CN111403237A - 一种交流接触器抗晃电控制系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种交流接触器抗晃电控制系统，包括电源变换单元、储能单元、功率变换单元、保护单元、驱动单元、采集单元、传输单元以及微机中央处理器单元，电源变换单元、采集单元、驱动单元以及传输单元均与微机中央处理器单元相连接，电源变换单元与储能单元相连接，储能单元与功率变换单元相连接，用于将直流电源转换为两种电源的功率变换单元与驱动单元相连接，功率变换单元还与保护单元相连接。本发明采用上述结构的一种交流接触器抗晃电控制系统，在晃电期间，通过功率变换单元将储能单元存储的直流电源转换为与输入电压相同的交流电源，在节能模式时通过功率变换单元将储能单元存储的直流电源转换为所需直流电压维持接触器的可靠吸合。
Description
技术领域
本发明涉及电气自动化领域，特别是涉及一种交流接触器抗晃电控制系统。
背景技术
随着电网并网和环网的日益扩大，以及馈电变压器容量增大带来的配出回路的增多，电源瞬时失压即“晃电”的现象越来越频繁。发生“晃电”时，工业上的交流接触器会发生“跳闸”，进而导致接触器后端设备停机，石油化工、纺织、集成电路等行业每年都因电网发生“晃电”，而造成巨大损失。交流接触器在低压电动机控制系统中应用非常广泛，由于工作原理的特点，当电网出现晃电时，会造成其操作线圈短时断电或电压过低，导致线圈对铁芯的吸力小于释放弹簧的弹力使接触器释放。一般交流接触器线圈电压低于额定电压50％，持续时间超过一个周期时接触器会释放；线圈电压低于80％甚至更高，持续时间超过5个周期接触器也会释放；同时过低的线圈电压所产生的吸力也会减小，造成接触器触头接触不良，导致接触器触头发热损坏。
但目前市场中的交流接触器抗晃电产品，均为直流输出型，最大的缺点是无法应用于所有类型的交流接触器，如整流型、整流+串电容型接触器，接触器线圈内含有电子管、整流电路等，在线圈两端施加直流电压，无法正常触发内部整流和稳压电路，因此此类接触器使用直流支撑方案不可行。如：CN102097779A、CN104935077B、CN107068488B、CN105490566A等专利中，均使用直流输出形式。此方案应用范围较为狭窄。
发明内容
本发明的目的是提供了一种交流接触器抗晃电控制系统，在晃电期间，通过功率变换单元将直流电源转换为与输入电压相同的交流电源，正常运行时通过功率变换单元将直流电源转换为所需直流电维持接触器的可靠吸合。
为实现上述目的，本发明提供了一种交流接触器抗晃电控制系统，包括电源变换单元、储能单元、功率变换单元、保护单元、驱动单元、采集单元、传输单元以及微机中央处理器单元，所述电源变换单元、所述采集单元、所述驱动单元以及所述传输单元均与所述微机中央处理器单元相连接，所述电源变换单元与储能单元相连接，所述储能单元与所述功率变换单元相连接，所述功率变换单元包括直流变换部分和交流变换部分，在晃电期间，通过交流变换部分将储能单元存储的直流电源转换为与输入电压相同的交流电源，转换的交流电源通过保护单元处理后与接触器线圈相连接，在节能模式时通过直流变换部分将储能单元存储的直流电源转换为所需直流电压并施加于接触器上维持接触器的可靠吸合，所述功率变换单元与所述驱动单元相连接，所述功率变换单元还与保护单元相连接。
优选的，所述电源变换单元将输入的交流电源转换为直流电源，所述直流电源并通过所述储能单元存储，所述储能单元为储能电容，储能单元内设置有电容电压检测电路。
优选的，所述输出可调的交流电源的幅值和频率与输入的交流电源源相同，输出的交流电源用于在晃电期间为接触器线圈提供能量，节能模式下输出可调的直流电压维持接触器的可靠吸合。
优选的，所述采集单元包括电压采集电路、电流采集电路以及温度传感器，所述电压采集电路、所述电流采集电路以及所述温度传感器将采集的数据传输至微机中央处理器单元，当发生异常时，微机中央处理器单元通过驱动单元驱动功率变换单元和保护单元给接触器进行交流供电，温度传感器设置于开关器件上。
优选的，所述保护单元将交流电源进行整形和变压并输出正弦波的交流电源。
优选的，所述传输单元包括用于开关量输入输出功能的I/O部分和用于实时上传工作状态。
优选的，所述微机中央处理器单元通过人机接口通讯部分进行下发参数和上传历史记录，所述人机接口通讯部分采用485通讯接口，终端设备通过485通讯接口设置晃电延时时间，实时采集电压，当发生电压跌落时，所述微机中央处理器单元开始计时，当电压跌落时间大于晃电延时时间判定为正常断电，当电压跌落时间不大于晃电延时时间判定为晃电，同时所述微机中央处理器单元记录晃电时间和次数并上传终端设备。
