一种干式变压器温控器风机故障检测电路的制作方法

1.本实用新型涉及干式变压器技术领域，具体涉及一种干式变压器温控器风机故障检测电路。


背景技术：

2.干式变压器广泛用于局部照明、高层建筑、机场、码头等场所，简单的说干式变压器就是指铁芯和绕组不浸渍在绝缘油中的变压器。而具有强制风冷型的干式变压器输出容量可提高50%。为了提高干式变压器的可靠性。需要对散热风机进行实时监测，以防其出现故障导致干式变压器过载。常规干式变压器散热风机的功率介于40-100w，工作电流比较小，约为0.18a-0.45a。风机的启停控制、监测、故障报警均由干式变压器温控器完成。通常的做法是检测风机工作电流，来判断风机是否出现故障。当风机出现故障时，以发出声光报警来提示干式变压器管理人员及时进行故障检修。
3.现有技术均为通过互感器作为电流传感器来采集风机的工作电流，以是否有电流来判断风机是否出现故障。强制风冷型干式变压器一般配备2个或6个风机。2个风机的配套温控器，其电流互感器及外围电路的成本在温控器总成本中占比不算大，占用电路板的面积也不多。但是6个风机时，成本占比大幅攀升，占电路板的面积也到了难以接受的地步。导致电路板设计难度增加，同时电路板尺寸变大成本也变高。针对上述缺陷，本实用新型作出了改进。


技术实现要素：

4.为了克服背景技术的不足，本实用新型提供一种干式变压器温控器风机故障检测电路，实际使用效果好，无需设置成本高且体积过大的互感器，以此大幅降低了成本和对电路板空间的占用，大大提高了电路板布局的灵活性，进而能更好地满足实际使用需求。
5.本实用新型所采用的技术方案是：一种干式变压器温控器风机故障检测电路，包括有微处理器、风机工作电路、风机故障检测模块和声光报警模块，所述风机故障检测模块包括电流/电压转换模块和信号处理模块，所述电流/电压转换模块与信号处理模块电连接，信号处理模块与所述微处理器电连接，所述风机工作电路包括风机供电电路和启停控制电路，所述风机供电电路形成供电回路，所述启停控制电路与微处理器电连接，启停控制电路包括继电器，继电器具有继电器线圈和继电器常开触点，所述电流/电压转换模块和继电器常开触点均串联在所述供电回路中，所述声光报警模块与微处理器电连接。
6.优选的，所述风机供电电路包括交流电源和风机，所述电流/电压转换模块具有第一端和第二端，所述风机的第一端电连接所述交流电源的零线端，风机的第二端电连接所述继电器常开触点的第一端，继电器常开触点的第二端电连接所述电流/电压转换模块的第二端，电流/电压转换模块的第一端电连接所述交流电源的火线端。
7.优选的，所述信号处理模块包括电阻r1和光电耦合器，所述电流/电压转换模块的第一端电连接所述电阻r1的第一端，电阻r1的第二端电连接所述光电耦合器的第一输入引
脚，光电耦合器的第二输入引脚电连接所述电流/电压转换模块的第二端，光电耦合器的第一输出引脚接入dc5v，光电耦合器的第二输出引脚电连接所述微处理器的一个i/o口。
8.优选的，所述电流/电压转换模块包括二极管d1、二极管d2和二极管d3，所述二极管d1的正极与二极管d2的负极短接形成所述电流/电压转换模块的第一端，二极管d1的负极电连接所述二极管d3的正极，二极管d3的负极与二极管d2的正极短接形成所述电流/电压转换模块的第二端。
9.优选的，所述电流/电压转换模块采用稳压二极管d4，稳压二极管d4的负极形成所述电流/电压转换模块的第一端，稳压二极管d4的正极形成所述电流/电压转换模块的第二端。
10.优选的，所述信号处理模块还包括rc滤波模块，rc滤波模块包括电阻r2和电容c1，所述光电耦合器的第二输出引脚电连接所述电阻r2的第一端，电阻r2的第二端电连接所述电容c1的第一端，电容c1的第二端接地，所述电阻r2的第二端还电连接所述微处理器的一个i/o口。
