CN1058580C

CN1058580C - 节电消声避流消弧装置

Info

Publication number: CN1058580C
Application number: CN95111091A
Authority: CN
Inventors: 贾金寿
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1995-06-29
Filing date: 1995-06-29
Publication date: 2000-11-15
Anticipated expiration: 2015-06-29
Also published as: CN1125892A

Abstract

一种与接触器等带有电磁铁的产品配套使用的节电消声避流消弧装置主要由反半波同步消弧电路和快速放电延时电路及异步消弧电路组成，利用整流二极管在截止无电流的半波期间内将接触器等电器的励磁线圈的供电电源由起动时的吸合高压自动切换到能够维持吸合的吸持低压继续供电，具有切换无电流，动作可靠，使用寿命长，工作频率高和节电消声效果好等优点。

Description

节电消声避流消弧装置

本发明是一种与接触器、电磁阀及空气开关等带有电磁铁的产品配套使用的装置，属于电开关或电磁领域。

对于接触器、电磁阀及空气开关等带有电磁铁的设备，其励磁线圈在起动时需要较高的吸合电压，而在吸合后就只需要较低的吸持电压即可继续维持吸合，如果在吸持期间仍使用起动时较高的吸合电压，则不但造成耗电量大、发出刺耳的嗡声，而且使绝缘容易老化，线圈温升较高而容易损坏，目前市场上推出的节电消声器，均采用在励磁线圈起动吸合后通过继电器励磁线圈的工作电压由脉冲直流高压切换成低压的时间控制问题未能解决，很容易在高压大电流时进行切换，以致烧坏继电器触点，甚至烧坏励磁线圈，同时，因现有的节电消声器无快速放电的延时电路，使工作频率较低而无法在工作频率较高的埸合使用。