因此，本发明采用上述结构的一种交流接触器抗晃电控制系统，具有以下有益效果：
1、在晃电期间，通过功率变换单元将直流电源转换为与输入电压相同的交流电源，适用于所有类型交流接触器及交直流通用接触器，电压恢复后，通过功率变换单元将直流电源转换为所需直流电维持接触器的可靠吸合，使得接触器工作在节能模式，可节省70％-93％的电能。
2、通过所述微机中央处理器单元、所述采集单元以及所述人机接口通讯部分进行晃电和断电的判定，正常停机情况下不会影响接触器动作，并且对晃电数据的上传。
下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。
附图说明
图1为本发明一种交流接触器抗晃电控制系统原理框图；
图2为本发明一种交流接触器抗晃电控制系统电路原理图。
具体实施方式
实施例
图1为本发明一种交流接触器抗晃电控制系统原理框图，图2为本发明一种交流接触器抗晃电控制系统电路原理图，如图所示，一种交流接触器抗晃电控制系统包括电源变换单元、储能单元、功率变换单元、保护单元、驱动单元、采集单元、传输单元以及微机中央处理器单元。电源变换单元、采集单元、驱动单元以及传输单元均与微机中央处理器单元相连接。
电源变换单元与储能单元相连接，电源变换单元将输入的交流电源转换为DC12V直流电源和DC5V直流电源，DC12V直流电源并通过储能单元存储，储能单元为储能电容，储能单元内设置有电容电压检测电路，用于检测储能电容的充电情况，系统上电后，当检测电容充电到设置的电压阀值时，进行参数初始化设置。DC5V直流电源给微机中央处理器单元供直流电。
储能单元与功率变换单元相连接，驱动单元和保护单元均与功率变换单元相连接，功率变换单元包括直流变换部分和交流变换部分，通过直流变换部分和交流变换部分将储能单元存储的直流电源转换为可调的直流电源或交流电源，输出的交流电源其幅值和频率与输入的交流电源完全相同，例如，当输入的交流电源为220V，可调的交流电源也为220V，保护单元将交流电源进行整形和变压并输出正弦波的交流电源，可调的交流电源用于在晃电期间为接触器线圈提供能量，适用于所有类型交流接触器及交直流通用接触器。
微机中央处理器单元内采用32位DSP数字信号处理器，用于采集电压、采集电流以及温度进行循环检测，当检测到电压跌落到设定值后，断开交流输出回路并瞬时闭合装置内部的交流输出回路，DSP数字信号处理器输出PWM控制量驱动MOS管，将储能单元的直流电源通过功率变换单元转化为稳定的交流电源施加到交流接触器线圈维持交流接触线器正常运行。接触器工作在节能模式下，断开交流供电回路瞬时闭合装置内的直流输出回路，功率变换单元根据设定值输出直流电源维持接触器的可靠吸合，接触器工作在节能模式时，最高可节省93％的电能(交流接触器利用直流吸合的原理：保证交流接触器线圈电流维持不变。此时线圈两端的直流电压远远小于其在交流状态时的交流电压幅值，由此可知交流接触器线圈工作在直流状态时，可节省大部分电能)。
采集单元包括电压采集电路、电流采集电路以及温度传感器，电压采集电路采用隔离电源供电、高增益线性光耦以及滤波电路相配合，避免干扰。所述电压采集电路、所述电流采集电路以及所述温度传感器将采集的数据传输至微机中央处理器单元，当发生异常时，微机中央处理器单元通过驱动单元驱动功率变换单元和保护单元给接触器进行交流供电，温度传感器设置于开关器件上，防止结温升温而损害及时更换器件。
传输单元包括用于开关量输入输出功能的I/O部分和用于实时上传工作状态的及数据的人机接口通讯部分。微机中央处理器单元通过人机接口通讯部分进行下发参数和上传历史记录，所述人机接口通讯部分采用485通讯接口，终端设备通过485通讯接口设置晃电延时时间，通过采集单元实时采集电压，当发生电压跌落时，所述微机中央处理器单元开始计时，当电压跌落时间大于晃电延时时间判定为正常断电，当电压跌落时间不大于晃电延时时间判定为晃电，同时所述微机中央处理器单元记录晃电时间和次数并上传终端设备。通过所述微机中央处理器单元、所述采集单元以及所述人机接口通讯部分进行晃电和断电的判定，正常停机情况下不会影响接触器动作，并且对晃电数据的上传。