11.优选的，所述启停控制电路还包括三极管q1和二极管d5，所述继电器线圈的第一端接入dc12v，所述二极管d5的负极电连接所述继电器线圈的第一端，继电器线圈的第二端电连接二极管d5的正极和三极管q1的c极，三极管q1的e极接地，三极管q1的b极电连接所述微处理器的一个i/o口。
12.优选的，所述光电耦合器采用ltv-357t。
13.优选的，所述声光报警模块采用声光报警元件，声光报警元件与所述微处理器电连接。
14.综上所述，本实用新型有益效果为：
15.1.风机供电电路用于形成供电回路给风机供电，启停控制电路用于控制风机的启停，当干式变压器温控器检测到变压器温度过高时，温控器内的微处理器控制接通启停控制电路中的继电器线圈，继电器线圈通电使继电器常开触点闭合，进而接通风机供电，对变压器进行散热处理，风机工作后，处于供电回路中的电流/电压转换模块有电流流过时便开始输出电压信号，信号处理模块检测到上述信号并经过处理后再传输给微处理器进行判断，有信号过来则说明风机处于正常工作中，无信号过来则说明风机处于故障状态，此时控制驱动声光报警模块进行报警，相比于现有技术，本实用新型的技术方案实现相同功效的同时，无需设置成本高且体积过大的互感器，以此大幅降低了成本和对电路板空间的占用，大大提高了电路板布局的灵活性，进而能更好地满足实际使用需求；
16.2.信号处理模块包括电阻r1和光电耦合器，电阻r1为限流电阻，光电耦合器能有效地起到隔离作用，处于供电回路中的电流/电压转换模块有电流流过时便开始输出电压信号，这个电压通过限流电阻r1给光电耦合器中的发光二极管供电，并促使光电耦合器的三极管侧导通，输出5v电压，由此微处理的i/o口得到一个5v电压的上拉信号，微处理器以此信号来判断风机是否处于正常工作中；
17.3.第一种电流/电压转换模块包括二极管d1、二极管d2和二极管d3，巧妙地利用二极管导通时会产生压降的特性，将其作为一种电流/电压转换元件来使用，第二种电流/电压转换模块采用稳压二极管d4，巧妙地利用稳压二极管在pn结反向击穿状态，电流可在很大范围内变化而电压基本不变的特性，将其作为一种电流/电压转换元件来使用，上述两种
结构的电流/电压转换模块均能有效地输出电压信号，最终利用这个电压作为信号就能实现对风机是否故障的一个简单判断。
18.下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步描述。
附图说明
19.为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
20.图1为本实用新型的一种电路方框图；
21.图2为本实用新型第一实施例的单元电路示意图；
22.图3为本实用新型第二实施例的单元电路示意图。
具体实施方式
23.下面将结合本实用新型实施例中的图1至图3，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
24.为使本实用新型实施的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行更加详细的描述。
25.如图1至图3所示，本实施例公开的一种干式变压器温控器风机故障检测电路，包括有微处理器、风机工作电路、风机故障检测模块和声光报警模块，所述风机故障检测模块包括电流/电压转换模块和信号处理模块，所述电流/电压转换模块与信号处理模块电连接，信号处理模块与所述微处理器电连接，所述风机工作电路包括风机供电电路和启停控制电路，所述风机供电电路形成供电回路，所述启停控制电路与微处理器电连接，启停控制电路包括继电器rly1，继电器rly1具有继电器线圈和继电器常开触点，所述电流/电压转换模块和继电器常开触点均串联在所述供电回路中，所述声光报警模块与微处理器电连接。