航空電機相序保護電路的制作方法
【專利摘要】本實用新型涉及航空技術領域，公開了航空電機相序保護電路。所述航空電機相序保護電路包括依次連接的隔離電壓轉換電路單元、相序判斷電路單元、繼電器驅動隔離電路單元和三相交流繼電器（K1）。通過所述航空電機相序保護電路，可以實時地對電機所接的三相電線進行相序判斷，并進一步地可在判定相序非正序排列時，及時切斷電機所接的三相電線，從而可以及時關閉電機，保障電機按照正序正常運行。此外，所述航空電機相序保護電路具有結構簡單和器件成本低的優點，便于實際推廣和使用。
【專利說明】
航空電機相序保護電路
技術領域
[0001]本實用新型涉及航空技術領域，具體地，涉及航空電機相序保護電路。
【背景技術】
[0002]液冷栗是航空領域中常用設備之一，其由電機和栗組成，用于為液冷系統進行降溫。在液冷系統中要求電機正轉，即要求電機所接入的三相交流電的相序(相序指的是三相交流電壓的排列順序，如A、B、C三相交流電壓的相位，按順時針排列，相位差為120°，就是正序;如按逆時針排列，就是負序;如果同相，就是零序)為正序，進而使冷液按順時針流動，實現冷卻功能。其中，電機作為液冷系統中的動力心臟，如果電機發生問題，將影響系統的正常的工作，嚴重時可能燒毀電機，毀壞系統其它設備，使整套系統陷入癱瘓而無法工作，將會造成重大的責任事故。
[0003]但是在電機的實際運行過程中，所接入的三相交流電相序可能存在非正序排列的情況，例如出現三相電線接線出錯的情況，或者導入的三相交流電的相序本身就非正序的情況，如果不及時關閉電機，將會使電機繼續非正常運行(即不正轉)，進而使冷卻液無法供應，致使待冷卻系統過熱燒毀。
【實用新型內容】
[0004]針對前述現有電機在實際運行過程中的非正序問題，本實用新型提供了航空電機相序保護電路，可以實時地對電機所接的三相電線進行相序判斷，并進一步地可在判定相序非正序排列時，及時切斷電機所接的三相電線，從而可以及時關閉電機，保障電機按照正序正常運行。此外，所述航空電機相序保護電路具有結構簡單和器件成本低的優點，便于實際推廣和使用。
[0005]本實用新型采用的技術方案，提供了航空電機相序保護電路，包括依次連接的隔離電壓轉換電路單元、相序判斷電路單元、繼電器驅動隔離電路單元和三相交流繼電器，其中，所述隔離電壓轉換電路單元的輸入端用于分別外接A相電線、B線電線、C相電線及中線，所述三相交流繼電器的輸入端用于分別外接A相電線、B線電線和C相電線;所述相序判斷電路單元的輸出端連接所述繼電器驅動隔離電路單元的驅動端，所述繼電器驅動隔離電路單元的輸出端連接所述三相交流繼電器的控制端，所述三相交流繼電器的輸出端用于外接電機;所述隔離電壓轉換電路單元以中線電壓為參考值，將來自各相電線上的正弦波電壓信號隔離轉化為對應的方波電壓信號，并將各相電線對應的所述方波電壓信號傳送至所述相序判斷電路單元。
[0006]具體的，所述繼電器驅動隔離電路由第八電阻、NPN型三極管、第二光電耦合器、第八二極管和第九電阻構成;所述NPN型三極管的集電極經過所述第八電阻連接第一直流電源，所述NPN型三極管的基極連接所述相序判斷電路單元的輸出端，所述NPN型三極管的發射極連接所述第二光電耦合器的發光源陽極引腳，所述第二光電耦合器的發光源陰極引腳連接第一直流地，所述第二光電耦合器的受光器陰極引腳分別連接所述第八二極管的陰極和所述三相交流繼電器的控制端，所述第二光電耦合器的受光器陽極引腳經過所述第九電阻連接第二直流電源，所述第八二極管的陽極連接第二直流地。
