CN103701200A

CN103701200A - 一种自动转换开关电器的电源选择模块

Info

Publication number: CN103701200A
Application number: CN201310746686.4A
Authority: CN
Inventors: 张凌华; 娄建琴; 熊艳; 刘建军; 孔令辉; ***
Original assignee: Schneider Wingoal Tianjin Electric Equipment Co Ltd
Current assignee: Schneider Wingoal Tianjin Electric Equipment Co Ltd
Priority date: 2013-12-25
Filing date: 2013-12-25
Publication date: 2014-04-02

Abstract

一种自动转换开关电器的电源选择模块。其包括：第一执行开关KM1、第二执行开关KM2、微处理器电路、主电采样电路、备电采样电路、主电控制电路、备电控制电路、第一反馈电路和第二反馈电路；本发明具有如下优点：使用接触器作为转换器件可以承载大电流，接触器灭弧性好，不容易损坏。由微处理器控制接触器动作可以避免电压不稳时的抖动，还可以通过软件实现复杂逻辑，可扩展性强。两个接触器的控制回路分别串入对方的常闭触点，增加了电气联锁，这样就避免了两路电源短路的风险。微处理器可判断接触器的合分状态。选电时微处理器发出断开命令后只要收到位置反馈信号就能立刻发出闭合命令，不需要加入延时，节省了转换时间。

Description

一种自动转换开关电器的电源选择模块

技术领域

本发明属于自动转换开关技术领域，特别是涉及一种自动转换开关电器的电源选择模块。

背景技术

在一些对供电连续性要求较高的行业，如石油化工、冶金、电信、医院等，一旦断电会造成较大损失，因此此类场合通常采用电源自动转换开关进行切换。

自动转换开关电器是配电***的重要组成部分，其输入端接入供电***的常用电源和备用电源，输出端和负载相连，可在两路电源间自动切换，从而保证了负载供电的连续性。

自动转换开关电器的转换过程需要机械力驱动转换机构，机械力一般由电动机、电磁铁、储能电机等驱动器件通过电能转化而来。为这些器件提供电能的模块叫电源选择模块。所以电源选择模块是否能可靠工作是自动转换开关电器稳定工作的前提。

电源选择模块常采用常备电源自动选电和第三方供电两种方式，以常备电源自动选电为主。

图1为已有技术中自动转换开关电器的电源选择模块的原理图，其中：以一个双刀双掷继电器J为转换器件。继电器J常闭节点3与备电源A相连接、常闭节点4与备电源B相连接，继电器J常开节点5与主电源A相连接、常开节点6与主电源的B相连接，两个公共端输出选中电源的A相和B相。主电源正常时继电器J得电，常开节点闭合，默认选中主电源。主电源故障时继电器失电，常闭节点闭合，选中备电源。

缺点：

1）继电器触点容量小，不能承受大电流。多触点共用一个腔体，灭弧性能不好。电气间隙小，相间容易被击穿造成短路。实际应用中很多自动转换开关电器故障都是由于选电继电器损坏引起的。

2）当电压不稳时继电器抖动，使电动机或电动操作机构不能正常工作，造成切换失败。

3）如果继电器的一路触头损坏，可能造成电动机或电动操作机构烧毁。

发明内容

为了解决上述问题，本发明的目的在于提供一种自动转换开关电器的电源选择模块。

为了达到上述目的，本发明提供的自动转换开关电器的电源选择模块包括：第一执行开关KM1、第二执行开关KM2、微处理器电路、主电采样电路、备电采样电路、主电控制电路、备电控制电路、第一反馈电路和第二反馈电路；其中：第一执行开关KM1的输入端与主电源相连接，第二执行开关KM2的输入端与备电源相连接，第一执行开关KM1和第二执行开关KM2的输出端均与输出电源端相连接；

微处理器电路为本装置的控制核心，其分别与主电采样电路、备电采样电路、主电控制电路、备电控制电路、第一反馈电路和第二反馈电路相连接，用于控制上述各部件工作，以实现两路电源间的选择；

