15發(fā)出動(dòng)作指令切換電源及關(guān)斷負(fù)載。
[0010]進(jìn)一步:微處理器單元6與JTAG調(diào)試插口 10相連，用以現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試及編程。
[0011]進(jìn)一步:微處理器單元6與實(shí)時(shí)時(shí)鐘單元13相連，用以顯示當(dāng)前時(shí)間，包括年、月、日、小時(shí)、分鐘、秒。
[0012]進(jìn)一步:微處理器單元6還外接有E2PROM單元10。
[0013]進(jìn)一步:微處理器單元6接收來自消防聯(lián)動(dòng)送來的強(qiáng)制關(guān)斷信號(hào)19，通過功率驅(qū)動(dòng)單元14對(duì)開關(guān)本體15發(fā)出動(dòng)作指令切換電源及關(guān)斷負(fù)載。
[0014]進(jìn)一步:微處理器單元6通過功率驅(qū)動(dòng)單元14與外接發(fā)電機(jī)端子16相連，一方面在市電斷電以后可以自動(dòng)啟動(dòng)發(fā)電機(jī)供電，另一方面用以定時(shí)定期檢查發(fā)電機(jī)的工作狀態(tài)。
[0015]進(jìn)一步:微處理器單元6帶有網(wǎng)絡(luò)通訊單元11，通過網(wǎng)絡(luò)協(xié)議與上位機(jī)通訊，接受來自上位機(jī)的查詢和操作。
[0016]進(jìn)一步:控制裝置工作電源單元18和19分別連接到主輔三相電源，通過控制裝置工作電源分配單元20，提供控制裝置所需的工作電源，保證控制及執(zhí)行、顯示等單元在主輔電源任意一電源斷電后仍能正常工作。
[0017]進(jìn)一步:開關(guān)本體位置反饋裝置17將開關(guān)本體動(dòng)作以后的開關(guān)位置信號(hào)送到微處理器單元6，如果位置反饋信號(hào)出現(xiàn)錯(cuò)誤，微處理器單元6將發(fā)出相應(yīng)指令，充分保證供電的安全和可靠。
[0018]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明有以下有益效果:
[0019]三相智能雙電源無縫自動(dòng)切換裝置采用微處理器控制技術(shù)，電參數(shù)檢測(cè)及運(yùn)算采用真有效值專用芯片，避免了交流參數(shù)測(cè)量的虛假數(shù)據(jù)，提高了控制精度;具有手動(dòng)/自動(dòng)切換功能;具有轉(zhuǎn)換時(shí)間任意設(shè)定;具有過載、欠壓、過壓、頻率變化及開關(guān)本體觸點(diǎn)閉合狀態(tài)檢測(cè)報(bào)警功能;具有消防聯(lián)動(dòng)功能;具有網(wǎng)絡(luò)通訊功能;具有各自獨(dú)立的三相控制器工作電源功能;具有遠(yuǎn)程控制常備型發(fā)電機(jī)功能;具有液晶背光控制功能。
【附圖說明】

[0020]圖1三相智能雙電源無縫自動(dòng)切換裝置總體框圖
[0021]圖2三相智能雙電源無縫自動(dòng)切換裝置控制器與開關(guān)本體連接示意圖
[0022]圖3三相智能雙電源無縫自動(dòng)切換裝置控制器面板
[0023]圖4三相智能雙電源無縫自動(dòng)切換裝置控制器軟件流程圖。
[0024]附圖標(biāo)識(shí)說明:
[0025]1、主三相交流電源輸入降壓?jiǎn)卧?2、輔助三相交流電源輸入降壓?jiǎn)卧?br>[0026]3、交流參數(shù)檢測(cè)單元;4、交流參數(shù)檢測(cè)單元;5、真有效值處理單元;6、微處理器單元;7、鍵盤單元;8、液晶顯示單元;9、報(bào)警單元；10、JTAG調(diào)試插口 ； 11、網(wǎng)絡(luò)通訊單元；12、E2PROM單元；13、實(shí)時(shí)時(shí)鐘單元；14、功率驅(qū)動(dòng)單元；15、開關(guān)本體；16、外接發(fā)電機(jī)端子；18、控制裝置工作電源單元；19、控制裝置工作電源單元;20、工作電源分配單元;21、消防聯(lián)動(dòng)輸入;200、控制裝置;201、開關(guān)本體;202、開關(guān)本體位置反饋裝置;203、開關(guān)本體位置反饋裝置;204、連接電纜204; 205、主交流電源輸入接線端子座;206、輔助交流電源輸入;207、交流輸出端子座、208、主交流電源控制開關(guān);209、輔助交流電源控制開關(guān)。
