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多用途電力電子遠(yuǎn)程控制器的設(shè)計(jì)應(yīng)用

作者: 時(shí)間:2016-12-08 來源:網(wǎng)絡(luò) 收藏

在無人值班變電站、辦公場(chǎng)所、家用電器中,有許多需要進(jìn)行遠(yuǎn)程操作控制的設(shè)施,以實(shí)現(xiàn)通電和停電功能,從而提高效率、節(jié)約能源、增強(qiáng)安全性能。本文根據(jù)需要,進(jìn)行了相關(guān)電路的設(shè)計(jì)制作,能夠接收和判別手機(jī)與座機(jī)發(fā)布的操作指令,完成控制功能,到達(dá)設(shè)計(jì)目的。

本文引用地址:http://m.butianyuan.cn/article/201612/327790.htm

1.遠(yuǎn)控實(shí)例

在工農(nóng)業(yè)、機(jī)關(guān)廠礦和家用電器中,有若干需要進(jìn)行遠(yuǎn)程操作控制的儀器設(shè)施,如下實(shí)例:

(1)電力系統(tǒng)常用的五防電腦鑰匙,內(nèi)含蓄電池,現(xiàn)狀是不操作時(shí)長(zhǎng)期帶電浮充,由此容易老化損壞。對(duì)該狀況我們做了技術(shù)改進(jìn),將其設(shè)計(jì)為每當(dāng)操作使用后立即一次性充電,電能充滿后,自動(dòng)斷開電源,轉(zhuǎn)為冷機(jī)等待,去除熱浮充。當(dāng)調(diào)度中心下達(dá)操作命令,執(zhí)行人員則在遠(yuǎn)方通過座機(jī)或手機(jī)向相關(guān)變電站五防鑰匙發(fā)出信號(hào),啟動(dòng)斷開的充電電源,補(bǔ)充待機(jī)期間泄露的電能。而當(dāng)操作人員到達(dá)變電站時(shí),已有完整足夠的電量供其驗(yàn)碼、開鎖使用。

(2)現(xiàn)機(jī)關(guān)、廠房、商務(wù)等,都普遍裝配使用了照明、電腦、空調(diào)等設(shè)施。若同樣采用遠(yuǎn)程控制器,利用座機(jī)或手機(jī)向辦公地點(diǎn)發(fā)出指令,則儀器啟動(dòng),斷開電源,實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程隨機(jī)控制,達(dá)到安全節(jié)能目的。

(3)家用電器,猶如司機(jī)、供應(yīng)、業(yè)務(wù)推銷等流動(dòng)人員,不能確定回家時(shí)間,飯菜很難準(zhǔn)備。如使用遠(yuǎn)程控制設(shè)施,則可在任何工作結(jié)束時(shí),采用座機(jī)或手機(jī)發(fā)出指令,使家里電源接通,開始蒸煮煲湯。

這些實(shí)例都集中了一點(diǎn),采用座機(jī)或手機(jī)在遠(yuǎn)方隨機(jī)對(duì)電力設(shè)施進(jìn)行通、斷電控制,使之開展工作或節(jié)約能源等。那么該儀器的結(jié)構(gòu)如何?功能又是怎樣實(shí)現(xiàn)的呢?對(duì)此我們將進(jìn)行相關(guān)設(shè)計(jì)介紹。

2.電路設(shè)計(jì)

分析諸多遠(yuǎn)控實(shí)例的共同點(diǎn),是采用手機(jī)或座機(jī)向辦公室或家庭的電話機(jī),發(fā)出操作指令。電話機(jī)接到指令會(huì)產(chǎn)生振鈴脈沖,經(jīng)接收處理,確認(rèn)達(dá)到閥值電壓時(shí),送出兩類控制信號(hào),一類啟動(dòng)用電器工作,另一類則跳閘節(jié)能。據(jù)此,我們實(shí)施了相關(guān)電路的設(shè)計(jì)制作。

