专利名称：智能化断路器过载特性试验台的制作方法
技术领域：
本实用新型属于一种低压电器试验台，特别是涉及一种智能化断路器过载特性试
验台O
背景技术：
低压电器是机械工业的基础元件，其产品的性能和质量直接影响电力系统与工业控制系统的可靠运行。按照国家标准及IEC标准，低压断路器在出厂前都必须进行包括过载长延时脱扣特性在内的试验。根据这一市场需求，市场上涌现了一批带恒流输出功能的断路器脱扣特性试验台，自动化程度高，质量可靠，大大提高了测试效率。主要技术参数包括输出电流范围AC 100 1000A ；电流精度士5% ；可以看出试验台输出电流范围小 最大值仅是最小值的十倍，对壳架电流小于100A的微型断路器无法试用，这主要是因为变压器输出电压越低才能满足试验台最大输出1000A电流输出，而微型断路器触头电阻大又要求变压器输出电压高，这两者是矛盾的，所以大部分试验台输出电流范围不可能太宽；而且电流精度低，越来越不能满足市场上大部分智能化断路器对电流精度要求。
发明内容本实用新型为解决公知技术中存在的技术问题而提供一种输出电流范围宽、电流精度高的智能化断路器过载特性试验台。本实用新型为解决公知技术中存在的技术问题对于智能化断路器过载特性试验台所采取的技术方案是它包括有一工业控制计算机、一工业触摸显示屏和一稳流电源； 所述的工业触摸显示屏通过配套线缆与所述的工业控制计算机相连；所述的稳流电源包括有一开关电源、一继电器控制单元、接触器控制单元、信号处理单元、电机(Ml)正反转回路、自耦变压器(TVl)和互耦变压器(1 及其原边抽头组合电路；所述的开关电源并接在 220伏电源间，产生电源M伏、及对应的地GNDl，和产生电源5伏、及对应的地GND ；所述的继电器控制单元中的第一 第四继电器(KAl KA4)的各一个常开接点分别与所述的接触器控制单元的第一 第四接触器(KMl KM4)的控制线圈串联后，再彼此并联接220伏电源；所述的继电器控制单元的第五继电器(KA5)的一个常开接点串联在所述的自耦变压器 (TVl)的原边端，而第六继电器(KA6)的两组常开接点和两组常闭接点分别接入所述的电机(Ml)正反转回路；所述的电机(Ml)正反转回路的一端接M伏电源正极，另一端接场效应管(VTl)的漏极极，场效应管(VTl)的源极接地(GNDl)；所述的场效应管(VTl)的栅极与三极管(VlO)的发射极相连；所述的三极管(VlO)的集电极接M伏正极，其基极通过第七电阻(R7)接所述工业控制计算机的3端，其发射极通过第八电阻(R8)接地(GNDl)所述的继电器控制单元的第一 第六继电器(KAl KA6)的线圈的一端接M伏正极，另一端分别顺序接第一 第六光耦(Ul TO)的集电极；所述第一 第六光耦(Ul TO)的发射极与地(GNDl)相连，其阴极分别与地(GND)相连，第一 第六光耦(Ul TO)的阳极分别顺序通过第一 第六限流电阻(Rl R6)接所述的工业控制计算机的第4 9端；所述的电机(Ml)的旋转带动所述的自耦变压器(TVl)的滑动端移动；所述的信号处理单元的输入端2 输入互耦变压器0 副边的第一电流互感器(CTl)的信号，所述信号处理单元的输入端1 输入互耦变压器0 副边反映自耦变压器(TVl)滑动端位置的第二电流互感器(CT2)的信号，所述的信号经所述信号处理单元放大后分别输入到所述工业控制计算机的2、1端； 所述互耦变压器0 的原边包括有第一 第四(Cl C4)四个绕组，其中第一和第二绕组 (C1、C2)串接，第三和第四绕组(C3、C4)串接；所述的自耦变压器(TVl)的副边线圈的两端各分别串接所述第三和第四接触器(KM3、KM4)的一个常开接点的一端，而这所述的自耦变压器(TVl)的副边线圈的两端各分别串接的所述第三和第四接触器(KM3、KM4)的一个常开接点的另一端，分别接所述互耦变压器0 