【具體實(shí)施方式】
[0027]下面結(jié)合圖對(duì)本發(fā)明發(fā)明的實(shí)施作進(jìn)一步闡述。
[0028]圖1是三相智能雙電源無縫自動(dòng)切換裝置總體框圖，主/輔三相交流電源輸入降壓?jiǎn)卧狪和2，經(jīng)過降壓?jiǎn)卧狪和2將輸入交流高電壓變?yōu)榈碗妷海腿虢涣鲄?shù)檢測(cè)單元3和4，交流參數(shù)檢測(cè)單元3和4中采用微型電流/電壓傳感器，分別采集主/輔三相交流電源的電流、電壓信號(hào)，采集后的信號(hào)送到真有效值處理單元5進(jìn)行處理;微處理器單元6接收來自真有效值處理單元5的信號(hào)，經(jīng)運(yùn)算后送到液晶顯示單元8實(shí)時(shí)顯示當(dāng)前三相電源的電流、電壓、頻率數(shù)值;微處理器單元6接收來自真有效值處理單元5的信號(hào)，經(jīng)運(yùn)算后如果發(fā)現(xiàn)有過載、缺相、欠壓、過壓信息時(shí)，一方面發(fā)出指令通過報(bào)警單元9發(fā)出聲光報(bào)警，另一方面發(fā)出指令給功率驅(qū)動(dòng)單元14，功率驅(qū)動(dòng)單元14輸出經(jīng)功率放大的驅(qū)動(dòng)信號(hào)給開關(guān)本體15，開關(guān)本體15動(dòng)作，開啟或關(guān)閉相應(yīng)開關(guān)通道，實(shí)現(xiàn)主/輔電源切換或關(guān)斷負(fù)載;微處理器單元6當(dāng)接收到來自消防聯(lián)動(dòng)輸入19送來的強(qiáng)制關(guān)斷信號(hào)后，立即發(fā)出控制指令給功率驅(qū)動(dòng)單元14，對(duì)開關(guān)本體15實(shí)行切換電源及關(guān)斷負(fù)載;開關(guān)本體位置反饋裝置17，將開關(guān)本體動(dòng)作以后的開關(guān)位置信號(hào)送到微處理器單元6，如果位置反饋裝置反饋的信號(hào)出現(xiàn)錯(cuò)誤，微處理器單元6將發(fā)出指令，通過報(bào)警單元9發(fā)出聲光報(bào)警，提醒通知相關(guān)人員，充分保證供電的安全和可靠。
[0029]微處理器單元6通過功率驅(qū)動(dòng)單元14與外接發(fā)電機(jī)端子16相連，當(dāng)微處理器單元6檢測(cè)到市電斷電以后，立即發(fā)出指令通過功率驅(qū)動(dòng)單元14輸出控制信號(hào)給外接發(fā)電機(jī)，自動(dòng)啟動(dòng)發(fā)電機(jī)供電，另一方面用以定時(shí)定期檢查發(fā)電機(jī)的工作狀態(tài)，此時(shí)只需要通過鍵盤7輸入一個(gè)命令就可以啟動(dòng)外接發(fā)電機(jī)。
[0030]控制裝置工作電源單元18和19用于為控制裝置中各單元電路提供直流工作電壓，主/輔三相電源分別輸入到控制裝置工作電源單元18和19，在這兩個(gè)電源單元中安裝有兩個(gè)三相同步變壓器，經(jīng)整流濾波后輸出直流電壓給控制裝置工作電源分配單元20，微處理器單元6在判斷輸入電源是主交流電源輸入還是輔助交流電源輸入后，控制工作電源分配單元20開啟相應(yīng)通路，為控制裝置中各單元電路提供所需的工作電源，保證控制及執(zhí)行、顯示等單元在主輔電源任意一電源斷電后仍能正常工作。
[0031 ] 微處理器單元6與JTAG調(diào)試插口 10相連，用以現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試及編程。
[0032]微處理器單元6與實(shí)時(shí)時(shí)鐘單元13相連，用以顯示當(dāng)前時(shí)間，包括年、月、日、小時(shí)、分鐘、秒。
[0033]微處理器單元6還外接有E2PROM單元12，用于存儲(chǔ)輸入交流電源的電壓、電流、頻率及報(bào)警參數(shù)、時(shí)間等。
