CN100392786C

CN100392786C - 永磁接触器的控制装置

Info

Publication number: CN100392786C
Application number: CNB2005100409372A
Authority: CN
Inventors: 林鹤云; 房淑华
Original assignee: Southeast University
Current assignee: Southeast University
Priority date: 2005-07-08
Filing date: 2005-07-08
Publication date: 2008-06-04
Anticipated expiration: 2025-07-08
Also published as: CN1725411A

Abstract

永磁接触器的控制装置涉及一种永磁式接触器，用于开关设备、控制设备和电动机起动，对主电路进行合分闸操作，永磁接触器在两块静铁芯(4)之间设有一块永久磁钢(5)，使两块静铁芯和一块永久磁钢形成一个“U”字形的整体，在左右两块静铁芯上各有一个线圈(3)，两线圈(3)之间相串联连接，且极性方向相同；塔型弹簧(2)支撑在线圈的骨架上；塔型弹簧的上端与动铁芯(1)相连。该控制装置的过压保护部分(61)的输出端分别接整流部分(62)，整流部分的输出端接欠压判断部分(63)，欠压判断部分的输出端接断电执行部分(64)，断电执行部分的输出端接线圈(65)。

Description

永磁接触器的控制装置

技术领域

本发明涉及一种永磁式接触器的控制装置，用于开关设备、控制设备和电动机起动，对主电路进行合分闸操作，属于接触器制造的技术领域。

背景技术

传统的接触器是通过电磁线圈得电产生磁场，来维持触头的吸合状态。线圈通电吸合期间，一方面要消耗电能，由于运行时工作电流大，电能损失在磁滞、涡流及短路环上，线圈的有功功耗大部分变为热量而损失；另一方面，会经常发生线圈烧毁现象。当电源电压过低时，电磁力会显著减小；当交流电过零时，在复位弹簧作用下，接触器动铁芯连同主触头会发生强烈振动，不仅会缩短接触器的使用寿命，而且会影响供电可靠性。

永磁接触器采用永磁保持，线圈通正反向电流实现合分闸。接触器吸合期间线圈不通电、不耗能，避免了线圈烧毁现象。钕铁硼稀土永磁材料磁能积高，较小体积的永磁即可满足接触器静态保持力的要求。我国稀土永磁材料资源丰富、性能稳定，采用稀土永磁的永磁接触器适合于大面积推广应用。

发明内容

技术问题；本发明的目的是提供一种永磁接触器的控制装置，永磁接触器在运行期间，线圈无烧毁现象；电网电压波动，触头不会发生震颤现象；在欠压状态下，自动切断负载，实现欠压保护。

技术方案：为实现上述目的，本发明的永磁接触器采用如下技术方案：

本发明的接触器控制装置由过压保护、欠压保护、断电执行部分组成。

在两块静铁芯之间设有一块永久磁钢，使两块静铁芯和一块永久磁钢形成一个“U”字形的整体，在左右两块静铁芯上各有一个线圈，两线圈之间相串联连接，且极性方向相同；塔型弹簧支撑在线圈的骨架上；塔型弹簧的上端与动铁芯相连。动铁芯、静铁芯由普通的电工纯铁做成，永久磁钢采用高磁能积的钕铁硼材料。

本发明的永磁接触器的控制装置由过压保护部分、整流部分、欠压判断部分、断电执行部分、线圈所组成；过压保护部分的输出端分别接整流部分，整流部分的输出端接欠压判断部分，欠压判断部分的输出端接断电执行部分，断电执行部分的输出端接线圈。