的第一绕组(Cl)和第四绕组(C4)的两端；所述第二接触器(KiC)的两个常开接点的两端分别接所述互耦变压器(1 的第一绕组(Cl) 与第二绕组(C2)的连接点和第三绕组(C3)的自由端和第三绕组(C3)与第四绕组(C4)的连接点及第三绕组(O)的自由端；第一接触器(KMl)的一个常开接点的两端分别接所述第二绕组(以)及第三绕组(O)的自由端；所述互耦变压器(1 的副极线圈的两端接与被测断路器(K)连接的连接端。本实用新型还可以采用如下技术方案所述的互耦变压器(T2)副边具有4个抽头(Al、A2、A3、A4)，其中一个抽头(A4) 为公共端；所述互耦变压器(T2)的副边线圈中的3个(Al、A2、A3)中的任何一个，分别与公共端(A4)为与被测断路器(K)连接的连接端。本实用新型具有的优点和积极效果是因为本设计使用的稳流电源具有两级自动调压和1级手动调压功能，可以满足不同阻抗断路器的使用需求。其稳流电源输出范围宽， 可达AC 10 1000A，最大输出与最小输出之比为100倍。另外由于采用工控机控制互耦变压器T2原边线圈进行抽头组合，使得试验台具有不同量程的三挡电流输出即电流3、电流 2，电流1，所以稳流速度快，测量精度高并且独特的稳流过程对断路器触头冲击最小。

图1是本实用新型的电路原理图；图2是本实用新型的控制流程图。
具体实施方式
为能进一步了解本实用新型的发明内容、特点及功效，兹例举以下实施例，并配合附图详细说明如下如图1所示，工业触摸显示屏通过配套线缆与工业控制计算机相连；稳流电源包括有一开关电源、一继电器控制单元、接触器控制单元、信号处理单元、电机Ml正反转回路、自耦变压器TVl和互耦变压器T2及其原边抽头组合电路；开关电源并接在220伏电源间，产生电源M伏、及对应的地GND1，和产生电源5伏、及对应的地GND ；继电器控制单元中的继电器KAl KA4的各一个常开接点分别与接触器控制单元的接触器KMl KM4的控制线圈串联后，再彼此并联接220伏电源；继电器控制单元的继电器KM5的一个常开接点串联在自耦变压器TVl的原边端，而继电器KA6的两组常开接点和两组常闭接点分别接入所述的电机Ml正反转回路；电机Ml正反转回路的一端接M伏电源正极，另一端接场效应管VTl的漏极，场效应管VTl的源极接地GNDl ；场效应管VTl的栅极与三极管VlO的发射极相连； 三极管VlO的集电极接M伏正极，其基极通过电阻R7接工业控制计算机的3端，其发射极通过电阻R8接地GNDl ；继电器控制单元的继电器KAl KA6的线圈的一端接对伏正极，另一端分别顺序接光耦Ul U6的集电极；光耦Ul U6的发射极与地GNDl相连，其阴极分别与地GND相连，光耦Ul U6的阳极分别顺序通过限流电阻Rl R6接工业控制计算机的第4 9端；电机Ml的旋转带动自耦变压器TVl的滑动端移动；信号处理单元的输入端 2输入互耦变压器T2副边的电流互感器CTl的信号，信号处理单元的输入端1输入互耦变压器T2副极边反映自耦变压器TVl滑动端位置的电流互感器CT2的信号，信号处理单元中采用0P07等集成运放将输入端口 1，2的信号放大成工控机可以识别的等效信号；信号经所述信号处理单元放大后分别输入工业控制计算机的2、1端。