[0007]具體的，所述相序判斷電路單元由第一D觸發器，第二D觸發器、第三D觸發器、第四二極管、第五二極管、第六二極管、第七二極管和第七電阻構成;所述第一 D觸發器的D端和所述第三D觸發器的CLK端接收A相電線對應的方波電壓信號，所述第二D觸發器的D端和所述第一D觸發器的CLK端接收B相電線對應的方波電壓信號，所述第三D觸發器的D端和所述第二D觸發器的CLK端接收C相電線對應的方波電壓信號，所述第一D觸發器的Q端連接所述第四二極管的陰極，所述第二 D觸發器的Q端連接所述第五二極管的陰極，所述第三D觸發器的Q端連接所述第六二極管的陰極，所述第七電阻的第一端連接第一直流電源，所述第七電阻的第二端分別連接第四二極管、第五二極管、第六二極管、第七二極管的陽極，所述第七二極管的陰極連接所述繼電器驅動隔離電路單元的驅動端。
[0008]具體的，所述隔離電壓轉換電路單元由三條隔離電壓轉換支路構成，每條隔離電壓轉換支路對應一相電線;所述隔離電壓轉換支路由一電阻、一二極管和一光電親合器構成，其中，所述電阻的第一端用于外接對應相電線，所述二極管的陽極用于外接中線，所述光電耦合器的發光源陽極引腳分別連接所述電阻的第二端和所述二極管的陽極，所述光電耦合器的發光源陰極引腳用于外接中線，所述光電耦合器的受光器陽極引腳連接第一直流電源，所述光電親合器的受光器陰極引腳輸出對應相電線的方波電壓信號。
[0009]具體的，所述電機相序保護電路還包括介于所述隔離電壓轉換電路單元與所述相序判斷電路單元之間的電平驅動電路單元，所述電平驅動電路單元由三條雙反向器串聯支路構成，每條雙反向器串聯支路對應一相電線。
[0010]具體的，所述電機相序保護電路還包括連接在所述三相交流繼電器的輸出端的三相斷路器。
[0011 ] 具體的，所述三相交流繼電器采用型號為JZC-200MY的三相交流繼電器。
[0012]綜上，采用本實用新型所提供的航空電機相序保護電路，具有如下有益效果:(I)可以實時地對電機所接的三相電線進行相序判斷，并進一步地可在判定相序非正序排列時，及時切斷電機所接的三相電線，從而可以及時關閉電機，保障電機按照正序正常運行；
(2)通過在三相交流繼電器的輸出端配置三相斷路器，可以實現電機的相序保護與過流保護相結合，在不影響后端設備工作的情況下，對后端電路起到了很好的保護作用；(3)所述航空電機相序保護電路具有結構簡單和器件成本低的優點，便于實際推廣和使用。
【附圖說明】
[0013]為了更清楚地說明本實用新型實施例或現有技術中的技術方案，下面將對實施例或現有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本實用新型的一些實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。
[0014]圖1是本實用新型提供的航空電機相序保護電路的結構框圖。
[0015]圖2是本實用新型提供的航空電機相序保護電路中隔離電壓轉換電路單元及電平驅動電路單元的電路圖。
[0016]圖3是本實用新型提供的航空電機相序保護電路中相序判斷電路單元及繼電器驅動隔離電路單元的電路圖。
[0017]圖4是本實用新型提供的相序判斷電路單兀在相序正序時的時序圖。
[0018]上述附圖中:1、隔離電壓轉換電路單元2、電平驅動電路單元3、相序判斷電路單元
4、繼電器驅動隔離電路單元5、三相交流繼電器6、三相斷路器7、直流供電電路單元。
