專利名稱：復(fù)合開關(guān)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種用于切換電力電容器的復(fù)合開關(guān)。
背景技術(shù)：
由于交流電的電壓與電流之間有相位差，當(dāng)功率因數(shù)不等于1時，電路中發(fā)生能量交換就會出現(xiàn)無功功率，導(dǎo)致供電設(shè)備的容量不足、增加線路及供電設(shè)備的功率損耗，因此為了提高功率因素，常用的方法是在線路上并聯(lián)電力電容。目前多采用交流接觸器將電力電容與供電線路投切，但是現(xiàn)有的交流接觸器在投切過程中在開關(guān)部位以及電線連接部位會產(chǎn)生電弧并引起涌流，可能會導(dǎo)致電容器的擊穿及開關(guān)燒毀。

發(fā)明內(nèi)容
本實用新型的目的在于提供一種復(fù)合開關(guān)，能夠有效的解決電力電容投切過程中在開關(guān)部位以及電線連接部位所產(chǎn)生的電弧及涌流。
本實用新型是這樣來實現(xiàn)上述目的的復(fù)合開關(guān)，其特征在于包括主控電路、電源電路、可控硅投切電路、接觸器投切電路和控制輸入電路，主控電路分別與電源電路、可控硅投切電路、接觸器投切電路和控制輸入電路連接；可控硅投切電路、接觸器投切電路串聯(lián)在三相線及電力電容器之間；接觸器投切電路的接觸器的開關(guān)部分可分為主開關(guān)組和副開關(guān)組，副開關(guān)組的每個開關(guān)串聯(lián)電阻后分別與主開關(guān)組的相應(yīng)開關(guān)并聯(lián)。
本實用新型的有益效果是復(fù)合開關(guān)的投切過程為先通過主控電路控制可控硅投切電路進行投切，將電力電容組與三相線連通，然后主控電路控制接觸器投切電路進行投切，這樣，接觸器的開關(guān)在投切過程時電路已經(jīng)通過可控硅投切電路連通，開關(guān)閉合不產(chǎn)生涌流、開斷不產(chǎn)生電弧，同時也避免了產(chǎn)生涌流對電容器的沖擊；而且接觸器設(shè)有副開關(guān)組，在主開關(guān)組閉合前先閉合，由于串聯(lián)有限流電阻，可減少因異常電網(wǎng)干擾導(dǎo)致可控硅過零觸發(fā)狀態(tài)不穩(wěn)定時接觸器閉合產(chǎn)生瞬間大電流，延長了復(fù)合開關(guān)的壽命，確保投切過程的安全性。
以下結(jié)合附圖和實施例對本實用新型進一步說明

圖1是本實用新型的原理框圖；圖2是本實用新型的電路原理圖(圖2包括圖2-1、圖2-2)。
具體實施方式
參照圖1、圖2，復(fù)合開關(guān)，包括主控電路U1、電源電路U2、可控硅投切電路U3、接觸器投切電路U4、控制輸入電路U5，電容放電電路U6、缺相保護電路U8和看門狗電路U7。
以下詳細(xì)描述各電路的組成及連接1、主控電路U1，包括微處理器IC1、運算放大器IC3B、三極管T3、T4及其外圍元件。微處理器為型號PIC16F628A的單片機，運算放大器IC3B為型號LM358運算集成電路IC3的一個，運算放大器IC3B與外圍元件組成電壓比較器U11，三極管T3，T4組成開關(guān)電路U12，微處理器IC1的一個I/O輸出端第17腳依次與電壓比較器U11和開關(guān)電路U12連接，還有一個I/O端第10腳經(jīng)電阻R24與三極管T3的基極連接。開關(guān)電路U12的輸出端OPT1、OPT2與可控硅投切電路U3相應(yīng)輸入端OPT1、OPT2連接。
2、可控硅投切電路U3包括兩組相同的可控硅投切子電路U31、U32，子電路U31或U32主要由一對光電耦合器O1、O2或O3、O4一對雙向可控硅SCR1、SCR2或SCR3、SCR4及其外圍元件組成。子電路U31或U32的一對雙向可控硅SCR1、SCR2或SCR3、SCR4的主電極串聯(lián)后兩端分別連接三相線的A相或C相輸入端以及相應(yīng)該相的電力電容器CA或CB連接。子電路U31、U32的光電耦合器O1、O2、O3、O4的輸入端串聯(lián)后與主控電路U1的開關(guān)電路U12輸出端OPT1、OPT2連接，輸出端與相應(yīng)雙向可控硅SCR1、SCR2、SCR3、SCR4的觸發(fā)端連接。
