CN105098972A - 一种抗晃电接触器延时装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种抗晃电接触器延时装置。包括交流辅助电源输入模块、辅助电源状态检测模块、开关电源模块、开关电源状态检测模块、吸合电压电路模块、吸持电压电路模块、选择控制开关模块、按键、显示、报警、输出模块、接触器线圈、接触器线圈运行状态检测模块以及主控单元模块在内，通过设定不同参数可以实现0.1s到9.9s的延时时间可设，2.0V到12V的吸持电压可调，失电电压、恢复电压可设，具有显示、报警出口、动作输出出口，从而实现了高可靠性、选择应用灵活、低成本、节能和控制线路简单的抗晃电接触器延时模块的功能，达到了系统晃电时延时释放接触器功能的目的。

Description

一种抗晃电接触器延时装置

技术领域

本发明一种抗晃电接触器延时装置，涉及一种“防晃电”技术领域，特别涉及接触器持续供电延时释放技术领域。

背景技术

“晃电”即雷电、短路、双电源切换、瞬时性故障和其它原因所造成的，引起电压具有很大幅度波动的现象。如果发生了晃电，一般电气设备的交流接触器线圈就会因为线圈两端电压低于维持电压而使得接触器脱扣，主触头断开，导致机泵停运、设备停电，影响生产的连续性，造成不必要的经济损失，容易造成生产安全事故，损坏生产设备。很多企业尤其是石油化工企业，一些重要机泵在有连续性生产要求的情况下，工艺上不允许设备在电源短时中断(即晃电)的过程中造成设备跳闸停电。为了满足企业连续性生产的要求，使企业的生产免受瞬时停电、晃电、电网波动等因素的影响，必须采用技术手段解决上述问题。

防晃电的功能主要是在接器线圈上采用某些手段来保证接触器在晃电时不跳闸，其根本原理是保证接触器主触头的闭合，而这种闭合有几种途径：机械闭锁型、永磁型、不间断电源UPS供电和持续供电型。延时锁扣头装置，在接触器吸合后线圈转入省电模式，而靠锁扣头锁扣作用保持主触头接通状态。在晃电发生时接触器主触头不断开，在进行正常停机操作后主触头才断开。但这种锁扣头只能与专门设计的特殊接触器配合使用，并且由锁扣头锁定的主触头在断电的情况下断开需要独立的电源。永磁型交流接触器,是利用电的正负，产生不同方向的磁场与永磁体相互作用快速吸合和释放接触器。接触器触头吸合后，吸引线圈的电流截止，线圈不工作、不耗电，线圈不会发热，完全依靠永磁力将触头保持在吸合状态，不受电网电压波动的影响。由于是利用电磁感应工作的，易产生电磁干扰，因此对现场的使用环境较高，不适用于有大量通信信号传输的环境。不间断电源UPS供电，UPS系统一般由整流器、逆变器、蓄电池和静态开关等组成，市电正常时，市电经整流器变换为直流电供给逆变器，同时给蓄电池充电，逆变器将直流电变换为交流电供给负载。成本高，线路复杂，故障率高。持续供电型，采用储能延时元件，对接触器的线圈在晃点期间继续提供能量，保证主触头的吸合。抗晃电接触器延时模块，利用内部的充放电电源在发生晃电时短时间内给接触器线圈提供保持电压，使得接触器主触头不脱开，其它回路控制原理无变化，控制回路里唯一一个耗电的设备就是接触器线圈，所需的电压是由模块提供的。正常工作状态下模块处于储能状态，发生“晃电”时模块开始工作，以储能释放的形式保持接触器继续吸合，当电源电压恢复后，控制模块又转入了储能状态，另外它不依赖辅助工作电源和辅助机械装置，因而体积小，可靠性高。但是这种控制方式的缺点就是价格昂贵。

