[发明专利]智能相电输出交换装置及其控制方法

摘要

本发明公开了智能相电输出交换装置及其控制方法。涉及三相四线电源输出口相电选择技术领域，能使三相四线电源的负载接口供电相易改变，并能根据三相上功率因素不平衡进行负载接口供电相自动交换，包括A相、B相、C相、零线N、三个负载接口、控制器和若干个节点以及分别与控制器连接的三相功率因数监测器、接口功率因数监测器、两个相电压采样电路、两个单相逆变电源、两个过滤器，两个隔离变压器、两个负载接口电压采样电路和若干个开关；通过控制器的控制实现各个负载接口之间输入相电的改变。

主权项

智能相电输出交换装置，其特征在于，包括A相、B相、C相、零线N、A接线口、B接线口、C接线口、一号负载接口(811)、二号负载接口(822)、三号负载接口(833)、控制器(107)、节点J1、节点J2、节点J3、节点J4、节点J5、节点J6、节点J7和节点J8；还包括分别与控制器连接的三相功率因数监测器(101)、一号相电压采样电路(102)、一号单相逆变电源(103)、一号过滤器(104)、一号隔离变压器(105)、一号负载接口电压采样电路(108)、接口功率因数监测器(109)、二号相电压采样电路(110)、二号单相逆变电源(1030)、二号过滤器(1040)，二号隔离变压器(1050)、二号负载接口电压采样电路(1080)、开关K1、开关K2、开关K3、开关K4、开关K5、开关K6、开关K7、开关K8、开关K9、开关K10、开关K11、开关K12、开关K13、开关K14、开关K15、开关K16、开关K17、开关K18、开关K19、开关K20和开关K21；所述A相连接在A接线口的火线输入端上，B相连接在B接线口的火线输入端上，C相连接在C接线口的火线输入端上，所述A接线口的零线输入端、所述B接线口的零线输入端和所述C接线口的零线输入端均与零线N连接；所述开关K19的一端、三相功率因数监测器的a监测端、一号相电压采样电路的a采样端、二号相电压采样电路的a采样端、开关K1的一端、A接线口的输出端、开关K9的一端、开关K13的一端和开关K15的一端分别与节点J1连接；所述开关K20的一端、三相功率因数监测器的b监测端、一号相电压采样电路的b采样端、二号相电压采样电路的b采样端、开关K2的一端、B接线口的输出端、开关K8的一端、开关K12的一端和开关K14的一端分别与节点J2连接；所述开关K21的一端、三相功率因数监测器的c监测端、一号相电压采样电路的c采样端、二号相电压采样电路的c采样端、开关K3的一端、C接线口的输出端、开关K7的一端、开关K10的一端和开关K11的一端分别与节点J3连接；所述一号隔离变压器的电源输出端、一号负载接口电压采样电路的采样端、开关K4的一端、开关K5的一端和开关K6的一端分别与节点J4连接；所述二号隔离变压器的电源输出端、二号负载接口电压采样电路的采样端、开关K16的一端、开关K17的一端和开关K18的一端分别与节点J5连接；所述开关K4的另一端、开关K9的另一端、开关K10的另一端、开关K14的另一端、接口功率因数监测器的一号监测端和一号负载接口分别与节点J6连接；所述开关K5的另一端、开关K8的另一端、开关K11的另一端、开关K15的另一端、接口功率因数监测器的二号监测端和二号负载接口分别与节点J7连接；所述开关K6的另一端、开关K7的另一端、开关K12的另一端、开关K13的另一端、接口功率因数监测器的三号监测端和三号负载接口分别与节点J8连接；所述开关K1的另一端、开关K2的另一端和开关K3的另一端均与一号单相逆变电源的电源输入端连接，所述一号过滤器的输入端连接在一号单相逆变电源的电源输出端上，所述一号过滤器的输出端连接在一号隔离变压器的电源输入端上；所述开关K19的另一端、开关K20的另一端和开关K21的另一端均与二号单相逆变电源的电源输入端连接，所述二号过滤器的输入端连接在二号单相逆变电源的电源输出端上，所述二号过滤器的输出端连接在二号隔离变压器的电源输入端上；所述开关K1、开关K2、开关K3、开关K7、开关K8、开关K9、开关K10、开关K11、开关K12、开关K13、开关K14、开关K15、开关K19、开关K20和开关K21均为电路结构完全相同的复合开关；所述复合开关包括一号节点(701)、二号节点(702)、一号开关(2011)、二号开关(2021)、三号开关(2031)、四号开关(2041)、五号开关(2051)、六号开关(2061)、节点Ma、节点Mb、节点Mc、节点Md、节点Me、电感La、电容Ca、电容C0、电容C2、二极管D1、二极管D2、二极管D3、二极管D4、光电耦合器OPT、电阻R0、电阻R1、电阻R2、切换开关Ka、磁驱动电力路(502)、硅驱动电路(503)、自用电供电模块(901)和接地端SGND，所述控制器(107)包含有脉冲计数器(805)；所述切换开关Ka包括可控硅开关Kb和磁保持继电器开关Kc，所述光电耦合器OPT包括发光二极管D5和光敏三极管Q0；所述可控硅开关Kb的一端和磁保持继电器开关Kc的一端分别与一号节点连接，所述可控硅开关Kb的另一端、一号开关的一端、三号开关的一端、四号开关的一端和电感La的一端分别与节点Ma连接，所述电感La的另一端、电容Ca的一端、二号开关的一端、五号开关的一端和六号开关的一端分别与节点Mb连接，磁保持继电器开关Kc的另一端、一号开关的另一端和二号开关的另一端分别与节点Mc连接，所述电容C2的一端、四号开关的另一端、二极管D1的正极端和二极管D3的负极端分别与节点Md连接，所述二极管D2的正极端、二极管D4的负极端、电容C0的一端和电阻R2的一端分别与节点Me连接，所述三号开关的另一端与电阻R1的一端连接，所述电阻R1的另一端与电容C2的另一端连接，五号开关的另一端与电容C0的另一端连接，六号开关的另一端与电阻R2的另一端连接，所述电容Ca的另一端连接在二号节点上，所述二极管D1的负极端和二极管D2的负极端分别连接在发光二极管D5的正极端上，所述二极管D3的正极端和二极管D4的正极端分别连接在发光二极管D5的负极端上，所述光敏三极管Q0的集电极端分别与电阻R0的一端和控制器连接，所述光敏三极管Q0的发射极与信号接地端SGND连接，所述自用电供电模块分别与电阻R0的另一端、磁驱动电路、硅驱动电路和控制器连接，所述硅驱动电路分别与可控硅开关Kb的控制端和控制器连接，所述磁驱动电路分别与磁保持继电器开关Kc的控制端和控制器连接；在同一时间断面内所述一号节点(701)只能与A相、B相和C相这三相中的其中一相导通连接；所述二号节点(702)连接在零线N上。