【具體實施方式】
[0019]以下將參照附圖，通過實施例方式詳細地描述本實用新型提供的航空電機相序保護電路。在此需要說明的是，對于這些實施例方式的說明用于幫助理解本實用新型，但并不構成對本實用新型的限定。
[0020]本文中描述的各種技術可以用于但不限于航空技術領域，還可以用于其它類似領域。
[0021]本文中術語“和/或”，僅僅是一種描述關聯對象的關聯關系，表示可以存在三種關系，例如，A和/SB，可以表示:單獨存在A，單獨存在B，同時存在A和B三種情況，本文中術語“/和”是描述另一種關聯對象關系，表示可以存在兩種關系，例如，A/和B，可以表示:單獨存在A，單獨存在A和B兩種情況，另外，本文中字符，一般表示前后關聯對象是一種“或”關系O
[0022]實施例一
[0023]圖1示出了本實用新型提供的航空電機相序保護電路的結構框圖，圖2示出了本實用新型提供的航空電機相序保護電路中隔離電壓轉換電路單元及電平驅動電路單元的電路圖，圖3示出了本實用新型提供的航空電機相序保護電路中相序判斷電路單元及繼電器驅動隔離電路單元的電路圖，圖4示出了本實用新型提供的相序判斷電路單元在相序正序時的時序圖。本實施例提供的所述航空電機相序保護電路，包括依次連接的隔離電壓轉換電路單元、相序判斷電路單元、繼電器驅動隔離電路單元和三相交流繼電器，其中，所述隔離電壓轉換電路單元的輸入端用于分別外接A相電線、B線電線、C相電線及中線，所述三相交流繼電器的輸入端用于分別外接A相電線、B線電線和C相電線;所述相序判斷電路單元的輸出端連接所述繼電器驅動隔離電路單元的驅動端，所述繼電器驅動隔離電路單元的輸出端連接所述三相交流繼電器的控制端，所述三相交流繼電器的輸出端用于外接電機;所述隔離電壓轉換電路單元以中線電壓為參考值，將來自各相電線上的正弦波電壓信號隔離轉化為對應的方波電壓信號，并將各相電線對應的所述方波電壓信號傳送至所述相序判斷電路單元。
[0024]如圖1所示，所述相序保護電路還包括直流供電電路，為其它各個電路單元提供第一直流電源電壓(如圖1中的+5 V低壓)及第一直流地，和提供第二直流電源電壓(如圖1中的+28V高壓)及第二直流地，以便它們正常工作。所述相序判斷電路單元接收來自所述隔離電壓轉換電路單元的、各相電線對應的所述方波電壓信號，并根據各相電線對應的所述方波電壓信號邏輯判斷在A相電線、B線電線和C相電線上傳輸的正弦波相位是否正序排列，若判定在A相電線、B線電線和C相電線上傳輸的正弦波相位是正序排列，則輸出高電平信號，使所述繼電器驅動隔離電路單元隔離驅動所述三相交流繼電器Kl閉合，否則輸出低電平信號，使所述繼電器驅動隔離電路單元隔離驅動所述三相交流繼電器Kl斷開。如此通過所述相序保護電路，可以實時地對電機所接的三相電線進行相序判斷，并進一步地可在判定相序非正序排列時，及時切斷電機所接的三相電線，從而可以及時關閉電機，保障電機按照正序正常運行。此外，所述航空電機相序保護電路具有結構簡單和器件成本低的優點，便于實際推廣和使用。
[0025]作為舉例的，所述相序保護電路的完整電路圖可以但不限于如2和圖3所示，所述隔離電壓轉換電路單元的輸入端分別外接交流電壓為115V的A相電線、B線電線、C相電線及中線，所述三相交流繼電器Kl的輸入端分別外接交流電壓為115V的A相電線、8線電線和C相電線。
