CN1755860A - 节能节材环保型交流接触器 - Google Patents
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Abstract
一种节能节材环保型交流接触器，包括触点部分、由钕铁硼永磁体、动软铁芯和静软铁芯组成的电磁系统，以及装在静软铁芯上的线圈组，其特征在于，采用与开关按钮连接的半波整流电路，通过保护电路连接到整流电路输出端的线圈组，通过电磁系统控制触点部分动作，实现线圈只在按钮按下瞬间通电，节能效果可达99.9％以上；又因采用钕铁硼永磁体、低成本的软铁芯和较少的线圈材料，可节省成本高昂的硅钢片及铜线材，使总体成本比普通交流接触器下降约1/4－1/3；电路无需可控硅、电解电容等易损件，使得产品的可靠性及寿命大大提高；更可兼容现有交流接触器的全部功能和安装结构，体积更小，重量更轻，使用寿命更长，可靠性更高。
Description
技术领域
本发明涉及交流接触器，具体涉及一种真正零功耗维持工作的无噪声交流接触器。
背景技术
现有各种系列的交流接触器，由于其采用的是E型或U型硅钢片铁芯加电磁吸合线圈的结构，因而只要交流接触器工作，电磁吸合线圈就有电流通过，它必定要消耗一定的电能，而且随着交流接触器大小容量的不同，其吸合线圈耗能从小到几瓦(VA)大到几百瓦(VA)，故全国每年就有几百亿度(KVA/时)的电能被无形的浪费掉，并消耗昂贵的硅钢片及较多的铜线材，而且会产生交流噪声和工频电磁污染，并向环境排放废热，增加温室效应。同时，产寿命短，更换频繁。虽然目前针对上述存在的缺陷而发明并取得各种专利的磁保持接触器有所改善，但仍有少量维持电流长期耗电，无法做到零功耗工作；或者是由于线路繁杂并采用易损的可控硅元件及易干枯失效的电解电容作为主要元件，而不能长期稳定的可靠工作。
发明内容
本发明要解决的技术问题是如何克服上述现有技术的缺点，提供一种恒磁保持的机构，保证在不按按钮时完全不耗电的交流接触器。
本发明上述技术问题这样解决，构造一种节能节材环保型交流接触器，包括触点部分、由钕铁硼永磁体1、动软铁芯4和静软铁芯2组成的电磁系统，以及装在所述静软铁芯2上的线圈组14，其特征在于，还包括连接交流电回路的由启动按钮11、停止按钮12组成的开关按钮，与开关按钮连接的整流电路13，通过电磁系统控制所述触点部分动作的线圈组14通过保护电路15连接在整流电路13的输出端。
在按照本发明提供的节能节材环保型交流接触器中，所述整流电路(13)包括两个各有一端反向连接的高反压二极管(D1、D2)以及连接在二极管(D1、D2)输出端之间的反磁限流电阻(R)以及连接在半波整流输出端的滤波电容器(C)。
在按照本发明提供的节能节材环保型交流接触器中，所述保护电路15包括跨接在滤波输出端的第三保护元件(PT3)以及两个分别串联连接在线圈组14两端的第一和第二保护元件(PT1、PT2)，其中，第一保护元件(PT1)为热敏电阻，第二保护元件(PT2)为瞬间导通的消磁电阻，第三保护元件(PT3)是压敏电阻。
在按照本发明提供的节能节材环保型交流接触器中，所述触点部分包括通过绝缘连接件9装在动软铁芯4上的动触头5以及设在动触头5上的动接点7，还包括固定设置的静触头6以及装在静触头6上的静接点8，还包括动软铁心4上的张力复位弹簧10。
在按照本发明提供的节能节材环保型交流接触器中，所述电磁系统包括一个钕铁硼永磁体1以及两个同时垂直间隔设置的“I”型静软铁心2，所述线圈组14分别缠绕在两个“I”型静软铁心2上并顺向串联连接。
在按照本发明提供的节能节材环保型交流接触器中，所述电磁系统包括两个钕铁硼永磁体1以及三个同时垂直间隔设置的“I”型静软铁心2，所述线圈组14缠绕在中间位置的“I”型静软铁心2上。
在按照本发明提供的节能节材环保型交流接触器中，所述启动按钮11与停止按钮12的动静接点交叉互连。