发明内容

本发明的目的是为了克服现有抗晃电技术的各种不足，设计了一种高可靠性、选择应用灵活、低成本、节能和控制线路简单的抗晃电接触器延时装置。其采用的技术方案是：

包括交流辅助电源输入模块、辅助电源状态检测模块、开关电源模块、开关电源状态检测模块、吸合电压电路模块、吸持电压电路模块、选择控制开关模块、按键、显示、报警、输出模块、接触器线圈、接触器线圈运行状态检测模块以及主控单元模块在内，其特征在于：交流辅助电源输入模块分别与辅助电源状态检测模块、开关电源模块、吸合电压电路模块、选择控制开关模块相连；辅助电源状态检测模块又与主控单元模块相连；开关电源模块又分别与开关电源状态检测模块、吸持电压电路模块相连；开关电源检测模块又与主控单元模块相连；吸合电压模块又与选择控制开关模块相连；吸持电压电路模块又分别与选择控制开关模块和主控单元模块相连；选择控制开关模块又分别与接触器线圈和主控单元模块相连，接触器线圈又与接触器线圈运行状态检测模块相连；接触器线圈运行状态检测模块又与主控单元模块相连；主控单元模块又与按键、显示、报警、输出模块相连；所述的交流辅助电源输入模块实现安全防护和滤波；所述的辅助电源状态检测模块由电压互感器和运放组成，实现辅助电源电压幅值的检测；所述的开关电源模块实现电源变换，提供各模块所需电源；所述的开关电源状态检测模块实现对开关电源运行状态检测，及时发现开关电源异常状态；所述的吸合电压电路模块由全波整流电路和电容组成，实现交流接触器线圈吸合时需要的吸合电压；所述的吸持电压模块由开关电源模块提供的一路电压和可调输出电压模块组成，实现可调的接触器线圈所需的吸持电压；所述的选择控制模块由多路选择继电器组成，实现交流辅助电源、吸合电压、吸持电压的选择输出；接触器运行状态检测模块实现接触器运行状态、停止状态的检测；所述的按键、显示、报警、输出模块实现人机交互界面，可设定晃电延时时间、失电电压定值和恢复电压定值，测试按钮自动调整吸持电压；主控单元模块实现辅助电源电压的测量计算、开关电源运行状态的检测、吸持电压的调节、选择控制开关的选择、接触器运行状态的检测和参数输入、状态的显示、报警、输出功能。

装置通过设定不同参数可以实现0.1s到9.9s的延时时间的可设范围，2.0V到12V的吸持电压可调范围，失电电压、恢复电压可设，具有显示、报警出口、动作输出出口，从而实现了高可靠性、选择应用灵活、低成本、节能和控制线路简单的抗晃电接触器延时模块的功能，达到了系统晃电时延时释放接触器功能的目的。

附图说明

图1是本发明的结构示意图；

其中：1-交流辅助电源输入模块，2-辅助电源状态检测模块，3-开关电源模块，4-开关电源状态检测模块，5-吸合电压电路模块，6-吸持电压电路模块，7-选择控制开关模块；8-按键、显示、报警、输出模块，9-接触器线圈，10-接触器运行状态检测模块，11-主控单元模块。

具体实施方式

以下结合附图对本发明作进一步描述：

见附图1，主控单元模块11是装置的核心，MCU采用TI公司的MSP430F249,具有丰富的内部硬件资源，对输入信号进行运算、逻辑分析，发出控制信号，交流辅助电源输入模块1为后续模块提供安全、纯净的交流电源，辅助电源状态检测模块2对辅助电源进行变换，实现辅助电源电压幅值的测量，开关电源模块3内部有储能电容，在辅助电源失电时可以提供各模块需要的电源10s以上，开关电源状态检测模块4实现开关电源运行状态是否完好的检测，吸合电压电路模块5提供接触器线圈可靠的吸合电压，吸持电压电路模块6实现可调的2V到12V的电压输出，选择控制开关模块7实现不同状态不同电压的输出选择，按键、显示、报警、输出模块8提供人机界面，可以设定延时时间、失电电压定值、恢复电压定值，显示装置各种工作状态，输出报警和工作状态信息，接触器线圈9为外接的接触器线圈，接触器运行状态检测模块10实现接触器是否在工作状态检测。