在上述技术方案中，风机供电电路用于形成供电回路给风机m供电，启停控制电路用于控制风机m的启停，当干式变压器温控器检测到变压器温度过高时，温控器内的微处理器控制接通启停控制电路中的继电器线圈，继电器线圈通电使继电器常开触点闭合，进而接通风机m供电，对变压器进行散热处理，风机m工作后，处于供电回路中的电流/电压转换模块有电流流过时便开始输出电压信号，信号处理模块检测到上述信号并经过处理后再传输给微处理器进行判断，有信号过来则说明风机m处于正常工作中，无信号过来则说明风机m处于故障状态，此时控制驱动声光报警模块进行报警，相比于现有技术，本实用新型的技术方案实现相同功效的同时，无需设置成本高且体积过大的互感器，以此大幅降低了成本和对电路板空间的占用，大大提高了电路板布局的灵活性，进而能更好地满足实际使用需求。具体实施时所述的微处理器采用单片机，属于现有技术，在此不做具体说明。
26.作为优选的一种技术方案，所述风机供电电路包括交流电源和风机m，所述电流/电压转换模块具有第一端和第二端，所述风机m的第一端电连接所述交流电源的零线端，风
机m的第二端电连接所述继电器常开触点的第一端，继电器常开触点的第二端电连接所述电流/电压转换模块的第二端，电流/电压转换模块的第一端电连接所述交流电源的火线端。在本实施例中，交流电源采用市电220v，风机m采用交流散热风机m，风机供电电路采用上述结构能很好地形成供电回路给风机m供电，继电器rly1吸合后风机m就得到供电。具体实施时电源也可采用直流电源，风机m对应采用直流风机m，电路结构需做简单调整，在此不做进一步说明。
27.作为优选的一种技术方案，所述信号处理模块包括电阻r1和光电耦合器ltv-357t，所述电流/电压转换模块的第一端电连接所述电阻r1的第一端，电阻r1的第二端电连接所述光电耦合器ltv-357t的第一输入引脚，光电耦合器ltv-357t的第二输入引脚电连接所述电流/电压转换模块的第二端，光电耦合器ltv-357t的第一输出引脚接入dc5v，光电耦合器ltv-357t的第二输出引脚电连接所述微处理器的一个i/o口。在本实施例中，电阻r1为限流电阻，光电耦合器ltv-357t能有效地起到隔离作用，处于供电回路中的电流/电压转换模块有电流流过时便开始输出电压信号，这个电压通过限流电阻r1给光电耦合器ltv-357t中的发光二极管供电，并促使光电耦合器ltv-357t的三极管侧导通，输出5v电压，由此微处理的i/o口得到一个5v电压的上拉信号，微处理器以此信号来判断风机m是否处于正常工作中。所述的光电耦合器ltv-357t属于现有技术，在此不做具体说明。
28.作为优选的第一种技术方案，所述电流/电压转换模块包括二极管d1、二极管d2和二极管d3，所述二极管d1的正极与二极管d2的负极短接形成所述电流/电压转换模块的第一端，二极管d1的负极电连接所述二极管d3的正极，二极管d3的负极与二极管d2的正极短接形成所述电流/电压转换模块的第二端。在本实施例中，供给风机m的交流电处于负半周时，二极管d2导通给风机m供电，处于正半周时，二极管d1、d3导通给风机m供电， 二极管d1、d3导通后其上会产生一个约1.2v的正向压降，这个电压通过限流电阻r1给光耦中的发光二极管供电，并促使光耦的三极管侧导通，输出5v电压，本实施例的第一种技术方案巧妙地利用二极管导通时会产生压降的特性，将其作为一种电流/电压转换元件来使用，最终利用这个电压作为信号，实现对风机m是否故障的一个简单判断。具体实施时二极管d1、二极管d2和二极管d3均采用in4007，属于现有技术。
