专利名称：双路电源切换开关的自动控制装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种电源切换的开关装置，特别是一种双路三相电源切换开关的自动控制装置，属于低压配电领域。
在越来越多的重要供电场合中，如重大社会活动场所、消防、化工、冶金工业等，除了常用电源之外，都需要配备备用电源，以便在常用电源断电时，自动以备用电源来取代常用电源供电，保证重要负载的正常运行，避免或减少因停电事故造成的人身伤害及财产损失。中国专利号为00215488.9公开了一种“双交流电源自动切换装置”，该装置采用单片机及多种电路，能在常用电源异常的瞬间自动将备用电源接入负载。但该装置价格昂贵，不利于普及应用，电路复杂，易受到电磁干扰，维修也不方便。
本实用新型的目的是要提供一种双路电源切换开关的自动控制装置，它电路相对简单、抗干扰能力强，因而可靠性高、使用方便而安全；由于成本低廉、性价比高，更利于普及应用。
一种双路电源切换开关的自动控制装置，它包括控制电压及开关信号的采集转换电路、整流稳压电路、自投自复及自投不自复功能电路、逻辑控制电路、指令输出电路，控制电压及开关信号的采集转换电路与自投自复及自投不自复功能电路、逻辑控制电路、常用电源UN和备用电源UR连接，整流稳压电路与控制电压及开关信号的采集转换电路、自投自复及自投不自复功能电路、逻辑控制电路连接，逻辑控制电路与指令输出电路连接，指令输出电路与电动切换机构Y连接。
本实用新型的双路电源切换开关的自动控制装置，与现有技术相比较，其积极效果是电路简单，避免了因采用复杂电路而引起的电磁干扰问题，使用方便，工作可靠，成本低，性价比高，易于市场普及。
以下结合附图和具体实施方式
对本实用新型作进一步的描述。
图1为本实用新型的方框图。
图2为本实用新型的控制电压及开关信号的采集转换电路图。
图3为本实用新型的整流稳压电路图。
图4为本实用新型的自投自复及自投不自复功能电路图。
图5为本实用新型的逻辑控制电路图。
图6为本实用新型的指令输出电路图。
参见图2。控制电压及开关信号的采集转换电路包括继电器线圈2KA1和2KA2、继电器常闭触点2KA1-1、继电器双常开双常闭四联同步触点2KA2-1和继电器常闭触点4K1-1，常闭触点4K1-1一端与常用电源UN连接，常闭触点4K1-1另一端与继电器线圈2KA1的一端和双常开双常闭四联同步触点2KA2-1的一个常闭触点a的一端连接，常闭触点a的另一端与交流控制电压Uc的一个输出端Lo连接，继电器线圈2KA1的另一端与常用电源UN中性线N和2KA2-1的另一常闭触点a′的一端连接，a′的另一端与Uc的另一个输出端No连接，继电器常闭触点2KA1-1的一端与备用电源UR连接，常闭触点2KA1-1的另一端与继电器线圈2KA2的一端和2KA2-1的常开触点b的一端连接，常开触点b的另一端与Uc的输出端Lo连接，继电器线圈2KA2的另一端与备用电源UR中性线N′和2KA2-1的另一常开触点b′的一端连接b′的另一端与Uc的输出端No连接。4K1-1是设置于自投自复及自投不自复功能电路中继电器4K1上的常闭触点。本电路从常用电源UN电源开关1Q1的上位取其一相(如A相)作为常用单相交流控制电压，另从备用电源UR电源开关1Q2的上位取其一相(如A′相)作为备用单相交流控制电压，均从Lo-No端输出，提供给整流稳压电路。
继电器线圈2KA1的吸合条件为触点4K1-1闭合，即自投自复及自投不自复功能电路中的继电器线圈4K1失电；而继电器线圈2KA2的吸合条件为触点2KA1-1闭合，即继电器线圈2KA1失电。