见附图1，系统待机时，辅助电源状态检测模块2检测辅助电源电压幅值正常，开关电源状态检测模块4检测开关电源运行状态正常，接触器运行状态检测模块10检测接触器未运行，主控单元模块11发出指令给选择控制开关模块7，切换由吸合电压电路模块5提供的吸合电压输出，主控单元模块11同时发出指令给吸持电压电路模块6输出适当的吸持电压，此时为待机状态，可以进行正常的合闸，当外部合闸按钮按下，接触器线圈9上就施加了吸合电压电路模块5提供的吸合电压，接触器线圈吸合，当接触器运行状态检测模块10检测到接触器已经吸合，主控单元模块11延时60ms，切换选择控制开关模块7给接触器线圈9提供吸持电压电路模块6输出的吸持电压，整个合闸过程完成；当进行正常分闸时，辅助电源状态检测模块2检测辅助电源正常，接触器运行状态检测模块10检测接触器由合闸状态变成分闸状态，开关电源检测模块2检测开关电源运行正常，判断为正常分闸，主控单元模块11发出指令给选择控制开关模块7输出由吸持电压电路模块6提供的吸持电压切换成吸合电压电路模块6提供的吸合电压，为下一次合闸做准备，完成正常分闸的过程；在正常运行时，如果接触器运行状态检测模块10检测到接触器为合闸状态，辅助电源状态检测模块2检测辅助电源由正常变为小于可设定的失电电压定值，开关电源状态检测模块4检测开关电源输出正常，判断为系统晃电，主控单元模块11继续在设定的延时时间内对接触器线圈10提供吸持电压，如果在延时时间结束前，辅助电源电压恢复，就结束延时，进入正常运行状态，如果延时时间到了，辅助电源电压幅值还没有恢复到设定的恢复电压定值之上，判断为系统失电超时，主控单元模块11发指令给选择控制开关模块7切换输出为交流辅助电源输入模块1提供的已失电的交流辅助电源，接触器释放，完成失电超时接触器释放的过程。

在辅助电源无电时，选择控制开关模块7默认为选择交流辅助电源输入模块1为输出，当开关电源状态检测模块4检测到开关电源运行状态异常时，主控单元模块11发指令给选择控制开关模块7选择交流辅助电源输入模块1为输出，使抗晃电接触器延时模块旁路，不影响系统运行，同时按键、显示、报警、输出模块显示、指示和输出各种状态。

在测试阶段可以通过测试按钮自动模拟完成吸持电压的设定。

Claims (1)

1.在一种抗晃电接触器延时装置，包括交流辅助电源输入模块、辅助电源状态检测模块、开关电源模块、开关电源状态检测模块、吸合电压电路模块、吸持电压电路模块、选择控制开关模块、按键、显示、报警、输出模块、接触器线圈、接触器线圈运行状态检测模块以及主控单元模块在内，其特征在于：交流辅助电源输入模块分别与辅助电源状态检测模块、开关电源模块、吸合电压电路模块、选择控制开关模块相连，辅助电源状态检测模块又与主控单元模块相连，开关电源模块又分别与开关电源状态检测模块、吸持电压电路模块相连，开关电源检测模块又与主控单元模块相连，吸合电压模块又与选择控制开关模块相连，吸持电压电路模块又分别与选择控制开关模块和主控单元模块相连，选择控制开关模块又分别与接触器线圈和主控单元模块相连，接触器线圈又与接触器线圈运行状态检测模块相连，接触器线圈运行状态检测模块又与主控单元模块相连，主控单元模块又与按键、显示、报警、输出模块相连，装置通过设定不同参数可以实现0.1s到9.9s的延时时间可设范围，2.0V到12V的吸持电压可调范围，失电电压、恢复电压可设，具有显示、报警出口、动作输出出口。