[0026]具體的，所述繼電器驅動隔離電路由第八電阻R8、NPN型三極管Ql、第二光電耦合器U5、第八二極管VD8和第九電阻R9構成;所述NPN型三極管Ql的集電極經過所述第八電阻R8連接第一直流電源，所述NPN型三極管Ql的基極連接所述相序判斷電路單元的輸出端，所述NPN型三極管Ql的發射極連接所述第二光電耦合器U5的發光源陽極引腳(即圖3中U5的引腳I)，所述第二光電耦合器U5的發光源陰極引腳(即圖3中U5的引腳2)連接第一直流地，所述第二光電耦合器U5的受光器陰極引腳(即圖3中U5的引腳3)分別連接所述第八二極管VD8的陰極和所述三相交流繼電器Kl的控制端，所述第二光電耦合器U5的受光器陽極引腳(SP圖3中U5的引腳4)經過所述第九電阻R9連接第二直流電源，所述第八二極管VD8的陽極連接第二直流地。
[0027]具體的，所述相序判斷電路單元由第一D觸發器，第二D觸發器、第三D觸發器、第四二極管VD4、第五二極管VD5、第六二極管VD6、第七二極管VD7和第七電阻R7構成;所述第一 D觸發器的D端和所述第三D觸發器的CLK端接收A相電線對應的方波電壓信號，所述第二D觸發器的D端和所述第一D觸發器的CLK端接收B相電線對應的方波電壓信號，所述第三D觸發器的D端和所述第二 D觸發器的CLK端接收C相電線對應的方波電壓信號，所述第一 D觸發器的Q端連接所述第四二極管VD4的陰極，所述第二 D觸發器的Q端連接所述第五二極管VD5的陰極，所述第三D觸發器的Q端連接所述第六二極管VD6的陰極，所述第七電阻R7的第一端連接第一直流電源，所述第七電阻R7的第二端分別連接第四二極管VD4、第五二極管VD5、第六二極管VD6、第七二極管VD7的陽極，所述第七二極管VD7的陰極連接所述繼電器驅動隔離電路單元的驅動端。
[0028]具體的，所述隔離電壓轉換電路單元由三條隔離電壓轉換支路構成，每條隔離電壓轉換支路對應一相電線;所述隔離電壓轉換支路由一電阻、一二極管和一光電親合器構成，其中，所述電阻的第一端用于外接對應相電線，所述二極管的陽極用于外接中線，所述光電耦合器的發光源陽極引腳分別連接所述電阻的第二端和所述二極管的陽極，所述光電耦合器的發光源陰極引腳用于外接中線，所述光電耦合器的受光器陽極引腳連接第一直流電源，所述光電親合器的受光器陰極引腳輸出對應相電線的方波電壓信號。
[0029]具體的，所述電機相序保護電路還包括介于所述隔離電壓轉換電路單元與所述相序判斷電路單元之間的電平驅動電路單元，所述電平驅動電路單元由三條雙反向器串聯支路構成，每條雙反向器串聯支路對應一相電線。
[0030]如圖2和圖3所示的所述航空電機相序保護電路的完整電路，其工作原理如下。
[0031](I)三相AC115V 50Hz交流電A相、B相和C相分別經過對應的二極管(VDl、VD2和VD3)進行半波整流，整流后經對應的電阻(Rl、R2和R3)對對應的光電耦合器(圖2中的Ul為4個光電耦合器的集成芯片器件TLP521-4，在圖2中只用到了其中的三個)進行驅動，進而在反向器集成芯片54HC14(即圖2中的器件U2，其集成了 6個反向器)的I腳、3腳、5腳輸入峰值為+5V的方波電壓信號。
[0032](2)當A相電進入對應光電耦合器的發光源陽極引腳(S卩Ul的I腳)后，內部的發光源一一LED燈周期發光，對應的受光器周期導通，產生周期的方波電壓信號，然后經兩個與非單元得到20mA的、穩定的且與A相電線對應的方波電壓信號D_APh，最后經U2的12腳輸出，同理得到與B相電線對應的方波電壓信號D_BPh和與C相電線對應的方波電壓信號D_CPh。