实施本发明提供的节能节材环保型交流接触器，具有以下优点：1)由于本发明的交流接触器电磁铁线圈只有在按钮按下瞬间直流通电，节能效果达到99.9％以上；2)采用钕铁硼永磁体、低成本的软铁芯和较少的线圈材料，可节省成本高昂的硅钢片及铜线材，使总体成本比普通交流接触器下降约1/4-1/3；3)采用了极为简单且可靠的半波整流电路，无可控硅、电解电容等易损件，使得产品的可靠性及寿命大大提高；同时大部分结构件采用市场上易于采购的通用件，降低了生产成本，缩短了生产周期，有利于大规模生产；4)可兼容现有交流接触器的全部功能和安装结构，体积更小，重量更轻，使用寿命更长，可靠性更高。
附图说明
图1是本发明节能节材环保型交流接触器的电路原理图；
图2是本发明节能节材环保型交流接触器第一实施例的结构示意图；
图3是本发明节能节材环保型交流接触器第二实施例的结构示意图；
具体实施方式
对图1-图3中各个标号统一说明如下：1是钕铁硼永磁体，2是静软铁芯，3是线圈，4是动软铁芯，5是动触头，6是静触头，7是动接点，8是静接点，9是绝缘连接件，10是张力复位弹簧，11是启动按钮，12是停止按钮，13是整流电路，14是线圈组，15是保护电路，16是永磁体磁力线方向及线圈吸合磁力线方向，17是线圈释放磁力(反磁)线方向。
本发明的节能节材环保型交流接触器分为电路控制部分与电磁动作执行部分。其中，电路控制部分的电路如图1，电磁动作执行部分有两种实施方式，分别如图2、图3所示。图1的电路控制部分可分别与图2、3的电磁动作执行部分一体化构成。
如图1，电路控制部分的功能是按下启动按钮11与停止按钮12时，加于电磁动作执行部分中电磁线圈14上的电压极性发生转换，其中，D1、D2均为高反压二极管，构成半波整流回路；图1中接在半波输出端的无极性电容器C，用于对半波整流输出进行滤波，而接在两个二极管输出端上的反磁限流电阻R，用于限制反向电流小于正向(按启动按钮时)电流。在图1的电路图中，第一、二、三保护元件PT1、PT2和PT3构成保护电路15，其中，第一保护元件PT1为敏感保护电阻，此处PT1为热敏电阻，第二保护元件PT2为瞬间导通的消磁电阻、第三保护元件PT3是压敏电阻；启动按钮11与停止按钮12分别各有一组动接点和静接点，其间，动静接点交叉互连；作为接触器执行机构的电磁线圈组14(L)是通过保护电路15连接在半波整流电路13的输出端上。
本发明的电磁动作执行部分可以有两种实施方式，分别如图2和图3所示。电磁动作执行部分的功能是完成启动与停止按钮按下时，使接触器触头的吸合与释放。结合图1，进一步说明其工作原理。
①按下启动按钮的“通”按钮到底，发出启动命令，电流流过“通”按钮动接点→“断”按钮静接点→D1→PT1→L→PT2，完成正向半波整流回路。电磁线圈3上电压为“a”正“b”负。
②按下停止按钮“断”按钮到底，发出停止命令，电流流过“断”按钮动接点→“通”按钮静接点→D2→R→PT1→L→PT2完成负向半波整流回路，电磁线圈3上电压为“a”负“b”正。
③无极性电容器C起双向滤波作用，可防止“通”、“断”按钮人为地长时间按下时产生的交流哼声，并可提高线圈电源执行效率。电容器C还可吸收线圈断电时产生的自感高压
④PT1为正温度系数的热敏电阻埋于线圈内部，当温度到设定值升高时，PT1呈高阻态，大幅减小回路工作电流。目的是防止意外事故造成的电磁线圈温度升高，以保护线圈。
⑤PT2为常用的消磁电阻，其功能是只在通电瞬间呈低阻抗导通状态，然后呈高阻开路状态，其目的是防止人为的长时间按下“通”或“断”按钮时，线圈有电流流过而浪费电能。PT1与PT2构成线圈L的双重保护并节能。
⑥PT3为常用的压敏保护电阻，可防止雷击与浪涌过压电压及吸收线圈断电时产生的自感应高电压。
⑦“通”和“断”按钮动静接点的交叉互连，目的是防止人为地同时按下“通”和“断”按钮(不论轻或是重按到底)时，本控制电路均无法构成电流流通回路，从而防止电磁执行部分上下误跳动作。