2.1采樣判斷電路

經(jīng)測(cè)量,電話機(jī)在無振鈴信號(hào)時(shí),分接線端頭電壓為43V,有呼叫信號(hào)到來時(shí),電壓上升至50V,高達(dá)7V的差距,為信號(hào)采集奠定了良好基礎(chǔ)。

圖1中端頭①、②從電話接線盒中引接而來,信號(hào)經(jīng)電阻R1降壓,疊加在電阻R2與R3的分壓值上,傳送給運(yùn)算放大器IC1的同相輸入端3腳。IC1的反相輸入端2腳接有4.5V穩(wěn)壓二極管D1,起基準(zhǔn)判斷作用。無鈴聲時(shí),盒中43V電壓經(jīng)R1降壓,V3低于V2,IC1保持截止?fàn)顟B(tài)。有呼叫信號(hào)到來時(shí),①、②端頭引入50V電壓,經(jīng)R1降壓,仍保持有≥5V的電壓值,使V3大于V2,IC1啟動(dòng)翻轉(zhuǎn),6腳輸出高電平。

2.2積分充電電路

集成運(yùn)放翻轉(zhuǎn)后,6腳輸出較為穩(wěn)定的5伏電壓值,傳送給電阻R7,并對(duì)電容C1充電,電位器W1做充電速率調(diào)整。

復(fù)合管BG1、BG2和R9完成功放和比較判斷雙功能,門檻電壓設(shè)計(jì)為4V,即UR61-2=Uc1﹤4V復(fù)合管截止,UR61-2≥4V復(fù)合管導(dǎo)通。

UR61-2=Uc1的變化情況有兩種:

第一,電話撥通,堅(jiān)持響完,一般鈴聲在10余次,時(shí)間在15秒以上,此時(shí)電容C1充電,數(shù)值如積分式,電壓Uc1從0~5V積累變化:

電壓積分曲線如圖2所示。

圖2中曲線1是在第一次撥通電話,IC1輸出高電平,電容電壓Uc1作充電積累,從a點(diǎn)的0值開始,經(jīng)過15秒左右,Uc1達(dá)到全電壓5V的60%,如圖中b點(diǎn)。此時(shí)鈴聲結(jié)束,因無人接聽,其他人在短時(shí)間內(nèi)不太會(huì)重?fù)埽琁C1返回截止。IC1截止后,6腳輸出低電平,Uc1轉(zhuǎn)為經(jīng)電阻R7、R6放電,圖示曲線1中從b點(diǎn)向d點(diǎn)下降,至回到0值電壓。整個(gè)過程控制電路不啟動(dòng)。

第二,使用者則知道,在第一次響鈴結(jié)束后,立即重?fù)?為避免撥號(hào)撞車和他人重?fù)?,?jīng)電位器W1調(diào)整,重?fù)艽螖?shù)可增加,但原理相同)。如圖3中曲線2,在幾秒鐘重?fù)艿拈g隔時(shí)間內(nèi),電容電壓Uc1亦會(huì)短時(shí)放電,降低約10%的幅值,即回到c點(diǎn)約2.5V處。因重?fù)埽琁C1又重新輸出高電平,電容器將會(huì)在余留的c點(diǎn)基礎(chǔ)上向5V滿電壓繼續(xù)積分充電。在此過程中,電壓值會(huì)達(dá)到:

UR61-2=Uc1≥4V

超過門檻電壓,復(fù)合管BG1、BG2導(dǎo)通,使后續(xù)電路啟動(dòng)工作。

2.3自保持電路

在圖2中,如上所述,當(dāng)復(fù)合管BG1、BG2導(dǎo)通,啟動(dòng)1A和30A小、中型繼電器J1與J2.