主电采样电路为模拟电压输入采样电路，其与主电源相连接，用于监测主电源的电压值；

备电采样电路为模拟电压输入采样电路，其与备电源相连接，用于监测备电源的电压值；

主电控制电路为第一执行开关KM1输出控制电路，其与第一执行开关KM1的电磁线圈相连接，用于控制第一执行开关KM1动作；

备电控制电路为第二执行开关KM2输出控制电路，其与第二执行开关KM2的电磁线圈相连接，用于控制第二执行开关KM2动作；

第一反馈电路为第一执行开关KM1状态监测电路，其与第一执行开关KM1的状态输出接点相连接，用于采集第一执行开关KM1的状态信号；

第二反馈电路为第二执行开关KM2状态监测电路，其与第二执行开关KM2的状态输出接点相连接，用于采集第二执行开关KM2的状态信号。

所述的微处理器电路由以pic24fj256GA110微处理器为核心的电路构成。

所述的第一执行开关KM1和第二执行开关KM2均为LP4K0601接触器。

所述的第一执行开关KM1和第二执行开关KM2的控制回路之间设有电器互锁控制回路HS。

自动转换开关电器的电源选择模块具有如下优点：

1.使用接触器作为转换器件可以承载大电流，接触器灭弧性好，不容易损坏。

2.由微处理器控制接触器动作可以避免电压不稳时的抖动，还可以通过软件实现复杂逻辑，可扩展性强。

3.两个接触器的控制回路分别串入对方的常闭触点，增加了电气联锁，这样就避免了两路电源短路的风险。

4.微处理器可判断接触器的合分状态。选电时微处理器发出断开命令后只要收到位置反馈信号就能立刻发出闭合命令，不需要加入延时，节省了转换时间。微处理器可以通过指示灯把电源的选择状态告知用户，当接触器损坏或线路故障时还能发出声光报警，便于维修。

附图说明

图1为已有技术中自动转换开关电器的电源选择模块的原理图。

图2为本发明提供的自动转换开关电器的电源选择模块的电路框图。

图3为本发明提供的自动转换开关电器的电源选择模块中采样电路原理框图。

图4为本发明提供的自动转换开关电器的电源选择模块中采样电路的选电执行电路的原理图。

图5为本发明提供的自动转换开关电器的电源选择模块中采样电路的反馈电路原理图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明提供的自动转换开关电器的电源选择模块进行详细说明。

如图2所示，本发明提供的自动转换开关电器的电源选择模块包括：第一执行开关KM1、第二执行开关KM2、微处理器电路10、主电采样电路11、备电采样电路12、主电控制电路13、备电控制电路14、第一反馈电路15和第二反馈电路16；其中：第一执行开关KM1的输入端与主电源相连接，第二执行开关KM2的输入端与备电源相连接，第一执行开关KM1和第二执行开关KM2的输出端均与输出电源端相连接；

微处理器电路10为本装置的控制核心，其分别与主电采样电路11、备电采样电路12、主电控制电路13、备电控制电路14、第一反馈电路15和第二反馈电路16相连接，用于控制上述各部件工作，以实现两路电源间的选择；

