[發(fā)明專利]通用型智能功率保護(hù)控制器及保護(hù)方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201410088150.2
• 申請日: 2014-03-11
• 公開（公告）號: CN103855683A
• 公開（公告）日: 2014-06-11
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 于京光;鄭淵源
• 申請（專利權(quán)）人: 北京北方圣光網(wǎng)絡(luò)科技有限公司
• 主分類號: H02H3/42
• 分類號: H02H3/42
• 代理公司: 北京聯(lián)瑞聯(lián)豐知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11411
• 代理人: 鄭自群

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及電氣控制領(lǐng)域，特別是指一種通用型智能功率保護(hù)控制器及保護(hù)方法。

背景技術(shù)

傳統(tǒng)的功率型設(shè)備保護(hù)原理一般設(shè)計在實(shí)際負(fù)荷超出現(xiàn)有額定功率3--5倍左右才起作用。但大量實(shí)踐表明：由于種種原因?qū)е仑?fù)荷長時間工作在大于額定功率而又小于保護(hù)功率時，是引起設(shè)備損壞的最主要原因。如某設(shè)備的額定功率為500W，保護(hù)值按5倍額定功率設(shè)計。當(dāng)設(shè)備的實(shí)際負(fù)荷達(dá)到2.5倍額定功率時，保護(hù)電路是不起任何作用的，而這種狀態(tài)必然會導(dǎo)致設(shè)備在長時間連續(xù)工作狀態(tài)下?lián)p壞。這就是目前任何功率型設(shè)備都已設(shè)計有保護(hù)電路，而又常損壞的根本原因。再之，功率型設(shè)備的每次維修成本幾乎占到了整個新設(shè)備的1/3-1/4。顯然，研制一種新型的智能保護(hù)設(shè)備的必要性是目前非常有現(xiàn)實(shí)意義和非常重要的一項(xiàng)工作。

從目前通用保護(hù)技術(shù)的資料上查看，現(xiàn)行的各種保護(hù)措施都存在局限即不能根據(jù)功率型電器設(shè)備的外部運(yùn)行條件遇到不同變化的程度而隨時靈活采取有效的可靠性預(yù)防性和保護(hù)性措施，因此導(dǎo)致在保護(hù)電路沒有發(fā)揮作用時就將設(shè)備損壞的現(xiàn)象頻頻發(fā)生。主要原因在于：當(dāng)電器設(shè)備的實(shí)際負(fù)荷大于額定功率而又小于過載保護(hù)功率時，并在相對長時間內(nèi)保護(hù)電路沒有起到任何作用而使設(shè)備損壞。另一方面，絕大多數(shù)保護(hù)電路的設(shè)計都沒有采用智能化措施，所設(shè)計的保護(hù)值也都是固定值，因此也不可能對電器設(shè)備在工作時當(dāng)外部運(yùn)行條件出現(xiàn)嚴(yán)重惡化但又尚未達(dá)到保護(hù)值時，將設(shè)備損壞。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明提出一種通用型智能功率保護(hù)控制器，能夠使任意功率型電器設(shè)備在全壽命期內(nèi)連續(xù)、穩(wěn)定、安全、可靠地有效工作，解決了現(xiàn)有技術(shù)中的設(shè)備不能根據(jù)實(shí)際負(fù)荷運(yùn)行條件的變化而隨時靈活采取可靠地預(yù)防性和保護(hù)性措施，最終導(dǎo)致設(shè)備損毀的問題。

本發(fā)明的技術(shù)方案是這樣實(shí)現(xiàn)的：

通用型智能功率保護(hù)控制器，包括：

與市電連接的電源適配器，電源適配器用于提供電路電源；

與功率型設(shè)備電連接的電流/電壓（A/V）互感器，互感器用于獲取功率型設(shè)備的電源信號；

與互感器和電源適配器電連接的A/D數(shù)字取樣轉(zhuǎn)換器，A/D數(shù)字取樣轉(zhuǎn)換器用于將互感器實(shí)時測量的模擬信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號；

與電源適配器和A/D數(shù)字取樣轉(zhuǎn)換器電連接的單片微型計算機(jī)，單片微型計算機(jī)與參數(shù)設(shè)置按鍵連接；

A/D數(shù)字取樣轉(zhuǎn)換器與單片微型計算機(jī)的輸入端連接，單片微型計算機(jī)的輸出端分別與顯示驅(qū)動器和驅(qū)動控制器連接，顯示驅(qū)動器與顯示器連接，驅(qū)動控制器與控制繼電器電連接，控制繼電器與功率型設(shè)備電連接，功率型設(shè)備與市電連接。

優(yōu)選的，單片微型計算機(jī)為STC90C52RC單片機(jī)。

優(yōu)選的，還包括語音報警器，語音報警器分別與揚(yáng)聲器和驅(qū)動控制器連接。

優(yōu)選的，顯示器為八段LED數(shù)碼管，顯示驅(qū)動器為74LC164或ICM7218驅(qū)動器。

優(yōu)選的，互感器為高精度線性電流/電壓（A/V）互感器。

通用型智能功率保護(hù)控制器的保護(hù)方法，包括以下步驟：

S1：互感器從功率型設(shè)備供電端的電源處獲取實(shí)時電源信號，并通過單片微型計算機(jī)數(shù)字取樣轉(zhuǎn)換器將互感器實(shí)時測量的模擬信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號，并輸入至單片微型計算機(jī)；

S2：通過參數(shù)設(shè)置按鍵將不同功率型設(shè)備的額定功率輸入至參數(shù)存儲器；

S3：通過參數(shù)設(shè)置按鍵將四級動態(tài)保護(hù)值輸入至單片微型計算機(jī)；

S4：當(dāng)被保護(hù)的功率型設(shè)備在實(shí)際運(yùn)行中出現(xiàn)過載并達(dá)到四級動態(tài)保護(hù)值的任何一級時，驅(qū)動控制器執(zhí)行單片微型計算機(jī)發(fā)來的控制命令，向控制繼電器和語音報警器送出控制命令，控制繼電器作用，斷開功率型設(shè)備的供電電源，使之自動停機(jī)并通過語音報警器發(fā)出語音報警信息。

優(yōu)選的，四級動態(tài)保護(hù)值包括被保護(hù)值和與被保護(hù)值對應(yīng)設(shè)置的保護(hù)時間值，所述被保護(hù)值包括依次遞增的被保護(hù)值1、被保護(hù)值2、被保護(hù)值3和被保護(hù)值4，所述保護(hù)時間值包括依次遞減的保護(hù)時間值1、保護(hù)時間值2、保護(hù)時間值3和保護(hù)時間值4，所述任一級被保護(hù)值和對應(yīng)的保護(hù)時間值的乘積相等。

優(yōu)選的，被保護(hù)值為功率型設(shè)備的瞬時功率值，保護(hù)時間值為功率型設(shè)備工作的持續(xù)時間值。

優(yōu)選的，在每級動態(tài)保護(hù)值的過渡取樣期間采用動態(tài)交替式取樣與比較方法。

優(yōu)選的，以初始化設(shè)置的最小取樣時間值為標(biāo)準(zhǔn)，并在1/2最小取樣時間值內(nèi)對動態(tài)范圍內(nèi)連續(xù)實(shí)時采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行交替統(tǒng)計數(shù)據(jù)比較的方法。

本發(fā)明的有益效果為：