在电路结构上，该控制装置由压敏电阻R1接整流二极管D1～D4组成的桥式整流电路，整流电路的输出端分别与二极管D5、D6、D7的正极相连；二极管D5的负极与电容C1、电阻R2相连，电阻R3、电容C2、稳压二极管D8并联在第一VMOS管Q2的栅极与源极之间；二极管D6的负极与电容C3、电阻R4相连，电阻R5与三极管Q1的基极与发射极两端并联，三极管Q1的基极接在电阻R4与电阻R5之间；二极管D7的负极分别接电阻R6、电阻R7、电容C4，电阻R6的另一端分别与三极管Q1的集电极、稳压二极管D9、第二VMOS管Q3的栅极接，电阻R7与第二VMOS管Q3的漏极相连，电容C4与线圈J串联，第一VMOS管Q2的漏极与电容C3、电阻R5、三极管Q1的发射极、稳压二极管D9、第二VMOS管Q3的源极、线圈J相连，第一VMOS管Q2的源极与稳压二极管D8、电容C2、电阻R3、电容C1相连后汇集到整流桥的负极。

有益效果：本发明根据GB14048.4-2003设计用于低压开关设备、控制设备和电动机起动的永磁式接触器。永磁接触器在运行期间，线圈无烧毁现象，电网电压波动，触头不会发生震颤现象。在欠压状态下，自动切断负载，实现欠压保护。

发明的接触器欠压断电范围：交流20％～75％，可以根据实际需要，进行设定。

所述发明的接触器优点表现为：结构简单，节省材料，成本低、能耗小，具有过压和欠压保护功能，掉电分闸，分断能力强。

附图说明

图1为本发明接触器的结构示意图；其中有：动铁芯1、塔型弹簧2、线圈3、静铁芯4、永久磁钢5。

图2为适合于交流接触器的控制电路框图。其中有：过压保护部分61、整流部分62、欠压判断部分63、断电执行部分64、线圈65。

图3为适合于交流接触器的控制电路示意图。

以上的电路中有外接交流电源AC，停止按钮TA，起动按钮QA，接触器辅助触点J，压敏电阻R1，二极管D1～D7，稳压二极管D8～D9，电容C1～C4，电阻R2～R7，三极管Q1，第一VMOS管Q2、第二VMOS管Q3，接触器线圈J。

具体实施方式

本发明的永磁接触器，由动铁芯1、静铁芯4、永久磁钢5、线圈3、塔型弹簧2以及控制电路组成，其特征在于：在两块静铁芯4之间设有一块永久磁钢5，使两块静铁芯4和一块永久磁钢5形成一个“U”字形的整体，在左右两块静铁芯4上各有一个线圈3，两线圈3之间相串联连接，且极性方向相同；塔型弹簧2支撑在线圈3的骨架上；塔型弹簧2的上端与动铁芯1相连。动铁芯1、静铁芯4由普通的电工纯铁做成，永久磁钢5采用高磁能积的钕铁硼材料。

如图1所示，合闸时，线圈通正向电流，与磁钢磁场方向一致，这时，磁钢5、静铁芯4、气隙、动铁芯1形成磁路，当吸力大于阻力时，动铁芯向下运动，使触头闭合。分闸时，线圈通反向电流，线圈产生的磁势与磁钢的磁势相反，当弹簧的反力大于阻力时，动铁芯向上运动，带动触头实现分闸。所述发明的接触器动、静铁芯由普通的电工纯铁做成，替代普通接触器的硅钢片，体积也相应减小。永久磁钢采用高磁能积的钕铁硼材料，能产生较大的静态保持力。

永磁接触器的控制装置由过压保护部分61、整流部分62、欠压判断部分63、断电执行部分64、线圈65所组成；过压保护部分61的输出端分别接整流部分62，整流部分62的输出端接欠压判断部分63，欠压判断部分63的输出端接断电执行部分64，断电执行部分64的输出端接线圈65。