3、接觸器投切電路U4包括繼電器RELAY3、三極管T1、接觸器K1和外圍元件，三極管T1的基極串聯(lián)電阻R6后與主控電路U1相連，三極管T1的發(fā)射極與電源負(fù)極連接；三極管T1的集電極與繼電器RELAY3的輸入端連接，繼電器RELAY3的另一輸入端與電源正極連接；繼電器RELAY3的輸出端分別與接觸器K1的繼電部分以及三相線中的A相連接；接觸器K1的開關(guān)部分的其中兩個輸入端與可控硅投切電路U3連接，另外一個輸入端與三相線的一相B接，開關(guān)部分的輸出端分別與電力電容器CA、CB、CC連接。為了防止可控硅投切電路U3失效后導(dǎo)致接觸器K1投切產(chǎn)生過大沖擊電流，接觸器K1的開關(guān)部分可分為主開關(guān)組和副開關(guān)組，副開關(guān)組的每個開關(guān)串聯(lián)電阻后分別與主開關(guān)組的相應(yīng)開關(guān)并聯(lián)，在主開關(guān)組投切前，副開關(guān)組先投切。
4、控制輸入電路U5包括光電耦合器O5，光電耦合器O5的輸入端串聯(lián)電阻R25后與控制信號連接，光電耦合器O5的輸出端串聯(lián)電阻R9后與主控電路U1連接。
5、電容放電電路U6主要作用是由于電力電容器在投入前可能會存有電量，出于安全的考慮，一般要求電力電容器在投入時的電壓不高于50V，因此電力電容器在切入前通過該電路進行加快放電以縮短復(fù)合開關(guān)再次投入的等待時間，提高響應(yīng)速度。其主要由三極管T2、兩個繼電器RELAY1、RELAY2及外圍元件組成，三極管T2的基極串聯(lián)電阻后R7與運算放大器IC3B的輸出端相連，發(fā)射極與電源負(fù)極連接，集電極與兩個繼電器的RELAY1、RELAY2一輸入端連接；兩個繼電器RELAY1、RELAY2另一輸入端與電源正極連接；繼電器RELAY1的一輸出端串聯(lián)電阻R45后與電力電容器的CA連接，另一輸出端連接電力電容器的CB；繼電器RELAY2的一輸出端串聯(lián)電阻R46后與電力電容器的CC連接，另一輸出端連接電力電容器的CB。
6、缺相保護電路U8是A、C相線出現(xiàn)缺相時能立刻控制系統(tǒng)做出反應(yīng)按正常順序切斷電力電容器CA、CB、CC的連接，配合IC1在上電和斷電恢復(fù)后先將電容放電再進行投切動作的程式功能防止系統(tǒng)振蕩以及實現(xiàn)A、C相缺相保護，主要由LM358運算集成電路IC3的另一個運算放大器IC3B及其外圍元件組成的電壓比較器，電壓比較器的反相輸入端與電源電路U2連接，其輸出端通過一電阻與微處理器的I/O端第7腳連接。
7、看門狗電路U7是防止微處理器IC1死機而設(shè)定的，主要由555時基電路IC2及外圍元件組成振蕩器，其輸出端與微處理器IC1的復(fù)位端4腳連接，一旦微處理器IC1出現(xiàn)死機，看門狗電路U7發(fā)出復(fù)位信號讓微處理器IC1復(fù)位。
復(fù)合開關(guān)的工作過程如下1、復(fù)合開關(guān)的投入，微處理器IC1經(jīng)控制輸入電路U5獲得投入控制信號后，第10腳輸出信號導(dǎo)通三極管T3，驅(qū)動光電耦合器O1、O2、O3、O4，使雙向可控硅SCR1、SCR2、SCR3、SCR4連通，將三相線A、C相也通過可控硅投切電路U3與電力電容器CA、CC相連。然后，微處理器IC1的第9腳輸出信號，觸發(fā)接觸器投切電路U4三極管T1導(dǎo)通，繼電器RELAY3吸合，三相線A、B、C相通過接觸器K1的開關(guān)與電力電容器CA、CB、CC連通，由于在此之前電力電容器CA、CC已經(jīng)通過可控硅投切電路U3與三相線連接，此時接觸器K1開關(guān)閉合不會產(chǎn)生涌流。最后微處理器IC1切斷三極管T3的信號，雙向可控硅SCR1、SCR2、SCR3、SCR4關(guān)閉，完成了接觸器的無涌流閉合，使三相線中A、B、C與電力電容器CA、CB、CC的連通。
2、復(fù)合開關(guān)的切出，控制信號經(jīng)控制電路U5輸入端輸入，經(jīng)光電耦合器O5后給微處理器IC1一個切出信號，三極管T3基極變?yōu)楦唠娖蕉鴮?dǎo)通，可控硅投切電路U3的光電耦合器O1、O2、O3、O4同時導(dǎo)通，光電耦合器O1、O2、O3、O4的輸出端觸發(fā)雙向可控硅SCR1、SCR2、SCR3、SCR4導(dǎo)通，這時電力電容器CA、CC通過可控硅投切電路U3與三相線的A、C相連接。然后，微處理器IC1的第9腳輸出信號，觸發(fā)接觸器投切電路U4三極管T1關(guān)閉，繼電器RELAY3斷開，切斷三相線A、B、C相通過接觸器K1的開關(guān)與電力電容器CA、CB、CC的連通，由于在此之前電力電容器CA、CC已經(jīng)通過可控硅投切電路U3與三相線連接，因此接觸器K1的開關(guān)斷開過程中不會產(chǎn)生電弧。