[0033](3)在三相電線正序情況時，A相超前B相120度，超前C相240度，由此可得到如圖4所示的D_APh、D_BPl^PD_CPh的時序波形，進而經過三個D觸發器的邏輯處理，分別得到如圖4所示的第四二極管VD4的陰極時序波形圖、第五二極管VD5的陰極時序波形圖和第六二極管VD6的陰極時序波形圖，如圖4所示，這三個二極管的陰極均保持高電平(+5V)，同時由于這三個二極管的陽極也為高電平(+5V)，則二極管VD4、VD5和VD6均截止，此時直流電源電壓+5V經第七二極管VD7對三極管Ql的基極提供遍置電壓為4.3V，導致所述三極管Ql導通，此時第二光電耦合器U5的內部發光源——LED燈點亮，第二光電耦合器U5的受光器導通，所述三相交流繼電器Kl的控制端經第九電阻R9后的得電，進而使所述三相交流繼電器的輸入端與輸出端之間導通，此時AC115V的A相、B相和C相交流電按正序驅動電機正轉，進而順時針供應冷卻液，對待系統進行冷卻。
[0034](4)若隨意調整A相、B相、C相其中兩相，在所述第四二極管VD4的陰極、所述第五二極管VD5的陰極時和所述第六二極管VD6的陰極中的其中一個二極管的陰極必保持低電平，進而無法驅動后端繼電器接通。
[0035]具體的，所述電機相序保護電路還包括連接在所述三相交流繼電器Kl的輸出端的三相斷路器Pl。如圖3所示，通過在所述三相交流繼電器Kl的輸出端配置所述三相斷路器Pl，可以實現電機的相序保護與過流保護相結合，在不影響后端設備工作的情況下，對后端電路起到了很好的保護作用。例如，若電機工作電流出現過流后可通過所述三相斷路器Pl進行切斷，待排故后再次按下所述三相斷路器Pl，使其正常工作。
[0036]具體的，所述三相交流繼電器Kl采用型號為JZC-200MY的三相交流繼電器。
[0037]綜上，本實施例所提供的航空電機相序保護電路，具有如下有益效果:(I)可以實時地對電機所接的三相電線進行相序判斷，并進一步地可在判定相序非正序排列時，及時切斷電機所接的三相電線，從而可以及時關閉電機，保障電機按照正序正常運行；(2)通過在三相交流繼電器的輸出端配置三相斷路器，可以實現電機的相序保護與過流保護相結合，在不影響后端設備工作的情況下，對后端電路起到了很好的保護作用；(3)所述航空電機相序保護電路具有結構簡單和器件成本低的優點，便于實際推廣和使用。
[0038]如上所述，可較好地實現本實用新型。對于本領域的技術人員而言，根據本實用新型的教導，設計出不同形式的航空電機相序保護電路并不需要創造性的勞動。在不脫離本實用新型的原理和精神的情況下對這些實施例進行變化、修改、替換、整合和變型仍落入本實用新型的保護范圍內。
【主權項】
1.一種航空電機相序保護電路，其特征在于，包括依次連接的隔離電壓轉換電路單元、相序判斷電路單元、繼電器驅動隔離電路單元和三相交流繼電器(Kl)，其中，所述隔離電壓轉換電路單元的輸入端用于分別外接A相電線、B線電線、C相電線及中線，所述三相交流繼電器(Kl)的輸入端用于分別外接A相電線、B線電線和C相電線； 所述隔離電壓轉換電路單元以中線電壓為參考值，將來自各相電線上的正弦波電壓信號隔離轉化為對應的方波電壓信號，并將各相電線對應的所述方波電壓信號傳送至所述相序判斷電路單元。2.如權利要求1所述的航空電機相序保護電路，其特征在于，所述相序判斷電路單元的輸出端連接所述繼電器驅動隔離電路單元的驅動端，所述繼電器驅動隔離電路單元的輸出端連接所述三相交流繼電器(Kl)的控制端，所述三相交流繼電器(Kl)的輸出端用于外接電機。