当用户选择“自投自复”功能时(参见图4)，选择开关4S1的端子1连接空端2，则继电器线圈4K1始终处于失电状态，常闭触点4K1-1始终闭合(参见图2)，当常用电源UN供电时，继电器线圈2KA1得电吸合，导致常闭触点2KA1-1断开，则双常闭双常开四联同步触点2KA2-1处于a、a′触点闭合，b、b′触点断开的状态，此时从常用电源UN的上位获得单相交流控制电压，而一旦常用电源UN停止供电后，继电器线圈2KA1失电，备用电源UR回路的常闭触点2KA1-1闭合，则继电器线圈2KA2得电吸合动作，致使双常闭双常开四联同步触点2KA2-1动作，a、a′触点断开，b、b′触点同时闭合，此时即从备用电源UR的上位获得单相交流控制电压，向整流稳压电路供电；而当常用电源UN恢复正常后，如前所述，由于常闭触点4K1-1始终处于闭合状态，继电器线圈2KA1得电，备用电源UR回路的触点2KA1-1断开，则继电器线圈2KA2失电，致使双常闭双常开四联同步触点2KA2-1恢复到a、a′触点常闭和b、b′触点常开状态，于是又由备用电源UR切换到常用电源UN向整流稳压电路提供交流控制电压Uo。
当用户选择的是“自投不自复功能”时，自投自复及自投不自复功能电路中选择开关4S1的端子1与端子3联通。如常用电源UN停止供电，则继电器线圈2KA1失电，备用电源UR回路的常闭触点2KA1-1闭合，则继电器线圈2KA2得电吸合动作，致使双常闭双常开四联同步触点2KA2-1动作，a、a′触点断开，同时b、b′触点闭合，此时即从备用电源UR的上位获得单相交流控制电压。上述继电器线圈2KA2的得电吸合，还导致自投自复及自投不自复功能电路中的常开触点2KA2-5闭合(参见图4)，导致晶体管4V1导通，继电器线圈4K1得电，常用电源UN提供的交流控制电压回路中的常闭触点4K1-1断开(参见图2)，在此状态下，即使常用电源UN恢复正常，也不会由备用电源UR转换到常用电源UN，而继续由备用电源UR向整流稳压电路提供交流控制电压Uo。
同时，由三相电源开关切换而导致交流控制电压转换的这些开关信息，如继电器线圈2KA1、2KA2的动作转换，通过继电器的电磁联动提供给逻辑控制电路，形成指令输出，从而控制双路三相电源切换开关1Q1、1Q2按照事先设定的“自投自复”或“自投不自复”功能进行电源切换。
参见图3。整流稳压电路由变压器3T1、整流桥3A1、三端稳压器3A2、滤波电容3C1、3C2组成，采用典型的连接方式。其中变压器3T1的初级接交流控制电压Uo，所述三端稳压器3A2的端子1与整流桥3A1的“+”输出端子和滤波电容C1的“+”端子连接，其端子2接“地”，其“+”输出端子3与滤波电容C2的“+”端子连接，从2、3端输出稳定的直流控制电压Vcc。
参见图4。自投自复及自投不自复功能电路包括选择开关4S1、限流电阻4R1、继电器常开触点2KA2-5、三极管4V1及继电器线圈4K1，直流控制电压Vcc“+”端与选择开关4S1的1端连接，4S1的2端为空端，其3端与限流电阻4R1的一端和继电器常开触点2KA2-5的一端连接，三极管4V1的基极与限流电阻4R1的另一端连接，发射极接地，继电器线圈4K1两端分别与继电器常开触点2KA2-5的另一端和三极管4V1的集电极连接。继电器常开触点2KA2-5来自控制电压及开关信号的采集转换电路中备用电源的交流控制电压供给回路的继电器2KA2。继电器4K1的常闭触点4K1-1串接于控制电压及开关信号的采集转换电路中常用电源的交流控制电压供给回路。
