[實用新型]一種斷相保護器電路

有效

• 申請號: 201420505737.4
• 申請日: 2014-09-03
• 公開（公告）號: CN204046134U
• 公開（公告）日: 2014-12-24
• 發明（設計）人: 劉曉楓;馬丹;劉筱天;劉晉銘
• 申請（專利權）人: 西安嘉信鐵路器材有限公司
• 主分類號: H02H3/253
• 分類號: H02H3/253
• 代理公司: 西安智邦專利商標代理有限公司 61211
• 代理人: 胡樂

技術領域

本實用新型涉及一種斷相保護器電路，可適用于監測并響應三相交流轉轍機(三相道岔轉轍機)的缺相保護。

背景技術

三相交流轉轍機是鐵路重要電器設備，在運行時發生缺相會導致事故和危險，故需要監測是否缺相，當缺相發生時，要求及時發出報警和控制信號，防止損失發生。斷相保護器電路結構確定后，可以有多種策略實現缺相的探測。

中國專利文獻CN202856311U公開了一種自診斷斷相保護器，該產品的24V輸出電壓來自3個變壓器次級的串聯，變壓器需要較大體積。負載(即“三相道岔轉轍機”)電流大小的變化對24V輸出的穩定性與電壓值有很大影響，變壓器初級串聯在電機供電電路中，安裝麻煩，增加故障機率和危險性，電源轉換部分為簡單的線性穩壓電路，功耗大，穩壓能力差，適應電壓變化范圍小。

實用新型內容

本實用新型提出一種斷相保護器電路，結構合理，能夠可靠地實現缺相監測等功能。

本實用新型的解決方案如下：

一種斷相保護器電路，包括控制單元、對應于三相電源線路的三路電流互感器及其電流-電壓轉換模塊，三路電流-電壓轉換模塊的輸出端分別接至控制單元相應的A/D輸入端；控制單元輸出控制信號至斷相保護繼電器以及報警電路；其特殊之處在于：

該斷相保護器電路還包括獨立的直流輸出電源，所述直流輸出電源包括工頻變壓器、橋式整流部分、阻容濾波部分、第一DC-DC模塊和第二DC-DC模塊，其中工頻變壓器的初級接至三相電源線路中任意兩相接線端子，工頻變壓器的次級經過所述橋式整流部分、阻容濾波部分，向第一DC-DC模塊和第二DC-DC模塊提供相同的直流電壓輸入；第一DC-DC模塊和第二DC-DC模塊輸出不同幅值的直流電源電壓，相應提供給控制單元、斷相保護繼電器以及報警電路。

基于上述基本方案，本實用新型還進一步作如下優化限定和改進：

每一路電流-電壓轉換模塊均包括一對反接并聯的二極管，再并聯有電阻、電容；三路電流-電壓轉換模塊的同一端還共同經電阻接至一個高于二極管導通電壓的基準電壓，該電阻負端經二極管REF接地，并對所述二極管REF并聯有電容；所述基準電壓取自所述直流輸出電源。

上述反接并聯的二極管采用發光二極管。

本實用新型具有以下優點：

探測電流范圍大，工作電壓范圍寬。

結構簡明合理、低功耗、高可靠、可以直觀地指示三相電源工作狀態。

附圖說明

圖1為本實用新型的原理結構圖。

圖2為本實用新型中寬范圍交流輸入直流輸出電源的結構示意圖。

圖3為本實用新型中電流采樣與基準疊加部分的結構示意圖。

具體實施方式

本實施例的指標：

(1)電源電壓范圍220V-440V/AC

(2)敏感電流范圍0.5A-10A

(3)電路工作電流＜25mA

(4)反應時間：＜0.3S

本實用新型主要的改進在于斷相保護器電路自身的供電部分和電流采樣部分。

電源部分如圖2所示，主要包括工頻變壓器、橋式整流、阻容濾波和雙DC-DC模塊，輸入電壓取自三相交流轉轍機的執行電機(也相當于取自三相電源線路)接線端子中的兩路，故正常電壓為380V，若某一路缺相，電壓變為220V。電路中DC5和DC24是寬輸入DC-DC變換器，輸入為18-36V，輸出分別為5V和24V。

由于24V輸出來自獨立的開關電源，穩定性和安全性得到了保證。通過合理設計變壓器，使其在輸入220V-440V范圍時，次級經整流濾波輸出為18-36V，再經DC-DC變換，可以得到穩定5V和24V直流電壓。

電流采樣部分設計如圖3，每一路都包括電流互感器、一對反接并聯的發光二極管，電阻、電容并聯，并將其一端(圖中的D點)接到一個高于LED導通電壓的電壓基準上，例如圖中D1-D6工作電壓為1.6V，而發光二極管LEDREF起電壓基準作用，導通電壓大于1.6V。

互感電流流過一對反接并聯的發光二極管，同時疊加一個基準直流點位，使得在A、B、C點得到脈動直流電壓，在D點得到基準直流電壓，他們可以直接接到MCU的A/D端，進行A/D變換，同時，互感電流使LED發光，負載電流大小與發光亮度成正比，可以直觀了解負載的大小及有無缺相。

具體應用時，缺相的判斷可以參考下面的公式：