29.作为优选的第二种技术方案，所述电流/电压转换模块采用稳压二极管d4，稳压二极管d4的负极形成所述电流/电压转换模块的第一端，稳压二极管d4的正极形成所述电流/电压转换模块的第二端。本实施例的第二种技术方案巧妙地利用稳压二极管d4在pn结反向击穿状态，电流可在很大范围内变化而电压基本不变的特性，将其作为一种电流/电压转换元件来使用，最终利用这个电压作为信号，实现进行对风机m是否故障的一个简单判断。
30.作为优选的一种技术方案，所述信号处理模块还包括rc滤波模块，rc滤波模块包括电阻r2和电容c1，所述光电耦合器ltv-357t的第二输出引脚电连接所述电阻r2的第一端，电阻r2的第二端电连接所述电容c1的第一端，电容c1的第二端接地，所述电阻r2的第二端还电连接所述微处理器的一个i/o口。在本实施例中，由于风机m的供电是交流电，所以二极管d1、d3上产生的压降是脉动电压，因此光电耦合器ltv-357t的5v输出也是脉动的，这里用电阻r2和电容c1组成的rc滤波模块进行预滤波，然后供给微处理器进行判断，经过rc滤波模块滤波后的信号可更方便微处理器进行判断。
31.作为优选的一种技术方案，所述启停控制电路还包括三极管q1和二极管d5，所述
继电器线圈的第一端接入dc12v，所述二极管d5的负极电连接所述继电器线圈的第一端，继电器线圈的第二端电连接二极管d5的正极和三极管q1的c极，三极管q1的e极接地，三极管q1的b极电连接所述微处理器的一个i/o口。在本实施例中，当需要对干式变压器进行散热时，微处理器通过i/o口输出继电器rly1驱动信号使三极管q1导通，导通后继电器线圈得到12v供电而使继电器常开触点吸合，继电器rly1吸合后风机m就得到供电，二极管d5为钳位二极管，钳制继电器线圈断电时产生的反向电动势，以防其超过三极管q1的耐压，而击穿三极管q1。
32.作为优选的一种技术方案，所述光电耦合器ltv-357t采用ltv-357t。在本实施例中，光电耦合器ltv-357t采用ltv-357t，能有效地起到隔离作用，具体实施时光电耦合器ltv-357t不限于ltv-357t，可根据实际需求进行调整，在此不做进一步说明。所述的ltv-357t属于现有技术，在此不做具体说明。
33.作为优选的一种技术方案，所述声光报警模块采用声光报警元件，声光报警元件与所述微处理器电连接。在本实施例中，声光报警元件用于发出声光报警，可参考现有技术，在此不做进一步说明，若微处理器输出了风机m启动信号，但没有收到风机m工作信号，则判断为风机m出现故障，并由微处理器驱动声光报警元件发出声光报警，通知管理人员及时进行检修。所述的声光报警模块可参考现有技术，在此不做进一步说明。
34.工作方式：当干式变压器温控器检测到变压器温度过高时，温控器内的微处理器控制接通启停控制电路中的继电器线圈，继电器线圈通电使继电器常开触点闭合，进而接通风机m供电，对变压器进行散热处理，风机m工作后，处于供电回路中的电流/电压转换模块有电流流过时便开始输出电压信号，这个电压通过限流电阻r1给光电耦合器ltv-357t中的发光二极管供电，并促使光电耦合器ltv-357t的三极管侧导通，输出5v电压，由此微处理的i/o口得到一个5v电压的上拉信号，微处理器以此信号来判断风机m是否处于正常工作中，有信号过来则说明风机m处于正常工作中，无信号过来则说明风机m处于故障状态，此时由微处理器驱动声光报警元件发出声光报警，通知管理人员及时进行检修，上述技术方案实际使用效果好，无需设置成本高且体积过大的互感器，以此大幅降低了成本和对电路板空间的占用，大大提高了电路板布局的灵活性，进而能更好地满足实际使用需求。
35.各位技术人员须知：虽然本实用新型已按照上述具体实施方式做了描述，但是本实用新型的发明思想并不仅限于此实用新型，任何运用本发明思想的改装，都将纳入本专利权保护范围内。