[发明专利]零毫秒三相不平衡治理换相开关及其换相时序控制方法

权利要求书

1.零毫秒三相不平衡治理换相开关，包括上电路板、晶闸管、磁保持继电器和下电路板，其特征在于：所述晶闸管和所述磁保持继电器均通过管脚插接在所述下电路板上，所述晶闸管设置有3个，分别为A相晶闸管、B相晶闸管和C相晶闸管，所述磁保持继电器也设置有3个，分别为A相磁保持继电器、B相磁保持继电器和C相磁保持继电器，所述下电路板上还设置有换相单元电路用于换相，所述上电路板上安装有数码管，所述上电路板上还设置有用于控制和信号处理的CPU单元、驱动单元电路、数码管及指示灯显示电路、RF单元电路和电源单元电路，所述CPU单元分别与所述驱动单元电路、所述数码管及指示灯显示电路、所述换相单元电路、所述RF单元电路和所述电源单元电路通信连接。

2.根据权利要求1所述的零毫秒三相不平衡治理换相开关，其特征在于：所述换相单元电路中设置有防雷管TV1、TV2、TV3、TV4，所述防雷管TV1、TV2、TV3、TV4的IN+管脚连接在一起后接入可变电阻VR1，TV1、TV2、TV3、TV4，所述防雷管TV1、TV2、TV3、TV4的IN-管脚分别接有电阻R1、R2、R3、R8，所述可变电阻VR1的两端分别连接到模块电源芯片ACDC的ACL管脚和ACN管脚，所述模块电源芯片ACDC的的4脚接地，3脚串接电感L1后接入电源正极，3脚和4脚之间还连接有瞬态抑制二极管TVS用于作为静电过压保护器，所述可变电阻VR1并联接有电容C1，所述防雷管TV1、TV2、TV3、TV4的IN+管脚还通过可变电阻VR2连接到所述A相磁保持继电器、所述B相磁保持继电器和所述C相磁保持继电器,所述A相磁保持继电器、所述B相磁保持继电器和所述C相磁保持继电器的TRIGER、Release、Pullin管脚连接到滤波电路。

3.根据权利要求2所述的零毫秒三相不平衡治理换相开关，其特征在于：所述上电路板一侧设置有面盖，所述上电路板通过螺丝安装固定在所述面盖内侧，所述面盖外侧表面固定有按钮，所述按钮与所述上电路板接触连接便于输送按钮控制信号。

4.根据权利要求3所述的零毫秒三相不平衡治理换相开关，其特征在于：所述下电路板一侧设置有底盖，所述下电路板通过螺丝固定在所述底盖的内侧，所述底盖和所述面盖通过螺栓固定安装在一起。

5.根据权利要求3所述的零毫秒三相不平衡治理换相开关，其特征在于：所述面盖底部还安装有接线端子，所述接线端子用于压接电源线。

6.根据权利要求3所述的零毫秒三相不平衡治理换相开关，其特征在于：所述接线端子上扣盖有下盖，所述下盖的两端铆接在所述接线端子上便于翻盖和扣盖。

7.根据权利要求2所述的零毫秒三相不平衡治理换相开关，其特征在于：所述CPU单元基于STM32F103RC芯片进行数据信号的处理。

8.根据权利要求2所述的零毫秒三相不平衡治理换相开关，其特征在于，相开关换相过程控制步骤如下：

（1）在A相的相电压由负半周向正半周过渡的过零点T1处，发出A相磁保持继电器MR_A释放脉冲及A、B相晶闸管导通触发电平信号，磁保持继电器释放过程需要4至5毫秒时间，磁保持继电器释放时A相晶闸管同时导通，B相晶闸管由于反向偏置电压而仍处于反向阻断状态，主回路经SCR_A向负载供电；

（2）B相的相电压由负半周向正半周过渡的过零点T2与T1的相位差为120°，故T2时刻滞后于T1时刻20ms÷3=6.66毫秒， 在T2处发出B相磁保持继电器MR_B吸合脉冲，磁保持继电器吸合需要5至10毫秒时间，主回路仍经SCR_A向负载供电；

（3）再经过30°后的T3时刻（即1.66毫秒），A相相电压与B相相电压相等（线电压过零点，即A、B相等电位点），SCR_A、SCR_B的触发信号仍然存在，此时两只晶闸管互为闭锁，即若SCR_A导通则SCR_B必然截止，若SCR_B导通则SCR_A必然截止，其中只能有一只晶闸管处于导通状态，等电位点是一个时刻点，没有持续时间，一旦越过此点，由于B相电压高于A相电压，B相晶闸管SCR_B导通，它的导通立即给A相的晶闸管SCR_A施加反向偏置电压使其立即阻断，此后主回路经SCR_B向负载供电；

（4）自T2时刻经过5至8毫秒后，B相磁保持继电器MR_B吸合完毕，此后主回路经MR_B向负载供电；

（5）在C相的相电压由负半周向正半周过渡的过零点T4时刻，停止A、B相晶闸管SCR_A、SCR_B的触发信号，由于晶闸管是半控器件，此时即使B相磁保持继电器未完成吸合动作，B相晶闸管SCR_B仍维持导通状态，直至B相磁保持继电器MR_B完成吸合后，B相晶闸管SCR_B由于被旁路而截至；

（6）在B相磁保持继电器MR_B完成吸合后，主回路经B相磁保持继电器MR_B向负载供电。