按照本发明提供节能节材环保型交流接触器，用最简单的电路和最少的元件构成工作时不耗电的磁保持接触器，以便大规模生产，其原理是永磁体的吸合力与动磁铁上张力复位弹簧较(角)力，达到吸合与释放的目的。从具体实施例来看，只要采用一组线圈、两只二极管、一只无极性电容、一只电阻，工作时线圈加正向电压(a正，b负)以加强永磁体磁力，使其叠加磁力大于张力复位弹簧张力，吸合后由永磁体保持吸合状态，达到吸合目的；停止时加反向电压(a负，b正)，产生反向磁力以抵消大部分永磁体磁力，使其合力小于张力复位弹簧的张力，从而达到释放的目的。此原理的特点是简单可靠，摒弃了可控硅、电解电容等易损件，工作可靠性极高，工作时只有吸合和释放瞬间微量耗电。此外，由于采用钕铁硼永久磁铁及普通软铁芯，大大减少铁芯体积和线圈体积，最终达到节约铜材及硅钢片的目的，降低整体成本，成本比市场中普通交流接触器下降约1/3-1/4左右，重量与体积也大大减小。最后，由于设有超温(PT1热敏电阻)及过流自动保护(PT2消磁电阻)，PT2亦可防止按钮失灵或人为长时间按下按钮不放时，线圈长时间通电。采用消磁电阻可使线圈只在加电瞬间导通。由于设有过压防雷保护装置(PT3压敏电阻)，使安全可靠性增加。此外，启动与停止电路采用按钮连锁互保(如图示)，以防止当启动与停止按钮同时被人为地被按下时，按钮电路始终处于断开状态，以免造成接触器上下误跳动作。
Claims (9)
1.一种节能节材环保型交流接触器，包括触点部分、由钕铁硼永磁体(1)、动软铁芯(4)和静软铁芯(2)组成的电磁系统，以及装在所述静软铁芯(2)上的线圈组(14)，其特征在于，还包括连接交流电回路的由启动按钮(11)和停止按钮(12)组成的开关按钮、与开关按钮(11、12)连接的整流电路(13)，以及通过电磁系统控制所述触点部分动作的线圈组(14)，所述线圈组(14)通过保护电路(15)连接在整流电路(13)的输出端。
2.根据权利要求1所述节能节材环保型交流接触器，其特征在于，所述整流电路(13)包括两个高反压二极管(D1、D2)以及连接在二极管(D1、D2)输出端之间的反磁限流电阻(R)以及连接在半波整流输出端的滤波电容器(C)。
3.根据权利要求1所述节能节材环保型交流接触器，其特征在于，所述保护电路(15)包括跨接在滤波输出端的第三保护元件(PT3)以及两个分别串联连接在线圈组(14)两端的第一和第二保护元件(PT1、PT2)。
4.根据权利要求2所述节能节材环保型交流接触器，其特征在于，所述保护电路(15)包括跨接在滤波输出端的PTC元件(PT3)以及两个分别串联连接在线圈组(14)两端的PTC元件(PT1、PT2)。
5.根据权利要求1-4中任何一项所述节能节材环保型交流接触器，其特征在于，所述触点部分包括通过绝缘连接件(9)装在动软铁芯(4)上的动触头(5)以及设在动触头(5)上的动接点(7)，还包括固定设置的静触头(6)以及装在静触头(6)上的静接点(8)，还包括动软铁心(4)上的张力复位弹簧(10)。
6.根据权利要求1-4中任何一项所述节能节材环保型交流接触器，其特征在于，所述电磁系统包括一个钕铁硼永磁体(1)以及垂直于钕铁硼永磁体(1)上间隔设置的两个“I”型静软铁心(2)，所述线圈组(14)分别缠绕在两个“I”型静软铁心(2)上，并顺向串联连接。
7.根据权利要求1-4中任何一项所述节能节材环保型交流接触器，其特征在于，所述电磁系统包括两个钕铁硼永磁体(1)以及三个同时垂直间隔设置的“I”型静软铁心(2)，所述线圈组(14)缠绕在中间位置的“I”型静软铁心(2)上。
8.根据权利要求1-4中任何一项所述节能节材环保型交流接触器，其特征在于，所述启动按钮(11)与停止按钮(12)的动静接点交叉互连。
9.根据权利要求4所述节能节材环保型交流接触器，其特征在于，所述第一保护元件(PT1)为热敏电阻，所述第二保护元件(PT2)为瞬间导通的消磁电阻，所述第三保护元件(PT3)是压敏电阻。
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