[0034]微處理器單元6帶有網(wǎng)絡(luò)通訊單元11，通過網(wǎng)絡(luò)協(xié)議與上位機(jī)通訊，接受來自上位機(jī)的查詢和操作。
[0035]圖2是三相智能雙電源無縫自動(dòng)切換裝置控制器與開關(guān)本體連接示意圖，圖中控制裝置200通過連接電纜204與開關(guān)本體201連接，在開關(guān)本體201上面安裝有主交流電源輸入接線端子座205、輔助交流電源輸入座206及交流輸出端子座207，在開關(guān)本體201側(cè)面安裝有開關(guān)本體位置反饋裝置202和203。
[0036]在開關(guān)本體201上面還安裝有主交流電源控制開關(guān)208;輔助交流電源控制開關(guān)209，控制裝置200通過連接電纜204對(duì)主交流電源控制開關(guān)208和輔助交流電源控制開關(guān)209的開關(guān)狀態(tài)實(shí)行控制。
[0037]圖3是三相智能雙電源無縫自動(dòng)切換裝置控制器面板，在面板圖中可以看到顯示器屏幕上顯示有當(dāng)前三相電源的參數(shù)及實(shí)時(shí)時(shí)間，在屏幕左方顯示當(dāng)前開關(guān)本體是接通主電源還是接通輔助電源的開關(guān)狀態(tài)圖標(biāo)；面板上有5個(gè)LED指示燈，“運(yùn)行”指示采用藍(lán)色LED，一秒閃爍一次，表示控制器工作狀態(tài)?！癆電源”采用紅色LED，當(dāng)系統(tǒng)處于主電源供電時(shí)發(fā)光；“B電源”采用綠色LED，當(dāng)系統(tǒng)處于輔助電源供電時(shí)發(fā)光；“報(bào)警指示”采用紅色LED，當(dāng)系統(tǒng)出現(xiàn)過壓、欠壓、過流、頻率超標(biāo)時(shí)發(fā)光，并同時(shí)發(fā)出警報(bào)聲響；“切換失敗”采用紅色LED，當(dāng)開關(guān)本體切換機(jī)構(gòu)出現(xiàn)問題時(shí)發(fā)光，并同時(shí)發(fā)出警報(bào)聲響;面板上有7個(gè)按鍵，通過操作這7個(gè)按鍵來設(shè)置各種需要設(shè)置的參數(shù)。
[0038]圖4是三相智能雙電源無縫自動(dòng)切換裝置控制器軟件流程圖。采用C語(yǔ)言編寫，在此就不予以詳細(xì)闡述。
[0039]本說明書未作詳細(xì)描述的內(nèi)容屬于本領(lǐng)域技術(shù)人員公知的現(xiàn)有技術(shù)，雖然本發(fā)明己通過有關(guān)的實(shí)施案例進(jìn)行了圖示和描述，但是，本專業(yè)技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)了解，在權(quán)利要求書的范圍內(nèi)，可作形式和細(xì)節(jié)上的各種各樣變化，因此本發(fā)明的保護(hù)范圍當(dāng)以權(quán)利要求書為準(zhǔn)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種三相智能雙電源無縫自動(dòng)切換裝置，其特征在于:有主三相交流電源輸入降壓?jiǎn)卧?1)、輔三相交流電源輸入降壓?jiǎn)卧?2)、主三相交流電源交流參數(shù)檢測(cè)單元(3)、輔三相交流電源交流參數(shù)檢測(cè)單元(4)、真有效值處理單元(5)、微處理器單元(6)、鍵盤輸入單元(7)、液晶顯示單元(8)、報(bào)警單元(9)、JTAG調(diào)試插口(10)、網(wǎng)絡(luò)通訊單元(11)、E2PR0M單元(12)、實(shí)時(shí)時(shí)鐘單元(13)、功率驅(qū)動(dòng)單元(14)、開關(guān)本體(15)、外接發(fā)電機(jī)端子(16)、開關(guān)本體位置反饋裝置(17)、控制裝置工作電源單元(18)和(19)、控制裝置工作電源分配單元(20)組成;主三相交流電源輸入降壓?jiǎn)卧?I )，其輸出送入到主三相交流電源輸入交流參數(shù)檢測(cè)單元(3)，輔三相交流電源輸入降壓?jiǎn)卧?2)其輸出送入到輔三相交流電源交流參數(shù)檢測(cè)單元(4)，主三相交流電源交流參數(shù)檢測(cè)單元(3)及輔三相交流電源交流參數(shù)檢測(cè)單元(4)均采用微型電流、電壓傳感器，分別采集主/輔三相交流電源的電流、電壓信號(hào)，采集后的信號(hào)送到真有效值處理單元5進(jìn)行處理；微處理器單元(6)接收來自真有效值處理單元(5)的信號(hào)，經(jīng)運(yùn)算后送到液晶顯示單元8實(shí)時(shí)顯示當(dāng)前三相電源的電流、電壓、頻率數(shù)值；微處理器單元(6)接收來自真有效值處理單元(5)的信號(hào)，經(jīng)運(yùn)算后如果發(fā)現(xiàn)有過載、缺相、欠壓、過壓信息通過報(bào)警單元(9)發(fā)出聲光報(bào)警，同時(shí)通過功率驅(qū)動(dòng)單元(14)對(duì)開關(guān)本體(15)發(fā)出動(dòng)作指令切換電源及關(guān)斷負(fù)載;微處理器單元(6)與JTAG調(diào)試插口(10)相連，用以現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試及編程;微處理器單元(6)與實(shí)時(shí)時(shí)鐘單元(13)相連，用以顯示當(dāng)前時(shí)間，包括年、月、日、小時(shí)、分鐘、秒;微處理器單元(6)還外接有E2PROM單元(10);微處理器單元(6)接收來自消防聯(lián)動(dòng)送來的強(qiáng)制關(guān)斷信號(hào)(19)，通過功率驅(qū)動(dòng)單元(14)對(duì)開關(guān)本體(15)發(fā)出動(dòng)作指令切換電源及關(guān)斷負(fù)載;微處理器單元(6)通過功率驅(qū)動(dòng)單元(14)與外接發(fā)電機(jī)端子(16)相連，一方面在市電斷電以后可以自動(dòng)啟動(dòng)發(fā)電機(jī)供電，另一方面用以定時(shí)定期檢查發(fā)電機(jī)的工作狀態(tài);微處理器單元(6)帶有網(wǎng)絡(luò)通訊單元11，通過網(wǎng)絡(luò)協(xié)議與上位機(jī)通訊，接受來自上位機(jī)的查詢和操作;控制裝置工作電源單元(18)和(19)分別連接到主/輔三相電源，通過控制裝置工作電源分配單元(20)提供控制裝置所需的工作電源，保證控制及執(zhí)行、顯示各單元在主/輔電源任意一電源斷電后仍能正常工作;開關(guān)本體位置反饋裝置(17)將開關(guān)本體動(dòng)作以后的開關(guān)位置信號(hào)送到微處理器單元(6)，如果位置反饋信號(hào)出現(xiàn)錯(cuò)誤，微處理器單元(6)將發(fā)出相應(yīng)指令，通過報(bào)警單元(9)發(fā)出聲光報(bào)警，提醒通知相關(guān)人員，充分保證供電的安全和可靠。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種三相智能雙電源無縫自動(dòng)切換裝置，其特征在于:所述的對(duì)于交流電壓、電流信號(hào)的處理采用了真有效值處理技術(shù)，真有效值處理技術(shù)采用了真有效值芯片LTC1966。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種三相智能雙電源無縫自動(dòng)切換裝置，其特征在于:所述的控制裝置工作電源單元(18)和(19)分別各采用了一個(gè)三相交流同步變壓器，通過整流、濾波后為系統(tǒng)提供工作電源。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種三相智能雙電源無縫自動(dòng)切換裝置，其特征在于:三相智能雙電源無縫自動(dòng)切換裝置是有開關(guān)本體和控制裝置兩部分組成，控制裝置與開關(guān)本體用電纜相連。
【文檔編號(hào)】H02J9/06GK205725135SQ201620196112
【公開日】2016年11月23日
【申請(qǐng)日】2016年3月15日
【發(fā)明人】陳軍, 馮偉, 楊波
【申請(qǐng)人】重慶瑞升康博電氣有限公司