[实用新型]一种新型的针对三相交流电机运行方向控制的固态继电器

说明书

技术领域

本实用新型涉及固态继电器，特别涉及一种针对三相交流电机运行方向控制的固态继电器。

背景技术

三相固态继电器在三相交流电机的应用中起开关作用。一般，三相固态继电器中有两组功率组件，用于三相交流电源与三相交流电机的正/反向切换。

在使用过程中，由于三相交流电机的供电出现问题会引起严重的后果。

如三相交流电机因接线、维修等导致的相序改变，将使电机反方向工作，影响其正常运行，有时甚至会损坏电机外部机械部件。

或者如三相交流电机因接线、维修、振动导致的三相电源缺相，将使电机中的电流因缺相而剧增。若电机长期工作在缺相状态，将使电机烧毁，同时固态继电器也将因电流过高而损坏。

图1表示的是在现有技术三相固态继电器（SSR）50中，用分立元件来实现的主要结构图。三相固态继电器（SSR）50包括驱动模块51、功率组件模块52；输入信号CS在输入端子I1或者I2输入直流控制信号，L1、L2、L3上连接三相电，U、V、W连接负载LOAD。LOAD主要由电机构成。其工作原理是：当I1有效时，输出端U与输入端L1接通，输出端V与输入端L2接通，输出端W与输入端L3接通；当I2有效时，输出端U与输入端L1接通，输出端V与输入端L3接通，输出端W与输入端L2接通。使得可以通过控制I1和I2来改变加在负载端的三相电的相序，从而达到控制电机运行方向的目的。

驱动模块51一般由三极管、电阻、电容、光电耦合器构成，由三极管、电阻、电容组成的恒流电路接受来自输入端子I1或者I2的输入信号，从而使光电耦合器中的发光二极管发光，使光电耦合器的输出端成为导通状态而触发对应的可控硅导通。 

三相固态继电器使用的功率器件是可控硅，可控硅的关断特性比较特殊，一定要负载电流小于一定程度的时候才能完全关断，因此固态继电器本身的两组功率组件在切换的时候可能因时间过短，在一组功率组件还未完全截止的情况下，另一组功率组件已经导通，从而导致三相固态继电器内部相间短路，使设备损坏。

目前有用外接设备（相序保护器、控制器MCU）检测三相电相序以及缺相状态，通过检测到的电源状态，由外接设备给予固态继电器控制信号，来解决上述问题。

虽然外接设备的使用解决了三相固态继电器在三相交流电机使用中的一些问题，但是这些外接设备本身就体积比较大，系统比较复杂（比如为处理信号的逻辑关系，需要中央处理器），价格较高，还存在兼容能力等问题，缺点比较明显。所以我们必须拥有一种结构功能集中、安全可靠、而又成本低廉的三相固态继电器来解决上述问题。

实用新型内容

为了克服现有技术的缺陷，本实用新型公开了一种针对三相交流电机运行方向控制的固态继电器，其结构功能集中、安全可靠、而又成本低廉。

本实用新型的技术方案如下：

一种新型的针对三相交流电机运行方向控制的固态继电器，包括驱动模块、功率组件模块、相序检测模块、缺相检测模块、自动纠相与缺相保护逻辑模块；所述驱动模块与功率组件模块连接；所述功率组件模块分别连接三相电源和三相负载； 

其中：

所述相序检测模块：输入端与三相电源连接，其输出端与自动纠相与缺相保护逻辑模块连接；用于检测三相电源供电的相序，并提供相序信号给自动纠相与缺相保护逻辑模块；

所述缺相检测模块：输入端与三相电源连接，其输出端与自动纠相与缺相保护逻辑模块连接；用于三相电源供电时是否出现缺相，并提供缺相信号给自动纠相与缺相保护逻辑模块；

所述自动纠相与缺相保护逻辑模块，进一步包括：

信号转换单元：与信号处理单元连接；用于接收控制信号，并进行控制信号的电平转换； 

信号处理单元：分别与相序检测模块的输出端、缺相检测模块的输出端以及驱动模块连接；用于处理信号转换单元传输的信号以及相序检测模块和缺相检测模块输入的信号，并将处理后的控制结果输出到驱动模块。

较佳地，所述信号处理单元，进一步包括：

缺相保护子单元、自动纠相子单元、互锁子单元、延时子单元、第一输入端子、第二输入端子、第三输入端子、第四输入端子、第一输出端子、第二输出端子；

第一输入端子和第二输入端子分别与信号转换单元的输出端连接；

第三输入端子与缺相检测模块的输出端连接；

第四输入端子与相序检测模块的输出端连接；

第一输出端子和第二输出端子分别与信号处理单元的输出端连接；