三相转换插座开发设计

邵栋栋王伟东毛军民黄逍遥竺海波

摘要：在低压配电网中，输电线路一般采用三相四线制。目前，工厂的插座都是配合机器的三相四线插座，体积大，设计不合理，使用不方便。三相转换插座实现当转化插头插入25A三相四线插座后，输入电源通过传导机构进入PCB板，限流保护后再传导末端的工作插座，形成稳定的单相输出功能。

关键词：施工工程，警示灯，安全操作，折叠

0概述

在低压配电网中，输电线路一般采用三相四线制。特别在一些需要使用大功率产品的地方，如工厂，目前，工厂的插座都是配合机器的三相四线插座，这类插座不适用与一般家电使用，工厂中需要使用一般家电使，无法正常使用，需要一个三相四线转换插座，目前在使用的三相四线转换插座体积大，设计不合理，使用不方便，在采用三相四线制为基站供电时，可能会有工作在市电电压下的用电设备被违规接入，这会使得基站自身的用电存在安全隐患。

1研究背景

目前在为通信基站供电时，通常采用三相四线制为基站提供380V的电压，其中，四线包括传输A相交流电的传输线（以下简称A相传输线）、传输B相交流电的传输线（以下简称B相传输线）、传输C相交流电的传输线（以下简称C相传输线）和零线。A相传输线上的电压与零线上的电压之差的有效值、B相传输线上的电压与零线上的电压之差的有效值、C相传输线上的电压与零线上的电压之差的有效值均为220V；任意两相传输线上的电压之差的有效值均为380V。这样，在采用三相四线制为基站供电时，可能会有工作在市电电压下的用电设备在不被允许的情况下接在任意一相传输线和零线之间，这可能会影响到基站的用电，当违规接入的用电设备的功率过大时，会导致基站自身的用电存在安全隐患。

2关键技术

一种电源转换电路和基站，通过第一变压器的三个输入端分别接收三相交流电中的不同相交流电，并根据接收到的三相交流电获得零线电压，从而在向基站输出三相交流电的同时为基站提供零线电压，从而为基站中需要采用市电供电的用电设备供电；或者通过第二变压器的两个输入端分别接收三相交流电中的不同的两相交流电，并输出市电电压的交流电，从而为基站中需要采用市电供电的用电设备供电；也就是说，该电源转换电路只需要接收三相三线制的三相交流电，因此，当该电源转换电路集成到基站中时，为基站供电采用三相三线制，并且基站中需要采用市电供电的用电设备也能正常工作，这避免了采用三相四线制向基站传输三相交流电时，可能会有工作在市电电压下的用电设备接入的问题，排除了基站用电的安全隐患。

该装置包括插座外壳和插座盖，插座外壳内设有插座内框，该插座内框一侧设有插脚，插脚上设有齿轮，插座外壳侧边设有插头伸缩滑动键，该插头伸缩滑动键上设有与齿轮相配合的齿条，插座内框侧边设有PCB板，该PCB板与插座外壳相抵，置于插座外壳内，插座盖与插座外壳之间设有插座前盖，插座前盖与插座盖之间设有保护门。

3三相转换插座开关设计技术方案

一种电源转换电路仅包括第一变压器时，多功能转换插头电源转换电路；第一变压器的三个初级绕组依次首尾相连，即初级绕组P1的尾端连接初级绕组P2的首端，初级绕组P2的尾端连接初级绕组P3的首端，初级绕组P3的尾端连接初级绕组P1的首端；任意两个初级绕组相连的连接点为第一变压器的一个输入端IN，第一变压器的每个输入端IN接收三相交流电中的一相交流电，不同输入端IN接收不同相交流电；第一变压器的三个次级绕组（次级绕组S1、次级绕组S2和次级绕组S3）的尾端连接在一起，构成零线端N，第一变压器的每个次级绕组的首端为第一变压器的一个输出端OUT；或者，第一变压器的三个次级绕组（次级绕组S1、次级绕组S2和次级绕组S3）的首端连接在一起，构成零线端N，第一变压器的每个次级绕组的尾端为第一变压器的一个输出端OUT。