因此，本发明采用上述结构的一种交流接触器抗晃电控制系统，一种交流接触器抗晃电控制系统，在晃电期间，通过功率变换单元将储能单元存储的直流电源转换为幅值和频率与输入电压相同的交流电源维持晃电期间接触器的正常吸合。工作在节能模式时通过功率变换单元将直流电源转换为幅值可调的直流电维持接触器的可靠吸合。
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其进行限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而这些修改或者等同替换亦不能使修改后的技术方案脱离本发明技术方案的精神和范围。
Claims (7)
1.一种交流接触器抗晃电控制系统，其特征在于：包括电源变换单元、储能单元、功率变换单元、保护单元、驱动单元、采集单元、传输单元以及微机中央处理器单元，所述电源变换单元、所述采集单元、所述驱动单元以及所述传输单元均与所述微机中央处理器单元相连接，所述电源变换单元与储能单元相连接，所述储能单元与所述功率变换单元相连接，所述功率变换单元包括直流变换部分和交流变换部分，在晃电期间，通过交流变换部分将储能单元存储的直流电源转换为与输入电压相同的交流电源，转换的交流电源通过保护单元处理后与接触器线圈相连接，在节能模式时通过直流变换部分将储能单元存储的直流电源转换为所需直流电压并施加于接触器上维持接触器的可靠吸合，所述功率变换单元与所述驱动单元相连接，所述功率变换单元还与保护单元相连接。
2.根据权利要求1所述的一种交流接触器抗晃电控制系统，其特征在于：所述电源变换单元将输入的交流电源转换为直流电源，所述直流电源通过所述储能单元存储，所述储能单元为储能电容，储能单元内设置有电容电压检测电路。
3.根据权利要求2所述的一种交流接触器抗晃电控制系统，其特征在于：输出的交流电源的幅值和频率与输入的交流电源相同，输出的交流电源用于在晃电期间为接触器线圈提供能量，节能模式下输出可调的直流电压维持接触器的可靠吸合。
4.根据权利要求3所述的一种交流接触器抗晃电控制系统，其特征在于：所述采集单元包括电压采集电路、电流采集电路以及温度传感器，所述电压采集电路、所述电流采集电路以及所述温度传感器将采集的数据传输至微机中央处理器单元，当发生异常时，微机中央处理器单元通过驱动单元驱动功率变换单元和保护单元给接触器进行交流供电，温度传感器设置于开关器件上。
5.根据权利要求4所述的一种交流接触器抗晃电控制系统，其特征在于：所述保护单元将交流电源进行整形和变压并输出正弦波的交流电源。
6.根据权利要求5所述的一种交流接触器抗晃电控制系统，其特征在于：所述传输单元包括用于开关量输入输出功能的I/O部分和用于实时上传工作状态的及数据的人机接口通讯部分。
7.根据权利要求6所述的一种交流接触器抗晃电控制系统，其特征在于：所述微机中央处理器单元通过人机接口通讯部分进行下发参数和上传历史记录及当前工作状态等，所述人机接口通讯部分采用485通讯接口，终端设备通过485通讯接口设置晃电延时时间，实时采集电压，当发生电压跌落时，所述微机中央处理器单元开始计时，当电压跌落时间大于晃电延时时间判定为正常断电，当电压跌落时间不大于晃电延时时间判定为晃电，同时所述微机中央处理器单元记录晃电时间和次数并上传终端设备。
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN113471017A (zh) * | 2021-07-09 | 2021-10-01 | 珠海万力达电气自动化有限公司 | 一种抗晃电模块的切换控制方法及抗晃电模块 |
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2020
- 2020-05-15 CN CN202010411109.XA patent/CN111403237A/zh active Pending
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| CN113471017A (zh) * | 2021-07-09 | 2021-10-01 | 珠海万力达电气自动化有限公司 | 一种抗晃电模块的切换控制方法及抗晃电模块 |
| CN113471017B (zh) * | 2021-07-09 | 2024-05-14 | 珠海万力达电气自动化有限公司 | 一种抗晃电模块的切换控制方法及抗晃电模块 |
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