J1常開接點(diǎn)J1-1閉合,與串聯(lián)電阻R8一起引入直流工作電壓。作用是在使用人掛機(jī)后,IC1截止,UBG1-2=Uc1會(huì)在放電至失去復(fù)合管啟動(dòng)能力的情況下,實(shí)現(xiàn)自保持功能,使BG1、BG2繼續(xù)導(dǎo)通,J1與J2保持啟動(dòng)。

2.4交流工作電路

在圖2右側(cè)可見,220V交流電從③、④端頭引入,經(jīng)開關(guān)K1控制,分為三路工作。

2.4.1直流工作電源

當(dāng)開關(guān)K1合上,引入的220V交流電源,一端經(jīng)變壓器B降壓,D2、D3全波整流,電容C2濾波,WY1三端穩(wěn)壓,供做采樣、判斷、控制電路的工作電源。發(fā)光二極管Fg1與電阻R10串聯(lián),點(diǎn)亮指示工作電壓源正常。

2.4.2用電器通電控制

從圖2中可見,30A繼電器J2的常開接點(diǎn)J2-1、開關(guān)K2相并聯(lián),控制用電器DQ1的交流電源。這是在電腦、空調(diào)、家用電器有人在場(chǎng),需要直接或長(zhǎng)期用電時(shí),可合上K2,直接向用電器DQ1供電。但當(dāng)無人在場(chǎng),不用電或用電不定期時(shí),則先斷開K2,遠(yuǎn)方電力控制功能自動(dòng)投入,即當(dāng)話機(jī)或手機(jī)發(fā)布指令,經(jīng)判別為有效信號(hào)時(shí),電路翻轉(zhuǎn),使繼電器常開結(jié)點(diǎn)J2-1接通,向用電器供給交流電源。這對(duì)五防鑰匙充電和流動(dòng)性工作人員電炊做飯等控制相當(dāng)有用。

2.4.3用電器節(jié)能控制

在圖2中,我們將交流電的另一條支路中的K3開關(guān)和繼電器常閉接點(diǎn)J2-2做并聯(lián)設(shè)計(jì),由此實(shí)現(xiàn)對(duì)用電器是否投入電話遠(yuǎn)控跳閘節(jié)能的選擇。不投入,合上K3,工業(yè)或家用電器則可長(zhǎng)期帶電;但要考慮遠(yuǎn)控時(shí),則斷開K3,這時(shí),無遠(yuǎn)控指令來到,J2不啟動(dòng),常閉接點(diǎn)J2-2閉合,用電器照常工作。但當(dāng)辦公或家用的電腦、空調(diào)、電熱毯等,開啟后,往往出現(xiàn)使用人員離開卻忘記關(guān)斷電源的情況,這樣,不僅浪費(fèi)電能,增加開支,更潛伏安全隱患,不少火災(zāi)事故便是這樣引起的。所以,我們認(rèn)為采用遠(yuǎn)程控制為好。在本儀器中,只需簡(jiǎn)單斷開K3開關(guān),則在任何情況下,都可以采用電話遠(yuǎn)方發(fā)布指令,經(jīng)采樣、判斷、控制啟動(dòng),繼電器J2常閉接點(diǎn)J2-2斷開,電源關(guān)斷,起到遠(yuǎn)程安全節(jié)能控制的作用。

聯(lián)系前后可見,在繼電器J2的公共接點(diǎn)分別轉(zhuǎn)換投切下,常開和常閉接點(diǎn)在用電器導(dǎo)通送電、斷開節(jié)能控制中都可以發(fā)揮作用,這是對(duì)元器件功能的充分利用。

3.結(jié)語

綜上所述,我們采用基準(zhǔn)設(shè)置、運(yùn)放判別、積分采樣、閥值比較和繼電器接點(diǎn)的巧妙組合等,設(shè)計(jì)制作出的多用途電力電子控制儀,能響應(yīng)通訊工具在遠(yuǎn)方隨機(jī)發(fā)布的指令,實(shí)現(xiàn)用電器啟動(dòng)運(yùn)行和跳閘節(jié)能的雙重目的,電路優(yōu)化簡(jiǎn)潔,性價(jià)比高,頗值推廣應(yīng)用。



關(guān)鍵詞: 電力電子遠(yuǎn)程控制

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