主电采样电路11为模拟电压输入采样电路，其与主电源相连接，用于监测主电源的电压值；

备电采样电路12为模拟电压输入采样电路，其与备电源相连接，用于监测备电源的电压值；

主电控制电路13为第一执行开关KM1输出控制电路，其与第一执行开关KM1的电磁线圈相连接，用于控制第一执行开关KM1动作；

备电控制电路14为第二执行开关KM2输出控制电路，其与第二执行开关KM2的电磁线圈相连接，用于控制第二执行开关KM2动作；

第一反馈电路15为第一执行开关KM1状态监测电路，其与第一执行开关KM1的状态输出接点相连接，用于采集第一执行开关KM1的状态信号；

第二反馈电路16为第二执行开关KM2状态监测电路，其与第二执行开关KM2的状态输出接点相连接，用于采集第二执行开关KM2的状态信号。

所述的微处理器电路10由以pic24fj256GA110微处理器为核心的电路构成。

图3为主电采样电路11和备电采样电路12的电路原理图，通过此电路处理器实时采集主备两路电源的电压值，判断电源是否处于正常状态。

图4为选电执行部分，即主电控制电路13和备电控制电路14的电路原理图，其中：微处理器电路10通过IO1和IO2端口发命令控制第一执行开关KM1和第二执行开关KM2的合分；第一执行开关KM1两组常开触点的输入端与主电源的A相、B相连接；第二执行开关KM2两组常开触点的输入端与备电源的A相、B相连接，第一执行开关KM1和第二执行开关KM2输出端并联在一起，为输出电源；微处理器电路10通过采样电路判断两路电源的状态，如图2、图4所示，当主电源正常时微处理器电路10发命令断开第二执行开关KM2闭合第一执行开关KM1，输出端A、B与主电源相连；当主电源故障时微处理器电路10发命令断开第一执行开关KM1闭合第二执行开关KM2，输出端A、B与备电源相连。因为执行开关的合分命令来源是微处理器电路10，如果微处理器电路10损坏或受到干扰可能会同时发出第一执行开关KM1、第二执行开关KM2闭合命令，有可能造成两路电源短路；为了避免这种情况发生，两个执行开关的控制回路分别串入对方的常闭触点，增加了电气联锁回路HS，即只有一个执行开关处在断开状态时另一个执行开关才能闭合，这样就避免了两路电源短路的风险；因为执行开关的触点容量大，灭弧性好，所以在频繁转换或过压时不容易损坏；由微处理器电路10控制执行开关动作可以避免电压不稳时的抖动，还可以通过软件实现复杂逻辑，可扩展性强。此电路在输出电源端A、B还能引入第三方电源。

图5为第一反馈电路15和第二反馈电路16的电路原理图，采用图4电路选电的顺序是先断开一个执行开关，再闭合另一个执行开关；如图2、图4、图5所示，为了确保闭合第二个执行开关前第一个执行开关已经断开，微处理器电路10须在发出断开命令后加入一定的延时，然后再发闭合命令。由于执行开关的个体差异，分断时间不同，加入的延时需要足够大才能适应所有的执行开关，这样双电源的转换时间就会变慢。如果执行开关损坏，微处理器电路10发出合或分命令后执行开关并不能执行相应动作，电动机或电动操作机构就不能得到正确的电源，造成电源转换失败，现场寻找故障点难度会很大。图4利用了执行开关自身的常开触点构成了一个位置反馈电路。执行开关断开时常开触点断开，24V直流电不流经光耦，所以反馈电路的IO3或IO4端口输出的是高电平，表示执行开关未闭合。执行开关闭合后常开节点闭合，光耦导通，IO3或IO4由高电平变为低电平，表示执行开关闭合。微处理器电路10可通过反馈电路的IO3或IO4端口输出的电平判断执行开关的合分状态。选电时微处理器电路10发出断开命令后只要收到位置反馈信号就能立刻发出闭合命令，不需要加入延时，节省了转换时间。微处理器电路10可以通过指示灯把电源的选择状态告知用户，当执行开关损坏或线路故障时还能发出声光报警，便于维修。

Claims

1.一种自动转换开关电器的电源选择模块，其特征在于：其包括：第一执行开关KM1、第二执行开关KM2、微处理器电路（10）、主电采样电路（11）、备电采样电路（12）、主电控制电路（13）、备电控制电路（14）、第一反馈电路（15）和第二反馈电路（16）；其中：第一执行开关KM1的输入端与主电源相连接，第二执行开关KM2的输入端与备电源相连接，第一执行开关KM1和第二执行开关KM2的输出端均与输出电源端相连接；

微处理器电路（10）为本装置的控制核心，其分别与主电采样电路（11）、备电采样电路（12）、主电控制电路（13）、备电控制电路（14）、第一反馈电路（15）和第二反馈电路（16）相连接，用于控制上述各部件工作，以实现两路电源间的选择；

主电采样电路（11）为模拟电压输入采样电路，其与主电源相连接，用于监测主电源的电压值；

备电采样电路（12）为模拟电压输入采样电路，其与备电源相连接，用于监测备电源的电压值；

主电控制电路（13）为第一执行开关KM1输出控制电路，其与第一执行开关KM1的电磁线圈相连接，用于控制第一执行开关KM1动作；

备电控制电路（14）为第二执行开关KM2输出控制电路，其与第二执行开关KM2的电磁线圈相连接，用于控制第二执行开关KM2动作；

第一反馈电路（15）为第一执行开关KM1状态监测电路，其与第一执行开关KM1的状态输出接点相连接，用于采集第一执行开关KM1的状态信号；

第二反馈电路（16）为第二执行开关KM2状态监测电路，其与第二执行开关KM2的状态输出接点相连接，用于采集第二执行开关KM2的状态信号。

2.根据权利要求1所述的自动转换开关电器的电源选择模块，其特征在于：所述的微处理器电路（10）由以pic24fj256GA110微处理器为核心的电路构成。

3.根据权利要求1所述的自动转换开关电器的电源选择模块，其特征在于：所述的第一执行开关KM1和第二执行开关KM2均为LP4K0601接触器。

4.根据权利要求1所述的自动转换开关电器的电源选择模块，其特征在于：所述的第一执行开关KM1和第二执行开关KM2的控制回路之间设有电器互锁控制回路HS。