交流控制电路实施方式如图3所示。压敏电阻R1接整流二极管D1～D4组成的桥式整流电路，再分别与二极管D5、D6、D7的正极相连；二极管D5的负极与电容C1、电阻R2相连，电阻R3、电容C2、稳压二极管D8并联在第一VMOS管Q2的栅极与源极之间；二极管D6的负极与电容C3、电阻R4相连，电阻R5与三极管Q1的基极与发射极两端并联，三极管Q1的基极接在电阻R4与电阻R5之间；二极管D7的负极分别接电阻R6、电阻R7、电容C4，电阻R6的另一端分别与三极管Q1的集电极、稳压二极管D9、第二VMOS管Q3的栅极连接，电阻R7与第二VMOS管Q3的漏极相连，电容C4与线圈J串联，第一VMOS管Q2的漏极与电容C3、电阻R5、三极管Q1的发射极、稳压二极管D9、第二VMOS管Q3的源极、线圈J相连。第一VMOS管Q2的源极与稳压二极管D8、电容C2、电阻R3、电容C1相连后汇集到整流桥的负极。当控制电源电压在85％～110％范围内，按下起动按钮QA，电流分成三路。一路流经二极管D5，此时，第一VMOS管Q2漏极和源极可靠导通；另一路流经二极管D6，电阻R5上的电位抬高，使三极管Q1处于导通状态，三极管Q1的集电极端的电位下拉，使第二VMOS管Q3漏极和源极处于截止状态；最后一路经二极管D7流向电容C4和线圈J，一方面，对电容充电，为掉电或欠压分闸储能，另一方面，流经线圈的电流产生磁势，与磁钢磁势方向一致，使接触器完成合闸操作。当失电或电源电压在20％～75％范围内，第一VMOS管Q2关断，三极管Q1截止，第二VMOS管Q3的栅极电压升高，第二VMOS管Q3漏源极导通，电容C4通过电阻R7、第二VMOS管Q3、线圈J形成放电回路，线圈J产生与磁钢相反的磁势，当弹簧的反力大于阻力时，动铁芯与静铁芯分离，实现分闸操作。

此外，关于结构的具体实施方式还可为E型结构、圆形结构等，可以根据实际需要，进行实施，在此不再赘述。

Claims

1.一种永磁接触器的控制装置，其特征在于：在永磁接触器两块静铁芯(4)之间设有一块永久磁钢(5)，使两块静铁芯(4)和一块永久磁钢(5)形成一个“U”字形的整体，在左右两块静铁芯(4)上各有一个线圈(3)，两线圈(3)之间相串联连接，且极性方向相同；塔型弹簧(2)支撑在线圈(3)的骨架上；塔型弹簧(2)的上端与动铁芯(1)相连；动铁芯(1)、静铁芯(4)由普通的电工纯铁做成，永久磁钢(5)采用高磁能积的钕铁硼材料；该控制装置由过压保护部分(61)、整流部分(62)、欠压判断部分(63)、断电执行部分(64)、线圈(65)所组成；过压保护部分(61)的输出端接整流部分(62)，整流部分(62)的输出端接欠压判断部分(63)，欠压判断部分(63)的输出端接断电执行部分(64)，断电执行部分(64)的输出端接线圈(65)；该控制装置由压敏电阻R1接整流二极管D1～D4组成的桥式整流电路，整流电路的输出端分别与二极管D5、D6、D7的正极相连；二极管D5的负极与电容C1、电阻R2相连，电阻R3、电容C2、稳压二极管D8并联在第一VMOS管Q2的栅极与源极之间，其中电阻R2与电阻R3相串联后并联在电容C1的两端；二极管D6的负极与电容C3、电阻R4相连，电阻R5与三极管Q1的基极与发射极两端并联，三极管Q1的基极接在电阻R4与电阻R5之间；二极管D7的负极分别接电阻R6、电阻R7、电容C4，电阻R6的另一端分别与三极管Q1的集电极、稳压二极管D9、第二VMOS管Q3的栅极接，电阻R7与第二VMOS管Q3的漏极相连，电容C4与线圈J串联，第一VMOS管Q2的漏极与电容C3、电阻R5、三极管Q1的发射极、稳压二极管D9、第二VMOS管Q3的源极、线圈J相连，第一VMOS管Q2的源极与稳压二极管D8、电容C2、电阻R3、电容C1相连后汇集到整流桥的负极。