一种故障延时恢复的电梯过压保护装置论文和设计-沈高峰

全文摘要

本实用新型公开了一种故障延时恢复的电梯过压保护装置，设置在电源输入端子(1)和电源输出端子(6)之间，包括同时与电源输入端子(1)和电源输出端子(6)连接的保护执行单元(5)；所述电源输入端子(1)还依次连接有电压采集单元(2)、电压调理比较单元(3)和故障延时恢复单元(4)，所述故障延时恢复单元(4)与保护执行单元(5)相连接；所述电源输入端子(1)还连接有稳压电源单元(7)，稳压单元单元同时与电压调理比较单元(3)和故障延时恢复单元(4)相连接。本实用新型具有延时恢复的功能，可节省人力和物理，经济效益好，并且过压检测精度和实时性高。

主设计要求

1.一种故障延时恢复的电梯过压保护装置，设置在电源输入端子(1)和电源输出端子(6)之间，其特征在于：包括同时与电源输入端子(1)和电源输出端子(6)连接的保护执行单元(5)；所述电源输入端子(1)还依次连接有电压采集单元(2)、电压调理比较单元(3)和故障延时恢复单元(4)，所述故障延时恢复单元(4)与保护执行单元(5)相连接；所述电源输入端子(1)还连接有稳压电源单元(7)，稳压单元单元同时与电压调理比较单元(3)和故障延时恢复单元(4)相连接。

设计方案

2.根据权利要求1所述的一种故障延时恢复的电梯过压保护装置，其特征在于：所述保护执行单元(5)包括分别设置在火线和零线上的两个继电器。

3.根据权利要求2所述的一种故障延时恢复的电梯过压保护装置，其特征在于：所述继电器为功率型继电器。

4.根据权利要求1所述的一种故障延时恢复的电梯过压保护装置，其特征在于：所述电压采集单元(2)为电气隔离的电流电压互感器电路。

5.根据权利要求1所述的一种故障延时恢复的电梯过压保护装置，其特征在于：所述电压调理比较单元(3)为并联型电压基准芯片。

6.根据权利要求1所述的一种故障延时恢复的电梯过压保护装置，其特征在于：所述的故障延时恢复单元(4)包括相互连接的延时控制逻辑芯片和斯密特输出整形驱动芯片。

7.根据权利要求1所述的一种故障延时恢复的电梯过压保护装置，其特征在于：所述的稳压电源单元(7)包括相互连接变压整流电路(8)和DC\/DC开关电源(9)。

设计说明书

技术领域

本实用新型涉及一种过压保护装置，特别是一种故障延时恢复的电梯过压保护装置。

背景技术

随着科学技术的高速发展，电力供电系统发展也随之日新月异。电力供电系统采用的工频交流电(即市电)已经深入人们生产生活的每一个角落，可以说人们离开了电力将已经无法进行正常的生产生活。随之而来的用电安全已经变得越来越重要。

为了使交流电有很方便的实现动力转换功能，通常电力传输是以三相四线的方式，三相电的三根都称为“相线”，三相电的三根尾连接在一起称中性线也叫“零线”。叫零线的原因是三相平衡时刻中性线中没有电流通过了，再就是它直接或间接的接到大地，跟大地电压也接近零。在电工学中，接入市电线路的交变电压为220伏，其中的一根线接入大地，称其为“零线”，另一根线称其为“火线”。在电气工程中，通常称其为零线火线或一零一火。在实际供电过程中，额定市电电压为220VAC±15％。如果超出该范围则被认定为过压现象。造成市电过压的原因比较多，如：零线断路、设备老化、技术故障、人为故障、自然灾害、大容量负荷投切等。过压会使用电设备、供电线路等绝缘击穿、发热、烧毁、甚至引起火灾。因此提前防范过压引起的严重后果非常必要。

目前市面上的过压保护装置通常是采用空气开关，可控硅等方式。这些方式结构简单，控制精度低，控制灵敏度也较低。发生过压时很可能不能及时保护用电设备，而且不具备故障延迟恢复功能。

尤其在电梯控制系统中，一旦发生电压过压异常，很可能造成电梯急停车出现困人的紧急情况。现有的电梯过压保护设备由于缺少故障延迟恢复功能，在电压恢复正常时，就只能依靠电梯维修人员甚至消防员打开电梯门放人，在浪费人力参与的同时也极易导致电梯部件的损坏。

因此，设计一种具有延时恢复功能，经济效益好，并且检测精度和实时性高的过压保护装置是本行业技术人员急需解决的问题。

实用新型内容

本实用新型的目的在于，提供一种故障延时恢复的电梯过压保护装置。本实用新型具有延时恢复的功能，可节省人力和物理，经济效益好，并且过压检测精度和实时性高。

本实用新型的技术方案：一种故障延时恢复的电梯过压保护装置，设置在电源输入端子和电源输出端子之间，包括同时与电源输入端子和电源输出端子连接的保护执行单元；所述电源输入端子还依次连接有电压采集单元、电压调理比较单元和故障延时恢复单元，所述故障延时恢复单元与保护执行单元相连接；所述电源输入端子还连接有稳压电源单元，稳压单元单元同时与电压调理比较单元和故障延时恢复单元相连接。