如设定“自投不自复”功能，则选择开关4S1的1、3端接通。当常用电源UN断电而使控制电压及开关信号的采集转换电路中的继电器线圈2KA1失电、2KA2得电(参见图2)，从而使备用电源UR供电时，由于常开触点2KA2-5转为闭合(参见图4)，使三极管4V1的集电极回路导通，则继电器线圈4K1得电，此时因控制电压及信号转换电路中常闭触点4K1-1断开，继电器线圈2KA1不能吸合，逻辑控制电路中的备用电源分闸继电器线圈5KR2不会导通，因而备用电源开关保持合闸，并且常用电源合闸继电器5KN1也不会导通，因而常用电源UN保持分闸，即使常用电源UN恢复正常，也不能恢复供电，而由备用电源UR继续供电，从而实现″自投不自复″的功能。但当备用电源UR停止供电后，可立即切换到已恢复正常的常用电源UN供电。如图2所示，备用电源UR停止供电后，继电器线圈2KA2失电，其双常开双常闭四联同步触点2KA2-1由原来的b、b′闭合，a、a′断开转换为b、b′断开，a、a′闭合；同时由于继电器线圈2KA2失电，使自投自复及自投不自复功能电路中的常开触点2KA2-5断开，而导致集电极电路的继电器线圈4K1失电(参见图4)，而使常闭触点4K1-1恢复闭合状态(见图2)，而使已恢复正常的常用电源UN恢复提供交流控制电压Uc，最终导致电源开关1Q1、1Q2的切换，使已恢复正常的常用电源UN再次投入供电运行。
而当选择“自投自复”功能时，选择开关4S1的1、3端处于断开位置，因三极管4V1得不到供电，则继电器线圈4K1不能得电，如果此时常用电源UN恢复正常，则因控制电压及开关信号的采集转换电路中的常闭触点4K1-1保持闭合，继电器线圈2KA1得电吸合，使常闭触点2KA1-1断开，致使继电器线圈2KA2失电释放，以致逻辑控制电路中的备用电源分闸继电器线圈5KR2导通，使备用电源开关分闸，并且常用电源合闸继电器线圈5KN1导通，使常用电源合闸，恢复常用电源UN供电，从而实现“自投自复”的功能。
参见图5。在逻辑控制电路中5KN1为常用电源合闸继电器线圈，一端接地，另一端与常开触点2KA1-2、常闭触点5KR1-1串联后接于1端；5KN2为常用电源分闸继电器线圈，一端接地，另一端与常闭触点2KA1-3、常开触点2KA2-2串联后接于1端；5KR1为备用电源合闸继电器线圈，一端接地，另一端与常开触点2KA2-3、常闭触点5KN1-1串联后接于1端；5KR2为备用电源分闸继电器线圈，一端接地，另一端与常开触点2KA1-4、常闭触点2KA2-4串联后接于1端，1端接于直流控制电压Vcc。当常用电源UN停止供电时，导致控制电压及开关信号的采集转换电路(参见图2)中的继电器线圈2KA1释放，继电器线圈2KA2吸合，而使逻辑控制电路中的常开触点2KA1-2及2KA1-4恢复到常开状态而引起常用电源合闸继电器线圈5KN1及备用电源分闸继电器线圈5KR2断电，同时使常开触点2KA2-2及2KA2-3转换到闭合状态而引起常用电源分闸继电器线圈5KN2及备用电源合闸继电器线圈5KR1得电，这些逻辑控制信号通过指令输出电路，指令电动切换机构Y动作。使常用电源开关1Q1分闸及备用电源开关1Q2合闸，使备用电源UR投入供电运行。如前所述，对“自投自复”、“自投不自复”的不同设定，相应的逻辑控制信号通过指令信号输出电路，指令电动切换机构进行相应的切换。
参见图6。指令输出电路中，指令信号输出到电动切换机构Y中的电动操作机构的六个端子N-S1、N-S2、N-S3、R-S1、R-S2、R-S3端。