3.如權利要求1所述的航空電機相序保護電路，其特征在于，所述繼電器驅動隔離電路由第八電阻(R8)、NPN型三極管(Q1)、第二光電耦合器(U5)、第八二極管(VD8)和第九電阻(R9)構成; 所述NPN型三極管(Ql)的集電極經過所述第八電阻(R8)連接第一直流電源，所述NPN型三極管(Ql)的基極連接所述相序判斷電路單元的輸出端，所述NPN型三極管(Ql)的發射極連接所述第二光電耦合器(U5)的發光源陽極引腳，所述第二光電耦合器(U5)的發光源陰極引腳連接第一直流地，所述第二光電耦合器(U5)的受光器陰極引腳分別連接所述第八二極管(VD8)的陰極和所述三相交流繼電器(Kl)的控制端，所述第二光電耦合器(U5)的受光器陽極引腳經過所述第九電阻(R9)連接第二直流電源，所述第八二極管(VD8)的陽極連接第二直流地。4.如權利要求1所述的航空電機相序保護電路，其特征在于，所述相序判斷電路單元由第一 D觸發器，第二 D觸發器、第三D觸發器、第四二極管(VD4)、第五二極管(VD5 )、第六二極管(VD6)、第七二極管(VD7)和第七電阻(R7)構成； 所述第一 D觸發器的D端和所述第三D觸發器的CLK端接收A相電線對應的方波電壓信號，所述第二 D觸發器的D端和所述第一 D觸發器的CLK端接收B相電線對應的方波電壓信號，所述第三D觸發器的D端和所述第二D觸發器的CLK端接收C相電線對應的方波電壓信號，所述第一 D觸發器的Q端連接所述第四二極管(VD4)的陰極，所述第二 D觸發器的Q端連接所述第五二極管(VD5)的陰極，所述第三D觸發器的Q端連接所述第六二極管(VD6)的陰極，所述第七電阻(R7)的第一端連接第一直流電源，所述第七電阻(R7)的第二端分別連接第四二極管(VD4)、第五二極管(VD5)、第六二極管(VD6)、第七二極管(VD7)的陽極，所述第七二極管(VD7)的陰極連接所述繼電器驅動隔離電路單元的驅動端。5.如權利要求1所述的航空電機相序保護電路，其特征在于，所述隔離電壓轉換電路單元由三條隔離電壓轉換支路構成，每條隔離電壓轉換支路對應一相電線； 所述隔離電壓轉換支路由一電阻、一二極管和一光電親合器構成，其中，所述電阻的第一端用于外接對應相電線，所述二極管的陽極用于外接中線，所述光電耦合器的發光源陽極引腳分別連接所述電阻的第二端和所述二極管的陽極，所述光電耦合器的發光源陰極引腳用于外接中線，所述光電耦合器的受光器陽極引腳連接第一直流電源，所述光電耦合器的受光器陰極引腳輸出對應相電線的方波電壓信號。6.如權利要求1所述的航空電機相序保護電路，其特征在于，所述電機相序保護電路還包括介于所述隔離電壓轉換電路單元與所述相序判斷電路單元之間的電平驅動電路單元，所述電平驅動電路單元由三條雙反向器串聯支路構成，每條雙反向器串聯支路對應一相電線。7.如權利要求1所述的航空電機相序保護電路，其特征在于，所述電機相序保護電路還包括連接在所述三相交流繼電器(Kl)的輸出端的三相斷路器(P1)。8.如權利要求1所述的航空電機相序保護電路，其特征在于，所述三相交流繼電器(Kl)采用型號為JZC-200MY的三相交流繼電器。
【文檔編號】H02H7/08GK205565690SQ201620184025
【公開日】2016年9月7日
【申請日】2016年3月10日
【發明人】李濤
【申請人】成都晟楠電子科技有限公司