本发明的目的是为了克服上述现有技术中的不足之处，设计一种切换电源无电弧、动作可靠、工作频率高的节电消声避流消弧装置。

本发明的技术措施是：针对继电器触点经常被烧的原因主要是在切换电源的瞬间未能避开脉动电压中较强的峰值电流而造成的问题，设计一种能有效的避开峰值电压进行电源切换的反半波同步消弧电路，并增加了快速放电延时电路和异步消弧电路，使切换电源前的起动时间准确和自动避开励磁线圈自感电势产生续流电弧的影响，使本装置实现节电消声避流消弧的目的。本装置由反半波同步消弧电路、快速放电延时电路和异步消弧电路组成，其中，反半波同步消弧电路由一个电源变压器(T₁)、一个继电器(J₁)及触点开关(JK₁)、一个单向可控硅(VS₁)、两个三极管(V₁、V₂)、两个稳压二极管(D₁₁、D₁₂)、八个整流二极管(D₁-D₈)、两个电阻(R₁、R₂)、一个电容(C₁)和四个接线柱(A、B、C、D)及外壳组成，快速放电延时电路由一个三极管(V₃)、一个稳压二极管(D₁₃)、一个电容(C₃)和三个电阻(R₃-R₅)组成，异步消弧电路由第二个继电器(J₂)及其触点开关(JK₂)、一个电容(C₂)、二个二极管(D₉、D₁₀)组成，其连接关系是：变压器(T₁)初级(L₁)两端分别接第一个接线柱(A)和第二个接线柱(B)，第一个二极管(D₁)正极接第一个接线柱(A)、负极接第一个继电器触点开关(JK₁)常闭触点，变压器(T₁)次级(L₂)两端分别接第二和第三个二极管(D₂、D₃)正极，变压器次级(L₂)中间抽头接第二个接线柱(B)，第二和第三个二极管(D₂、D₃)负极接第一个继电器触点开关(JK₁)常开触点，第一个继电器触点开关(JK₁)动触点接第三个接线柱(C)和第二个继电器触点开关(JK₂)的动触点，第二个继电器触点开关(JK₂)的常闭触点接第十个二极管(D₁₀)负极，第十个二极管(D₁₀)正极接第二个接线柱(B)和第四个接线柱(D)，变压器(T₁)第二次级(L₃)两端分别接第四和第五个二极管(D₄、D₅)正极，第四和第五个二极管(D₄、D₅)负极接第一个电容(C₁)正极，变压器第二次级(L₃)中间抽头接第一个电容(C₁)负极，第一个继电器(J₁)和第六个二极管(D₆)负极接第一个电容(C₁)正极，第一个继电器(J₁)另一端和第六个二极管(D₆)正极接第二个继电器(J₂)和第九个二极管(D₉)负极和第二个电容(C₂)正极，第二个继电器(J₂)另一端和第九个二极管(D₉)正极和第二个电容(C₂)负极接可控硅(VS₁)阳极，可控硅(VS₁)阴极接第一个电容(C₁)负极，可控硅(VS₁)控制极接第七个二极管(D₇)负极，第七个二极管(D₇)正极接第一个三极管(V₁)集电极，第一个三极管(V₁)发射极接第十二个二极管(D₁₂)正极，第一个三极管(V₁)基极接第二个三极管(V₂)集电极，第二个三极管(V₂)发射极与第二个电阻(R₂)串联后接第一个电容(C₁)负极，第二个三极管(V₂)基极接第一个电阻(R₁)和第八个二极管(D₈)负极，第一个电阻(R₁)另一端接第一个电容(C₁)负极，第八个二极管(D₈)正极接第十一个二极管(D₁1)正极，第十一个二极管(D₁₁)负极接变压器(T₁)第二次级(L₃)中与第二个接线柱(B)为同相位的一个输出端(E)点，第十二个二极管(D₁₂)负极接第三个电阻(R₃)和第三个电容(C₃)正极及第三个三极管(V₃)发射极，第三个电阻(R₃)另一端接第四个电阻(R₄)、第五个电阻(R₅)、第十三个二极管(D₁₃)负极和第三个三极管(V₃)基极，第五个电阻(R₅)另一端接第一个电容(C₁)正极，第十三个二极管(D₁₃)正极与第四个电阻(R₄)另一端及第三个三极管(V₃)集电极和第三个电容(C₃)负极均接第一个电容(C₁)负极，第一个接线柱(A)和第二个接线柱(B)接交流电源，第三个接线柱(C)和第四个接线柱(D)接负载的励磁线圈(KL)。在连接关系中也可将第一、第二、第三和第十个二极管(D₁、D₂、D₃、D₁₀)的正负极性对调连接，其装置也同样由反半波同步消弧电路、快速放电延时电路和异步消弧电路组成，其中，反半波同步消弧电路由一个电源变压器(T₁)、一个继电器(J₁)及触点开关(JK₁)、一个单向可控硅(VS₁)、两个三极管(V₁、V₂)、两个稳压二极管(D₁₁、D₁₂)、八个整流二极管(D₁-D₈)、两个电阻(R₁、R₂)、一个电容，(C₁)和四个接线柱(A、B、C、D)及外壳组成，快速放电延时电路由一个三极管(V₃)、一个稳压二极管(D₁₃)、一个电容(C₃)和三个电阻(R₃-R₅)组成，异步消弧电路由第二个继电器(J₂)及其触点开关(JK₂)、一个电容(C₂)、二个二极管(D₉、D₁₀)组成，其连接关系是：变压器(T₁)初级(L₁)两端分别接第一个接线柱(A)和第二个接线柱(B)，第一个二极管(D₁)负极接第一个接线柱(A)、正极接第一个继电器触点开关(JK₁)常闭触点，变压器(T₁)次级(L₂)两端分别接第二和第三个二极管(D₂、D₃)负极，变压器次级(L₂)中间抽头接第二个接线柱(B)，第二和第三个二极管(D₂、D₃)正极接第一个继电器触点开关(JK₁)常开触点，第一个继电器触点开关(JK₁)动触点接第三个接线柱(C)和第二个继电器触点开关(JK₂)的动触点，第二个继电器触点开关(JK₂)的常闭触点接第十个二极管(D₁₀)正极，第十个二极管(D₁₀)负极接第二个接线柱(B)和第四个接线柱(D)，变压器(T₁)第二次级(L₃)两端分别接第四和第五个二极管(D₄、D₅)正极，第四和第五个二极管(D₄、D₅)负极接第一个电容(C₁)正极，变压器第二次级(L₃)中间抽头接第一个电容(C₁)负极，第一个继电器(J₁)和第六个二极管(D₆)负极接第一个电容(C₁)正极，第一个继电器(J₁)另一端和第六个二极管(D₆)正极接第二个继电器(J₂)和第九个二极管(D₉)负极和第二个电容(C₂)正极，第二个继电器(J₂)另一端和第九个二极管(D₉)正极和第二个电容(C₂)负极接可控硅(VS₁)阳极，可控硅(VS₁)阴极接第一个电容(C₁)负极，可控硅(VS₁)控制极接第七个二极管(D₇)负极，第七个二极管(D₇)正极接第一个三极管(V₁)集电极，第一个三极管(V₁)发射极接第十二个二极管(D₁₂)正极，第一个三极管(V₁)基极接第二个三极管(V₂)集电极，第二个三极管(V₂)发射极与第二个电阻(R₂)串联后接第一个电容(C₁)负极，第二个三极管(V₂)基极接第一个电阻(R₁)和第八个二极管(D₈)负极，第一个电阻(R₁)另一端接第一个电容(C₁)负极，第八个二极管(D₈)正极接第十一个二极管(D₁₁)正极，第十一个二极管(D₁₁)负极接变压器(T₁)第二次级(L₃)中与第一个接线柱(A)为同相位的一个输出端(E)点，第十二个二极管(D₁₂)负极接第三个电阻(R₃)和第三个电容(C₃)正极及第三个三极管(V₃)发射极，第三个电阻(R₃)另一端接第四个电阻(R₄)、第五个电阻(R₅)、第十三个二极管(D₁₃)负极和第三个三极管(V₃)基极，第五个电阻(R₅)另一端接第一个电容(C₁)正极，第十三个二极管(D₁₃)正极与第四个电阻(R₄)另一端及第三个三极管(V₃)集电极和第三个电容(C₃)负极均接第一个电容(C₁)负极，第一个接线柱(A)和第二个接线柱(B)接交流电源，第三个接线柱(C)和第四个接线柱(D)接负载的励磁线圈(KL)。