这样，第一变压器的输入端可以接收采用三相三线制传输的三相交流电，并且采用三相四线制输出三相交流电，其中，四线分别为第一变压器的每个输出端连接的传输线和零线端连接的传输线。因此，在基站中集成了本实用新型实施例提供的电源转换电路之后，基站可以接收三相三线制传输的三相交流电，而经过第一变压器转换后，可以由接收到的三相交流电生成零线电压，从而确保基站中需要采用市电供电的用电设备能够正常工作。并且，由于三相三线制传输交流电时，任意两条传输线之间的电压差的有效值均大于市电电压，这样，工作在市电电压下的用电设备不能接入到两条传输线之间，这样可以减小在不被允许的情况下违规用电设备接入的几率，从而降低了基站的用电风险。第一变压器中的初级绕组P1、初级绕组P2和初级绕组P3与第一变压器中的次级绕组S1、次级绕组S2和次级绕组S3相互耦合。

其中，第一变压器接收到的三相交流电中的任意两相的电压差的有效值均为预设电压，其中预设电压可以为380V，也可以高于380V；第一变压器的三个输出端和零线端采用三相四线制向基站输出基站所需的三相交流电，即第一变压器的三个输出端和零线端连接基站中的交流配电箱。当预设电压为380V且基站需要380V的三相交流电时，第一变压器按照1：1的比例将接收到的380V的三相交流电转换为380V的三相交流电输出，只是接收到的三相交流电采用三根传输线传输，输出的三相交流电采用四根传输线传输。

其中，第一变压器可以为D/Y型变压器。这样基站中的空调的控制和风扇电机部分、照明等工作在市电电压下的用电设备可以接在第一变压器的任意一个输出端与零线端之间。由于基站中的空调压缩机工作380V的电压下，因此，空调压缩机可以直接用第一变压器接收到的三相交流电来驱动。

在第一变压器输出三相交流电后，输出的每一相交流电最好只给一个开关电源模块，这样可以避免变压器单相输出功率不均衡的问题，如果基站的负载过大需要超过三个开关电源模块，那么就需要提高第一变压器的功率。当本实用新型实施例提供的电源转换电路仅包括第二变压器时，本实用新型实施例提供的电源转换电路；第二变压器的初级绕组P的两端分别接收三相交流电中的不同的两相交流电，即第二变压器的初级绕组P的两端分别接收A相交流电和B相交流电，或者接收B相交流电和C相交流电，或者接收A相交流电和C相交流电；第二变压器的次级绕组S的两端为第二变压器的两个输出端OUT。第二变压器中的初级绕组P和次级绕组S相互耦合。第二变压器的输出电压为市电电压，这样，第二变压器可以为基站中的空调的控制和风扇电机部分、照明等工作在市电电压下的用电设备供电。由于基站中的空调压缩机工作在380V的电压下，因此，空调压缩机可以直接用第二变压器接收到的三相交流电来驱动。

在采用电源转换电路输出市电后，由于电源转换电路中的变压器的次级绕组不与大地相连，因此，电源转换电路提供的市电中的各种杂波减少了，这可以降低基站干扰。另外，由于电源转换电路中的变压器的次级绕组不接地，因此，在碰触到电源转换电路的任意一个输出端连接的传输线（同一时刻只能碰触电源转换电路的一个输出端连接的传输线）时都不会触电，这降低了触电风险。

如图1所示，一种三相四线转换插座，包括插座外壳1和插座盖2，所述插座外壳1内设有插座内框3，该插座内框3一侧设有插脚4，所述插脚4上设有齿轮5，所述插座外壳1侧边设有插头伸缩滑动键6，该插头伸缩滑动键6上设有与所述齿轮5相配合的齿条7，所述插座内框3侧边设有PCB板8，该PCB板8与插座外壳1相抵，置于插座外壳1内，所述插座盖2与所述插座外壳1之间设有插座前盖9，所述插座前盖9与所述插座盖2之间设有保护门10，所述插头伸缩滑动键6上设有拨动键11，用于拨动插脚，所述插座前盖9与所述插座内框3之间设有抱脚12，用于电源输出，所述PCB板8上设有保险丝固定套13，该保险丝固定套13上设有保险丝14，设置保险丝固定套13，可对保险丝14进行跟换，所述插脚4上设有插套接触片15，用于接触通断电源。

工作原理简要说明：

拨动拨动键11，插头伸缩滑动键6和齿条7一同被带动，齿轮5由于齿条7作用，进行旋转，插脚4被拨开。

4总结

三相转换插座实现通过设置插座内框，可进行结构辅助，对内部零件进行固定和规划功能，提供多功能转化插头装置，转化插头插入25A三相四线插座后，输入电源通过传导机构进入PCB板，限流保护后再传导末端的工作插座，形成稳定的单相输出功能。

参考文献：

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