[發明專利]一種新型的針對三相交流電機運行方向控制的固態繼電器及方法

有效

• 申請號: 201210119079.0
• 申請日: 2012-04-23
• 公開（公告）號: CN102664568A
• 公開（公告）日: 2012-09-12
• 發明（設計）人: 楊建濤;曾志銘;陳方增
• 申請（專利權）人: 庫頓電子科技(上海)有限公司
• 主分類號: H02P1/40
• 分類號: H02P1/40;H02H7/09
• 代理公司: 上海漢聲知識產權代理有限公司 31236
• 代理人: 胡晶

技術領域

本發明涉及固態繼電器，特別涉及一種針對三相交流電機運行方向控制的固態繼電器及方法。

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背景技術

三相固態繼電器在三相交流電機的應用中起開關作用。一般，三相固態繼電器中有兩組功率組件，用于三相交流電源與三相交流電機的正/反向切換。

在使用過程中，由于三相交流電機的供電出現問題會引起嚴重的后果。

如三相交流電機因接線、維修等導致的相序改變，將使電機反方向工作，影響其正常運行，有時甚至會損壞電機外部機械部件。

或者如三相交流電機因接線、維修、振動導致的三相電源缺相，將使電機中的電流因缺相而劇增。若電機長期工作在缺相狀態，將使電機燒毀，同時固態繼電器也將因電流過高而損壞。

圖1表示的是在現有技術三相固態繼電器（SSR）50中，用分立元件來實現的主要結構圖。三相固態繼電器（SSR）50包括驅動模塊51、功率組件模塊52；輸入信號CS在輸入端子I1或者I2輸入直流控制信號，L1、L2、L3上連接三相電，U、V、W連接負載LOAD。LOAD主要由電機構成。其工作原理是：當I1有效時，輸出端U與輸入端L1接通，輸出端V與輸入端L2接通，輸出端W與輸入端L3接通；當I2有效時，輸出端U與輸入端L1接通，輸出端V與輸入端L3接通，輸出端W與輸入端L2接通。使得可以通過控制I1和I2來改變加在負載端的三相電的相序，從而達到控制電機運行方向的目的。

驅動模塊51一般由三極管、電阻、電容、光電耦合器構成，由三極管、電阻、電容組成的恒流電路接受來自輸入端子I1或者I2的輸入信號，從而使光電耦合器中的發光二極管發光，使光電耦合器的輸出端成為導通狀態而觸發對應的可控硅導通。?

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三相固態繼電器使用的功率器件是可控硅，可控硅的關斷特性比較特殊，一定要負載電流小于一定程度的時候才能完全關斷，因此固態繼電器本身的兩組功率組件在切換的時候可能因時間過短，在一組功率組件還未完全截止的情況下，另一組功率組件已經導通，從而導致三相固態繼電器內部相間短路，使設備損壞。

目前有用外接設備（相序保護器、控制器MCU）檢測三相電相序以及缺相狀態，通過檢測到的電源狀態，由外接設備給予固態繼電器控制信號，來解決上述問題。

雖然外接設備的使用解決了三相固態繼電器在三相交流電機使用中的一些問題，但是這些外接設備本身就體積比較大，系統比較復雜（比如為處理信號的邏輯關系，需要中央處理器），價格較高，還存在兼容能力等問題，缺點比較明顯。所以我們必須擁有一種結構功能集中、安全可靠、而又成本低廉的三相固態繼電器來解決上述問題。

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發明內容

為了克服現有技術的缺陷，本發明公開了一種針對三相交流電機運行方向控制的固態繼電器及方法，其結構功能集中、安全可靠、而又成本低廉。

本發明的技術方案如下：

一種新型的針對三相交流電機運行方向控制的固態繼電器，包括驅動模塊、功率組件模塊、相序檢測模塊、缺相檢測模塊、自動糾相與缺相保護邏輯模塊；所述驅動模塊與功率組件模塊連接；所述功率組件模塊分別連接三相電源和三相負載；?

其中：

所述相序檢測模塊：輸入端與三相電源連接，其輸出端與自動糾相與缺相保護邏輯模塊連接；用于檢測三相電源供電的相序，并提供相序信號給自動糾相與缺相保護邏輯模塊；

所述缺相檢測模塊：輸入端與三相電源連接，其輸出端與自動糾相與缺相保護邏輯模塊連接；用于三相電源供電時是否出現缺相，并提供缺相信號給自動糾相與缺相保護邏輯模塊；

所述自動糾相與缺相保護邏輯模塊，進一步包括：

信號轉換單元：與信號處理單元連接；用于接收控制信號，并進行控制信號的電平轉換；?

信號處理單元：分別與相序檢測模塊的輸出端、缺相檢測模塊的輸出端以及驅動模塊連接；用于處理信號轉換單元傳輸的信號以及相序檢測模塊和缺相檢測模塊輸入的信號，并將處理后的控制結果輸出到驅動模塊。

較佳地，所述信號處理單元，進一步包括：

缺相保護子單元、自動糾相子單元、互鎖子單元、延時子單元、第一輸入端子、第二輸入端子、第三輸入端子、第四輸入端子、第一輸出端子、第二輸出端子；

第一輸入端子和第二輸入端子分別與信號轉換單元的輸出端連接；

第三輸入端子與缺相檢測模塊的輸出端連接；

第四輸入端子與相序檢測模塊的輸出端連接；

第一輸出端子和第二輸出端子分別與信號處理單元的輸出端連接；