附图1是本装置电路的基本连接关系图；

附图2是本装置电路的第二种连接关系图。

参见附图，图中的电源变压器的初级(L₁)接220V或380V电源、次级(L₂)的输出电压为2-20V、第二次级(L₃)的输出电压为24V，继电器(J₁、J₂)选JZ-21FB型号的直流继电器，可控硅(VS₁)选用普通型号的单相可控硅，第一和第三个三极管(V₁、V3)选用9015型PNP型硅管，第二个三极管(V₂)选用9013型NPN型硅管，第一至第十个二极管(D₁-D₁₀)为整流二极管，第十一个二极管(D₁₁)选用26V的稳压二极管，第十二个二极管(D₁₂)选用7.5V稳压二极管，第十三个二极管(D₁₃)选用12V稳压二极管。其连接关系与技术措施所述相同。使用时，将A、B两端经控制开关后接交流电源，C、D两端接接触器、电磁阀或空气开关等负载的励磁线圈KL。当接通电源后，经D₁半波整流和D₁0续流的高压负载KL起动吸合，同时，L₃输出的低压经整流滤波后给延时电路和消弧电路提供电源，经R₅和R₃向C₃充电，经一定延时时间后，C₃电压升高后经D₁₂为V₁提供电压，此时，当L₃的E点为正半波时，D₁₁被反向击穿，使V₂导通，进而使V₁导通，使C₃电压经D₁₂和V₁及D₇为VS₁提供了触发信号，使VS₁由截止变为导通，因C₂的关系使J₁快速吸合，JK₁动触点迅速离开常闭触点而与常开触点接通，避免负载KL发生颤抖，将脉动高压切换为直流低压，起到了节电消声的作用，因变压器次级L₃的相位与L₁的A端相反(图2是与L₁的B端相反)，所以E点为正半波时，A端为负半波(图2是B端为负半波)，故J₁吸合时D₁截止，使JK₁在切换电源时无切换电流通过常闭触点之间，实现避流消弧的目的。又因C₂作用使J₂滞后吸合，使负载KL在切换电源瞬间由D₁₀构成续流回路维持吸合，进一步避免负载发生颤抖，又可使JK₂避免KL自感电势产生电弧的影响，实现异步消弧的目的。当切断电源时，J₁和J₂释放，JK₁和JK₂复位，此时，延时电容C₃的电荷使V₃发射极电压高于基极电压而由截止变为导通，使C₃的电荷通过V₃被迅速放电，提高了下次动作的延时时间的准确性，使之能在动作频率很高的场合下正常工作。

本发明具有工作频率高、动作可靠、延时时间准确、切换电源无电弧、使用寿命长和节电消声效果好等优点，适合与接触器、电磁阀、空气开关等带有电磁铁的产品及电磁铁本身配套使用。

