一种继电器过零自适应控制系统及控制方法与流程

本发明涉及继电器，具体而言，涉及一种继电器过零自适应控制系统及控制方法。

背景技术：

1、随着科技的发展，电控设备越来越多。电控设备需要接入电源才能进行工作，这就需要有一个总开关来控制。在对高压电控设备进行供电时，传统的开关已无法直接用于导通或切断，这就会用继电器来当总开关。

2、继电器一般由铁芯、线圈、衔铁、弹簧、动触点和静触点组成，在线圈两端加上电压，线圈中就会流过电流，从而产生电磁效应，衔铁在电磁效应的作用下克服弹簧的拉力吸向铁芯，带动衔铁上的动触点和壳体上的静触点闭合；当线圈断电后，电磁效应消失，衔铁在弹簧的反作用力返回原来的位置，使动触点与静触点断开。通过动触点与静触点之间的闭合以及断开，实现电路的导通和切断。

3、在使用继电器来控制市电的通断时，如果继电器在市电的峰值附近闭合，则动触点和静触点闭合后会产生很大的火花，影响继电器的寿命并产生电磁干扰。为避免产生上述影响，现有技术中的继电器有设置过零保护电路，通过对继电器两端交流电压进行检测，在交流电压过零时，才控制继电器进行闭合或断开。

4、但是，在实际电路中，其负载未知，有可能是阻性负载、感性负载或容性负载。在感性负载或容性负载时，电压的过零点和电流的过零点存在相位差，交流电压过零时，其负载电路中的电流还未达到零点，还是会有较高的电流存在，此时继电器的动触点和静触点从闭合到断开，动触点和静触点之间还是会出现拉弧、黏连、火花等情况，还是会产生电磁干扰。而且现有技术中，在动触点和静触点从断开到闭合过程中，虽然是在交流电压过零时才控制继电器进行闭合的，但继电器自身动作需要时间，因此实际上继电器闭合并未在交流电压过零点。

技术实现思路

1、本发明要解决的技术问题是继电器无法准确在零点进行切断或导通，为克服以上现有技术的缺陷，本发明提供一种继电器过零自适应控制方法。

2、本发明提供一种继电器过零自适应控制方法，包括如下步骤：

3、s1、继电器处于常开状态，断开负载与交流电源的连接；

4、s2、检测得到交流电源的电压过零点；

5、s3、判断是否接收到继电器闭合信号；

6、若是，在电压过零点之前，主控电路控制继电器闭合，接通负载与交流电的连接，进入步骤s4；否则，返回步骤s2；

7、s4、检测得到负载的电流过零点；

8、s5、判断是否接收到继电器断开信号；

9、若是，在电流过零点之前，主控电路控制继电器断开，断开负载与交流电的连接；否则，返回步骤s4。

10、本技术一种继电器过零自适应控制方法与现有技术相比，具有以下优点：

11、继电器从断开切换到闭合时，对交流电源的电压过零点进行检测，且提前一段时间通过主控电路控制继电器闭合，继电器再结合自身动作时长，使得实际继电器能够在电压过零点闭合；

12、继电器从闭合切换到断开时，对负载的电流过零点进行检测，且提前一段时间通过主控电路控制继电器断开，继电器再结合自身动作时长，使得实际继电器能够在电流过零点断开；

13、保护继电器不发生黏连，更可以杜绝交流电源波峰电压以及负载波峰电流对于继电器动作的影响。

14、在一种可能的实施方式中，在步骤s3中，在电压过零点之前指与电压过零点间隔时长为(tcd/2)～(3×tcd/2)；其中，tcd为继电器闭合动作时长；tcd＝k1×temp+k2×t+∑(t3-t1)/n；其中，k1为温度补偿系数，temp为当前环境温度，k2为老化补偿系数，t为当前工作时长，t1为接收到继电器闭合信号之后最近的输入电压过零信号时间点，t3为t1时刻后继电器输出电压从低电平变为高电平信号时间点，n为继电器闭合次数。

15、与现有技术相比，采用上述技术方案能够让继电器闭合后是在交流电压过零点、以及理想的交流电压过零点附近，保证继电器闭合时产生的电弧最小，甚至没有电弧，防止产生电磁干扰，提高安全性。