互耦变压器T2的原边抽头组合电路包括有Cl C4四个绕组，其中绕组Cl、C2串接，绕组C3、C4串接；自耦变压器TVl 的副边线圈的两端各分别串接接触器KM3、KM4的一个常开接点的一端，而自耦变压器TVl 的副边线圈的两端各分别串接接触器KM3、KM4的一个常开接点，接触器KM3、KM4常开接点的另一端分别接互耦变压器T2的绕组Cl和绕组C4的两端；接触器KM2的两个常开接点的两端分别接互耦变压器T2的绕组Cl和绕组C2的连接点与绕组C3的自由端和绕组C3与绕组C4的连接点与绕组C3的自由端；接触器KMl的一个常开接点的两端分别接绕组C2与绕组C3的自由端。互耦变压器T2的副边线圈的两端接与被测断路器K连接的连接端。在图1中信号处理单元输入端口 2采集CTl互感器的微弱信号，并放大成适合工控机输入的信号，由信号处理单元输出端口 4输出，输入到工控机采集端口 2，工控机将此信号换算成实际电流与设定值比较，并由工控机输出端口 9控制光耦TO工作从而控制继电器KA6线圈是否得电决定电机Ml旋转方向，同时工控机由输出端口 3控制三极管VlO导通， 进而使得场效应管VTl导通，电机Ml转动并带动自耦变压器TVl旋转，改变互耦变压器T2 初级线圈输入电压，达到调整输出电流的目的，这是1级自动调压。工控机由输出端口 6，5 分别控制光耦U3，U2工作从而控制KA3、KA2继电器线圈得电，其常开节点闭合，接触器KM3、 KM2线圈得电，其常开节点闭合使得互耦变压器T2初级抽头组合，原边线圈使用C2，C3并联 (电流1档)；或者，工控机由输出端口 6，4分别控制光耦U3，U1工作从而控制KA3、KA1继电器线圈得电，其常开节点闭合，接触器KM3、KMl线圈得电，其常开节点闭合使得互耦变压器T2初级抽头组合，原边线圈使用C2，C3串联(电流2档)；或者，工控机由输出端口 7，4 分别控制光耦U4，U1工作从而控制KA4、KA1继电器线圈得电，其常开节点闭合，接触器KM4、 KMl线圈得电，其常开节点闭合使得互耦变压器T2初级抽头组合，原边线圈使用Cl，C2，C3， C4串联(电流3档)；在互耦变压器T2输入相同的情况下，原边线圈C1，C2，C3，C4经过不同组合后，相比原边线圈未经组合时，互耦变压器T2副边的带负载能力分别提升了 4倍，2 倍和1倍，所以这种方法使得该试验台输出电流范围宽，这又是1级自动调压。互耦变压器 T2副边具有4组抽头Al，A2，A3，A4，其中A4为公共端，Al，A4之间最大输出电压12V ；A2, A4之间最大输出电压6V ；A3，A4之间最大输出电压3V，因为塑壳断路器系列电流范围宽，断路器体积从小到大，断路器内阻与体积的大小成反比，所以根据断路器的体积，灵活选择互耦变压器T2副边的两个抽头，其中体积越小应使用较大输出量程的抽头，这是1级手动调压，方便用户获得高精度，宽范围的恒定电流。如图2所示，程序中一直等待用户进行试验电流设定；一旦设定后，工控机控制调压器旋转至最低，接通电流3档，负载回路电流从0缓慢上升，上升过程中一直将当前电流与设定电流比较，当前电流达到设定电流或反应调压器位置电压达到电流3档满量程 (0. 75V)的一半时，由设定电流与当前电流的比值和当前的位置电压推算出设定电流对应的位置电压，并记录最终使用的电流档数；因为当前接通的是输出电流最小的电流3档， 将最终使用的电流档数上的位置电压换算成电流3档上对应的电压，继续调整调压器到达该位置电压；然后关断电流3档，接通记录的电流档，这时实际电流与设定电流相差只有几安培，此后进入细调过程，当两者差值低于设定电流的0.5%时，关断电流，提示用户稳流成功，是否需要开始测试，经用户确认后接通刚刚调整好的电流，进行试验。由于采用工控机控制，反应速度快，计算能力强，上述稳流完成时间在^以内。