Claims

1.一种节电消声避流消弧装置，其特征在于由反半波同步消弧电路、快速放电延时电路和异步消弧电路组成，其中，反半波同步消弧电路由一个电源变压器(T₁)、一个继电器(J₁)及触点开关(JK₁)、一个单向可控硅(VS₁)、两个三极管(V₁、V₂)、两个稳压二极管(D₁₁、D₁₂)、八个整流二极管(D₁-D₈)、两个电阻(R₁、R₂)、一个电容(C₁)和四个接线柱(A、B、C、D)及外壳组成，快速放电延时电路由一个三极管(V₃)、一个稳压二极管(D₁₃)、一个电容(C₃)和三个电阻(R₃-R₅)组成，异步消弧电路由第二个继电器(J₂)及其触点开关(JK₂)、一个电容(C₂)、二个二极管(D₉、D₁₀)组成，其连接关系是：变压器(T₁)初级(L₁)两端分别接第一个接线柱(A)和第二个接线柱(B)，第一个二极管(D₁)正极接第一个接线柱(A)、负极接第一个继电器触点开关(JK₁)常闭触点，变压器(T₁)次级(L₂)两端分别接第二和第三个二极管(D₂、D₃)正极，变压器次级(L₂)中间抽头接第二个接线柱(B)，第二和第三个二极管(D₂、D₃)负极接第一个继电器触点开关(JK₁)常开触点，第一个继电器触点开关(JK₁)动触点接第三个接线柱(C)和第二个继电器触点开关(JK₂)的动触点，第二个继电器触点开关(JK₂)的常闭触点接第十个二极管(D₁₀)负极，第十个二极管(D₁₀)正极接第二个接线柱(B)和第四个接线柱(D)，变压器(T₁)第二次级(L₃)两端分别接第四和第五个二极管(D₄、D₅)正极，第四和第五个二极管(D₄、D₅)负极接第一个电容(C₁)正极，变压器第二次级(L₃)中间抽头接第一个电容(C₁)负极，第一个继电器(J₁)和第六个二极管(D₆)负极接第一个电容(C₁)正极，第一个继电器(J₁)另一端和第六个二极管(D₆)正极接第二个继电器(J₂)和第九个二极管(D₉)负极和第二个电容(C₂)正极，第二个继电器(J₂)另一端和第九个二极管(D₉)正极和第二个电容(C₂)负极接可控硅(VS₁)阳极，可控硅(VS₁)阴极接第一个电容(C₁)负极，可控硅(VS₁)控制极接第七个二极管(D₇)负极，第七个二极管(D₇)正极接第一个三极管(V₁)集电极，第一个三极管(V₁)发射极接第十二个二极管(D₁₂)正极，第一个三极管(V₁)基极接第二个三极管(V₂)集电极，第二个三极管(V₂)发射极与第二个电阻(R₂)串联后接第一个电容(C₁)负极，第二个三极管(V₂)基极接第一个电阻(R₁)和第八个二极管(D₈)负极，第一个电阻(R₁)另一端接第一个电容(C₁)负极，第八个二极管(D₈)正极接第十一个二极管(D₁₁)正极，第十一个二极管(D₁₁)负极接变压器(T₁)第二次级(L₃)中与第二个接线柱(B)为同相位的一个输出端(E)点，第十二个二极管(D₁₂)负极接第三个电阻(R₃)和第三个电容(C₃)正极及第三个三极管(V₃)发射极，第三个电阻(R₃)另一端接第四个电阻(R₄)、第五个电阻(R₅)、第十三个二极管(D₁₃)负极和第三个三极管(V₃)基极，第五个电阻(R₅)另一端接第一个电容(C₁)正极，第十三个二极管(D₁₃)正极与第四个电阻(R₄)另一端及第三个三极管(V₃)集电极和第三个电容(C₃)负极均接第一个电容(C₁)负极，第一个接线柱(A)和第二个接线柱(B)接交流电源，第三个接线柱(C)和第四个接线柱(D)接负载的励磁线圈(KL)。