最后，微處理器IC1的10腳輸出低電平三極管T3關(guān)閉，光電耦合器關(guān)閉，雙向可控硅也關(guān)閉，這樣三相線A、B、C相與電力電容器CA、CB、CC斷開。接著微處理器的17腳輸出高電平給運算放大器IC3B，運算放大器IC3B輸出相應(yīng)控制信號，該信號觸發(fā)三極管T4以及電容放電電路U6的三極管T2，繼電器RELAY1、RELAY2通電吸合，電力電容器CA、CB、CC通過電阻R45、R46、繼電器RELAY1、RELAY2開關(guān)通放電。此時由于三極管T4導(dǎo)通，三極管T3的基極依然維持低電平而關(guān)閉。當(dāng)電容C18放電完成后，運算放大器IC3B輸出低電平，三極管T2、T4關(guān)閉，電容放電電路U6同時關(guān)閉。
3、復(fù)合開關(guān)的缺相保護，當(dāng)三相線的A或C相的出現(xiàn)缺相，電源電路U2斷電，這時運算放大器IC3A輸出高電平到微處理器IC1，微處理器IC1則相應(yīng)的驅(qū)動可控硅投切電路U3及接觸器投切電路U4完成復(fù)合開關(guān)切出時的相同動作，確保接觸器K1的正常切出。
權(quán)利要求1.復(fù)合開關(guān)，其特征在于包括主控電路(U1)、電源電路(U2)、可控硅投切電路(U3)、接觸器投切電路(U4)和控制輸入電路(U5)；主控電路(U1)分別與電源電路(U2)、可控硅投切電路(U3)、接觸器投切電路(U4)和控制輸入電路(U5)連接；可控硅投切電路(U3)、接觸器投切電路(U4)串聯(lián)在三相線(A，B，C)及電力電容器(CA，CB，CC)之間；接觸器投切電路(U4)的接觸器(K1)的開關(guān)部分可分為主開關(guān)組和副開關(guān)組，副開關(guān)組的每個開關(guān)串聯(lián)電阻后分別與主開關(guān)組的相應(yīng)開關(guān)并聯(lián)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的復(fù)合開關(guān)，其特征在于所述主控電路(U1)連接有電容放電電路(U6)，所述電容放電電路(U6)主要由三極管(T2)、兩個繼電器(RELAY1，RELAY2)及外圍元件組成，三極管(T2)的基極串聯(lián)電阻(R7)后與主控電路(U1)相連，發(fā)射極與電源負(fù)極連接，集電極與兩個繼電器(RELAY1，RELAY2)的一輸入端連接；兩個繼電(RELAY1，RELAY2)另一輸入端與電源正極連接；繼電器(RELAY1)的一輸出端串聯(lián)電阻(R45)后與電力電容器的(CA)連接，另一輸出端連接電力電容器的(CB)；繼電器(RELAY2)的一輸出端串聯(lián)電阻(R46)后與電力電容器的(CC)連接，另一輸出端連接電力電容器的(CB)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的復(fù)合開關(guān)，其特征在于所述主控電路(U1)連接有缺相保護電路(U8)，缺相保護電路(U8)是一個由運算放大器(IC3A)及其外圍元件組成的電壓比較器，電壓比較器的反相輸入端與電源電路連接，其輸出端通過一電阻(R5)與主控電路(U1)連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的復(fù)合開關(guān)，其特征在于所述主控電路(U1)連接有看門狗電路(U7)。
專利摘要本實用新型公開了一種復(fù)合開關(guān)；包括主控電路、電源電路、可控硅投切電路、接觸器投切電路和控制輸入電路，主控電路分別與電源電路、可控硅投切電路、接觸器投切電路和控制輸入電路連接，可控硅投切電路、接觸器投切電路串聯(lián)在三相線及電力電容器之間；其投切過程為先通過主控電路控制可控硅投切電路進行投切，然后主控電路控制接觸器投切電路進行投切，這樣，接觸器的開關(guān)在投切時電路已經(jīng)通過可控硅投切電路連通，開關(guān)閉合不產(chǎn)生涌流、開斷不產(chǎn)生電弧，同時也避免了涌流對電力電容器的沖擊，延長了復(fù)合開關(guān)的壽命，確保投切過程的安全性。
文檔編號H02J3/18GK2870264SQ200520065769
公開日2007年2月14日 申請日期2005年10月10日 優(yōu)先權(quán)日2005年10月10日
發(fā)明者余志東 申請人:余志東