16、在一种可能的实施方式中，在步骤s3中，主控电路控制继电器闭合动作时间点t闭＝t1+t0-tcd；其中，t0为交流电源供电周期的一半。

17、与现有技术相比，采用上述技术方案能够最快的让继电器在电压过零点进行闭合。

18、在一种可能的实施方式中，在步骤s5中，在电流过零点之前指与电流过零点间隔时长为(tod/2)～(3×tod/2)；其中，tod为继电器断开动作时长，tod＝k1×temp+k2×t+∑(t4-t2)/m；其中，k1为温度补偿系数，temp为当前环境温度，k2为老化补偿系数，t为当前工作时长，t2为接收到继电器断开信号之后最近的输出电流过零信号时间点，t4为t2时刻后继电器输出电压从高电平变为低电平信号时间点，m为继电器断开次数。

19、与现有技术相比，采用上述技术方案能够让继电器断开后是在电流过零点、以及理想的电流过零点附近，保证继电器断开时产生的电弧最小，甚至没有电弧，防止产生电磁干扰，提高安全性。

20、在一种可能的实施方式中，在步骤s5中，主控电路控制继电器断开动作时间点t断＝t2+t0-tod；其中，t0为交流电源供电周期的一半。

21、与现有技术相比，采用上述技术方案能够最快的让继电器在电流过零点进行断开。

22、在一种可能的实施方式中，继电器的实际供电电压大于等于额定电压，继电器的实际供电电压的占空比p＝vk/v；其中，vk为继电器吸合后的有效电压，v为继电器的实际供电电压。

23、与现有技术相比，通过采用具有占空比的实际供电电压来对继电器供电，防止继电器长时间吸合后导致动触点和静触点粘滞，不便断开。

24、在一种可能的实施方式中，继电器的实际供电电压v为9～16v。

25、与现有技术相比，采用较低电压就能启动的继电器，提高电路的安全性。

26、在一种可能的实施方式中，继电器的实际供电电压v为12v，继电器吸合后的有效电压为4.8v。

27、与现有技术相比，12v就能启动的继电器，价格较低，使用范围更广。

28、在一种可能的实施方式中，交流电源为ac220v，交流电源的频率为50hz。

29、与现有技术相比，直接使用市电来进行提供电能，使用范围更广。

30、本发明提供的另一技术解决方案是，提供一种继电器过零自适应控制系统，包括：

31、电源电路，用于提供电源，所述电源电路与继电器的供电端电连接；

32、按键电路，用于发出继电器闭合信号或继电器断开信号；

33、主控电路，用于控制继电器导通或切断，所述主控电路的输出端与继电器的控制端电连接，所述按键电路与主控电路的输入端电连接；

34、电压过零检测电路，用于检测交流电源的电压过零点，所述电压过零检测电路的输入端与交流电源电连接，所述电压过零检测电路的输出端与主控电路电连接；

35、电流过零检测电路，用于检测负载的电流过零点，所述电流过零检测电路的输入端与负载电连接，所述电流过零检测电路的输出端与主控电路电连接；

36、负载端电压检测电路，用于检测负载电压高低电平切换，所述负载端电压检测电路的输入端与负载电连接，所述负载端电压检测电路的输出端与主控电路电连接；

37、温度检测电路，用于检测继电器所处的环境温度，所述温度检测电路与主控电路电连接；

38、主控电路根据电压过零检测电路检测的电压过零点，提前控制继电器导通；主控电路根据电流过零检测电路检测的电流过零点，提前控制继电器断开。

39、本技术一种继电器过零自适应控制系统与现有技术相比，具有以下优点：

40、继电器从断开切换到闭合时，对交流电源的电压过零点进行检测，且提前一段时间通过主控电路控制继电器闭合，继电器再结合自身动作时长，使得实际继电器能够在电压过零点闭合；

41、继电器从闭合切换到断开时，对负载的电流过零点进行检测，且提前一段时间通过主控电路控制继电器断开，继电器再结合自身动作时长，使得实际继电器能够在电流过零点断开；

42、保护继电器不发生黏连，更可以杜绝交流电源波峰电压以及负载波峰电流对于继电器动作的影响。