前述的一种故障延时恢复的电梯过压保护装置中，所述保护执行单元包括分别设置在火线和零线上的两个继电器。

前述的一种故障延时恢复的电梯过压保护装置中，所述继电器为功率型继电器。

前述的一种故障延时恢复的电梯过压保护装置中，所述电压采集单元为电气隔离的电流电压互感器电路。

前述的一种故障延时恢复的电梯过压保护装置中，所述电压调理比较单元为并联型电压基准芯片。

前述的一种故障延时恢复的电梯过压保护装置中，所述的故障延时恢复单元包括相互连接的延时控制逻辑芯片和斯密特输出整形驱动芯片。

前述的一种故障延时恢复的电梯过压保护装置中，所述的稳压电源单元包括相互连接变压整流电路和DC\/DC开关电源。

与现有技术相比，本实用新型能够在供电系统发生过压时高精度检测到电源过压，并高实时性地进行保护后级的电梯用电设备及供电线路，在提高用电的安全性的同时，一旦电源电压恢复正常，自动恢复为电梯控制系统供电。因而即使电梯轿厢在故障时处于非平层位置，故障恢复后自动供电，电梯控制系统也可以自救运行，自动将电梯内被困人员载至平层位置，开门放人。

更进一步地，保护执行单元采用两个继电器分别控制火线和零线输出，当发生过压时火线和零线同时断开，安全性更好。更进一步的，根据用电设备的功率选择合适额定电流、额定电压的功率型继电器，装置不易故障。

更进一步地，电压采集单元优选电流电压互感器对输入电源电压进行采集，以保证电压信号的采集精度和实时性。由于互感器的输入端与输出端相互隔离，所以，保证了采集电路自身的安全性。

更进一步地，电压调理比较单元优选并联型电压基准芯片，调理后输出的信号稳定合理，

更进一步地，故障延时恢复单元的斯密特输出整形驱动芯片可以有效减小该模块输出的信号上升下降沿时间，并带有输出回滞功能。

更进一步的，稳压电源单元优选变压器隔离和DC\/DC稳压转换的方式，该方式使保护装置本身与市电完全隔离，大大增加了整体的安全系数。

综上，本实用新型具有延时恢复的功能，可节省人力和物理，经济效益好，并且过压检测精度和实时性高。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图；

图2是电压采集单元的结构示意图；

图3是电压调理比较单元的结构示意图；

图4是故障延时恢复单元的结构示意图；

图5是保护执行单元的结构示意图；

图6是稳压电源单元；

图7是低电压时故障延时恢复单元的输出示意图；

图8是高电压时故障延时恢复单元的输出示意图；

图9是故障延时恢复单元的复位示意图。

附图标记：1-电源输入端子，2-电压采集单元，3-电压调理比较单元，4-故障延时恢复单元，5-保护执行单元，6-电源输出端子，7-稳压电源单元，8-变压整流电路，9-DC\/DC开关电源。

具体实施方式

下面结合实施例对本实用新型作进一步说明，但并不作为对本实用新型限制的依据。

实施例：一种故障延时恢复的电梯过压保护装置，构成如图1至图9所示，设置在电源输入端子1和电源输出端子6之间，包括同时与电源输入端子1和电源输出端子6连接的保护执行单元5；所述电源输入端子1还依次连接有电压采集单元2、电压调理比较单元3和故障延时恢复单元4，所述故障延时恢复单元4与保护执行单元5相连接；所述电源输入端子1还连接有稳压电源单元7，稳压单元单元同时与电压调理比较单元3和故障延时恢复单元4相连接。

如图2所示，电压采集单元2输入端连接被检测的市电零线和火线，对应图中的N_IN和L_IN，输出端连接电压调理比较单元3。采用隔离的高精度，电流输出比为1：1的电压电流互感器，把输入的市电电压信号转换为隔离的低压电压信号。由于电流互感器电流输出比为1：1，由此可计算互感器线圈输出电压U_{out<\/sub>(t)为：}

其中：i_{out<\/sub>(t)为互感器输出电流；R_{3<\/sub>为互感器输出采样电阻；U_{in<\/sub>(t)为互感器输入电压；i_{in<\/sub>(t)为互感器输入电流；R_{1<\/sub>、R_{2<\/sub>为互感器输入限流电阻。由于电流互感器电流输出比为1:1，所以i_{out<\/sub>(t)与i_{in<\/sub>(t)相等。}}}}}}}}

如图3所示，电压调理比较单元3可划分为信号调理模块和信号比较模块。对电压采集单元2的输出电压信号进行调理，使其输出的信号稳定合理，再与设定的电压阈值进行比较，然后把比较结果传输到故障延时恢复单元4。

电压采集单元2的输出电压信号进入信号调理模块后，信号调理单元中的电压运算放大器对其差分电压信号进行放大处理，并叠加入了2.5V的共模电压，使其变为单端电压信号，以方便与后级电压比较模块的阈值电压进行电压比较处理。信号调理输出的单端电压信号U_{out#<\/sub>计算：}

当R_{4<\/sub>＝R_{6<\/sub>且R_{5<\/sub>＝R_{7<\/sub>时，可得下式：}}}}

设计图

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