2.一种节电消声避流消弧装置，其特征在于由反半波同步消弧电路、快速放电延时电路和异步消弧电路组成，其中，反半波同步消弧电路由一个电源变压器(T₁)、一个继电器(J₁)及触点开关(JK₁)、一个单向可控硅(VS₁)、两个三极管(V₁、V₂)、两个稳压二极管(D₁₁、D₁₂)、八个整流二极管(D₁-D₈)、两个电阻(R₁、R₂)、一个电容(C₁)和四个接线柱(A、B、C、D)及外壳组成，快速放电延时电路由一个三极管(V₃)、一个稳压二极管(D₁₃)、一个电容(C₃)和三个电阻(R₃-R₅)组成，异步消弧电路由第二个继电器(J₂)及其触点开关(JK₂)、一个电容(C₂)、二个二极管(D₉、D₁₀)组成，其连接关系是：变压器(T₁)初级(L₁)两端分别接第一个接线柱(A)和第二个接线柱(B)，第一个二极管(D₁)负极接第一个接线柱(A)、正极接第一个继电器触点开关(JK₁)常闭触点，变压器(T₁)次级(L₂)两端分别接第二和第三个二极管(D₂、D₃)负极，变压器次级(L₂)中间抽头接第二个接线柱(B)，第二和第三个二极管(D₂、D₃)正极接第一个继电器触点开关(JK₁)常开触点，第一个继电器触点开关(JK₁)动触点接第三个接线柱(C)和第二个继电器触点开关(JK₂)的动触点，第二个继电器触点开关(JK₂)的常闭触点接第十个二极管(D₁₀)正极，第十个二极管(D₁₀)负极接第二个接线柱(B)和第四个接线柱(D)，变压器(T₁)第二次级(L₃)两端分别接第四和第五个二极管(D₄、D₅)正极，第四和第五个二极管(D₄、D₅)负极接第一个电容(C₁)正极，变压器第二次级(L₃)中间抽头接第一个电容(C₁)负极，第一个继电器(J₁)和第六个二极管(D₆)负极接第一个电容(C₁)正极，第一个继电器(J₁)另一端和第六个二极管(D₆)正极接第二个继电器(J₂)和第九个二极管(D₉)负极和第二个电容(C₂)正极，第二个继电器(J₂)另一端和第九个二极管(D₉)正极和第二个电容(C₂)负极接可控硅(VS₁)阳极，可控硅(VS₁)阴极接第一个电容(C₁)负极，可控硅(VS₁)控制极接第七个二极管(D₇)负极，第七个二极管(D₇)正极接第一个三极管(V₁)集电极，第一个三极管(V₁)发射极接第十二个二极管(D₁₂)正极，第一个三极管(V₁)基极接第二个三极管(V₂)集电极，第二个三极管(V₂)发射极与第二个电阻(R₂)串联后接第一个电容(C₁)负极，第二个三极管(V₂)基极接第一个电阻(R₁)和第八个二极管(D₈)负极，第一个电阻(R₁)另一端接第一个电容(C₁)负极，第八个二极管(D₈)正极接第十一个二极管(D₁₁)正极，第十一个二极管(D₁₁)负极接变压器(T₁)第二次级(L₃)中与第一个接线柱(A)为同相位的一个输出端(E)点，第十二个二极管(D₁₂)负极接第三个电阻(R₃)和第三个电容(C₃)正极及第三个三极管(V₃)发射极，第三个电阻(R₃)另一端接第四个电阻(R₄)、第五个电阻(R₅)、第十三个二极管(D₁₃)负极和第三个三极管(V₃)基极，第五个电阻(R₅)另一端接第一个电容(C₁)正极，第十三个二极管(D₁₃)正极与第四个电阻(R₄)另一端及第三个三极管(V₃)集电极和第三个电容(C₃)负极均接第一个电容(C₁)负极，第一个接线柱(A)和第二个接线柱(B)接交流电源，第三个接线柱(C)和第四个接线柱(D)接负载的励磁线圈(KL)。

3.如权利要求1或2所述的节电消声避流消弧装置，其特征在于电源变压器的初级(L₁)接220V或380V电源、次级(L₂)的输出电压为2-20V、第二次级(L₃)的输出电压为24V，继电器(J₁、J₂)选JZ-21FB型号的直流继电器，可控硅(VS₁)选用普通型号的单相可控硅，第一和第三个三极管(V₁、V3)选用9015型PNP型硅管，第二个三极管(V₂)选用9013型NPN型硅管，第一至第十个二极管(D₁-D₁₀)为整流二极管，第十一个二极管(D₁₁)选用26V的稳压二极管，第十二个二极管(D₁₂)选用7.5V稳压二极管，第十三个二极管(D₁₃)选用12V稳压二极管。