权利要求1. 一种智能化断路器过载特性试验台，其特征是它包括有一工业控制计算机、一工业触摸显示屏和一稳流电源；所述的工业触摸显示屏通过配套线缆与所述的工业控制计算机相连；所述的稳流电源包括有一开关电源、一继电器控制单元、接触器控制单元、信号处理单元、电机Ml正反转回路、自耦变压器TVl和互耦变压器T2及其原边抽头组合电路； 所述的开关电源并接在220伏电源间，产生电源M伏、及对应的地GND1，和产生电源5伏、 及对应的地GND ；所述的继电器控制单元中的第一 第四继电器KAl KA4的各一个常开接点分别与所述的接触器控制单元的第一 第四接触器KMl KM4的控制线圈串联后，再彼此并联接220伏电源；所述的继电器控制单元的第五继电器KA5的一个常开接点串联在所述的自耦变压器TVl的原边端，而第六继电器KA6的两组常开接点和两组常闭接点分别接入所述的电机Ml正反转回路；所述的电机Ml正反转回路的一端接M伏电源正极，另一端接场效应管VTl的漏极极，场效应管VTl的源极接地GNDl所述的场效应管VTl的栅极与三极管VlO的发射极相连；所述的三极管VlO的集电极接M伏正极，其基极通过第七电阻 R7接所述工业控制计算机的3端，其发射极通过第八电阻R8接地GNDl ；所述的继电器控制单元的第一 第六继电器KAl KA6的线圈的一端接M伏正极，另一端分别顺序接第一 第六光耦Ul U6的集电极；所述第一 第六光耦Ul U6的发射极与地GNDl相连，其阴极分别与地GND相连，第一 第六光耦Ul TO的阳极分别顺序通过第一 第六限流电阻 Rl R6接所述的工业控制计算机的第4 9端；所述的电机Ml的旋转带动所述的自耦变压器TVl的滑动端移动；所述的信号处理单元的输入端2输入互耦变压器T2副边的第一电流互感器CTl的信号，所述信号处理单元的输入端1输入互耦变压器T2副边反映自耦变压器TVl滑动端位置的第二电流互感器CT2的信号，所述的信号经所述信号处理单元放大后分别输入到所述工业控制计算机的2、1端；所述互耦变压器T2的原边包括有第一 第四 Cl C4四个绕组，其中第一和第二绕组Cl、C2串接，第三和第四绕组C3、C4串接；所述的自耦变压器TVl的副边线圈的两端各分别串接所述第三和第四接触器KM3、KM4的一个常开接点的一端，而这所述的自耦变压器TVl的副边线圈的两端各分别串接的所述第三和第四接触器KM3、KM4的一个常开接点的另一端，分别接所述互耦变压器T2的第一绕组Cl和第四绕组C4的两端；所述第二接触器KM2的两个常开接点的两端分别接所述互耦变压器T2 的第一绕组Cl与第二绕组C2的连接点和第三绕组C3的自由端和第三绕组C3与第四绕组 C4的连接点及第三绕组C3的自由端；第一接触器KMl的一个常开接点的两端分别接所述第二绕组C2及第三绕组C3的自由端；所述互耦变压器T2的副极线圈的两端接与被测断路器K连接的连接端。
专利摘要本实用新型涉及一种智能化断路器过载特性试验台。其特点是它包括有一工业控制计算机、一工业触摸显示屏和一稳流电源；工业控制计算机与工业触摸显示屏相连；稳流电源包括有一继电器控制单元、接触器控制单元、信号处理单元、电机正反转回路、自耦变压器、互耦变压器及其原边初级抽头组合电路。本实用新型提供的稳流电源具有两级自动调压和1级手动调压功能，可满足不同阻抗断路器的使用需求。其稳流电源输出范围宽可达AC10～1000A，最大输出与最小输出之比为100倍。由于采用工控机控制互耦变压器T2原边线圈进行抽头组合，使得试验台具有不同量程的三挡电流输出，所以稳流速度快，测量精度高并且独特的稳流过程对断路器触头冲击最小。
文档编号G01R31/327GK201974510SQ20112001032
公开日2011年9月14日 申请日期2011年1月14日 优先权日2011年1月14日
发明者尹国祥, 郭元丰, 钟仁全, 陆兮 申请人:尹国祥, 郭元丰, 钟仁全, 陆兮