N-S1与N-S2端之间串联常闭触点5KN2-2、常开触点5KN1-2，如逻辑控制电路中的常用电源合闸继电器线圈5KN1导通而引起本电路中的常开触点5KN1-2闭合，即N-S1和N-S2两端导通，则电动切换机构Y使常用电源开关合闸动作；在N-S1与N-S3端串联一个常开触点5KN2-1，如逻辑控制电路中的常用电源分闸继电器线圈5KN2导通而引起本电路中的常开触点5KN2-1闭合，即N-S1和N-S3两端导通，则电动切换机构Y使常用电源开关分闸动作；在R-S1与R-S2两端之间串联有常闭触点5KR2-2及常开触点5KR1-2，如逻辑控制电路中的备用电源合闸继电器线圈5KR1导通而引起本电路中的常开触点5KR1-2闭合，即R-S1和R-S2两端导通，则电动切换机构Y使备用电源开关合闸动作；在R-S1与R-S3两端串联一个常开触点5KR2-1，如逻辑控制电路中的备用电源分闸继电器线圈5KR2导通而引起本电路中的常开触点5KR2-1闭合，即R-S1和R-S3两端导通，则电动切换机构Y使备用电源开关分闸动作。
权利要求1.一种双路电源切换开关的自动控制装置，其特征在于它包括控制电压及开关信号的采集转换电路、整流稳压电路、自投自复及自投不自复功能电路、逻辑控制电路、指令输出电路，控制电压及开关信号的采集转换电路与自投自复及自投不自复功能电路、逻辑控制电路、常用电源UN和备用电源UR连接，整流稳压电路与控制电压及开关信号的采集转换电路、自投自复及自投不自复功能电路、逻辑控制电路连接，逻辑控制电路与指令输出电路连接，指令输出电路与电动切换机构Y连接。
2.根据权利要求1所述的双路电源切换开关的自动控制装置，其特征在于控制电压及开关信号的采集转换电路包括继电器线圈2KA1和2KA2、继电器常闭触点2KA1-1、继电器双常开双常闭四联同步触点2KA2-1和继电器常闭触点4K1-1，常闭触点4K1-1一端与常用电源UN连接，常闭触点4K1-1另一端与继电器线圈2KA1的一端和双常开双常闭四联同步触点2KA2-1的一个常闭触点a的一端连接，常闭触点a的另一端与交流控制电压Uc的一个输出端Lo连接，继电器线圈2KA1的另一端与常用电源UN中性线N和2KA2-1的另一常闭触点a′的一端连接，a′的另一端与Uc的另一个输出端No连接，继电器常闭触点2KA1-1的一端与备用电源UR连接，常闭触点2KA1-1的另一端与继电器线圈2KA2的一端和2KA2-1的常开触点b的一端连接，常开触点b的另一端与Uc的输出端Lo连接，继电器线圈2KA2的另一端与备用电源UR中性N′和2KA2-1的另一常开触点b′的一端连接，b′的另一端与Uc的输出端No连接。
3.根据权利要求1所述的双路电源切换开关的自动控制装置，其特征在于自投自复及自投不自复功能电路包括选择开关4S1、限流电阻4R1、继电器常开触点2KA2-5、三极管4V1及继电器线圈4K1，直流控制电压Vcc“+”端与选择开关4S1的1端连接，4S1的2端为空端，其3端与限流电阻4R1的一端和继电器常开触点2KA2-5的一端连接，三极管4V1的基极与限流电阻4R1的另一端连接，发射极接地，继电器线圈4K1两端分别与继电器常开触点2KA2-5的另一端和三极管4V1的集电极连接。
专利摘要一种双路电源切换开关的自动控制装置，属于低压配电领域。它包括控制电压及开关信号的采集转换电路、整流稳压电路、自投自复及自投不自复功能电路、逻辑控制电路、指令输出电路，控制电压及开关信号的采集转换电路与自投自复及自投不自复功能电路、逻辑控制电路、常用电源和备用电源连接，整流稳压电路与控制电压及开关信号的采集转换电路、自投自复及自投不自复功能电路、逻辑控制电路连接，逻辑控制电路与指令输出电路连接，指令输出电路与电动切换机构连接。本新型具有电路简单，避免了因采用复杂电路而引起的电磁干扰问题，使用方便，工作可靠，成本低、性价比高，更利于普及应用的优点。
文档编号H02J9/06GK2572648SQ0226471
公开日2003年9月10日 申请日期2002年9月25日 优先权日2002年9月25日
发明者唐伟 申请人:常熟开关厂