CN201156501Y - 交流接触器的电磁控制装置 - Google Patents

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Abstract

本实用新型涉及一种交流接触器的电磁控制装置；该装置的与交流电源相连的滤波整流电路的电源输出端与IGBT电路的电源端相连，IGBT电路的电压输出端与接触器线圈的电源端相连；滤波整流电路的电源输出端经控制电源单元与中央控制单元的电源端相连；用于分别检测接触器线圈的电压和电流的电压检测单元和电流检测单元分别与中央控制单元的电压检测信号输入端和电流检测信号输入端相连；中央控制单元的控制脉冲输出端经输出驱动单元与IGBT电路的控制输入端相连。本实用新型使接触器在吸合及吸持过程中实时调节线圈电压，实现延长接触器使用寿命并节能的效果。

Description

交流接触器的电磁控制装置
技术领域
本实用新型涉及一种交流接触器的电磁控制装置。
背景技术
传统交流接触器的闭合速度往往依赖控制电源电压、阻尼和反力弹簧等因素，它们之间很难达到最佳配合，易引起触头弹跳，产生断续电弧，而造成触头的电弧侵蚀。交流接触器在运行中如果电网质量较差，其吸持铁心产生抖动而导致触头熔焊，导致接触器的使用寿命较短，另外还在此过程中浪费了的电能。
实用新型内容
本实用新型锁所要解决的技术问题是提供一种可提高交流接触器的使用寿命且节能的交流接触器的电磁控制装置。
为解决上述技术问题，本实用新型提供了一种交流接触器的电磁控制装置，包括：滤波整流电路、IGBT电路、接触器线圈、控制电源单元、输出驱动单元、电压检测单元、电流检测单元和中央控制单元；与交流电源相连的滤波整流电路的电源输出端与IGBT电路的电源端相连，IGBT电路的电压输出端与接触器线圈的电源端相连；滤波整流电路的电源输出端经控制电源单元与中央控制单元的电源端相连；用于分别检测接触器线圈的电压和电流的电压检测单元和电流检测单元分别与中央控制单元的电压检测信号输入端和电流检测信号输入端相连；中央控制单元的控制脉冲输出端经输出驱动单元与IGBT电路的控制输入端相连。
本实用新型具有积极的效果：(1)本实用新型对交流接触器进行智能控制的效果为：一是在接触器吸合过程中实时调节线圈电压，使得接触器的吸力特性和反力特性达到很好的配合，从而减少触头闭合时的弹跳，提高接触器的电寿命。二是在接触器吸持过程中调节线圈电压，使接触器在足够保持闭合状态下节能，而且由于接触器的吸持电压为一个设定值，如果电网电压的波动在设定值的范围内，其对吸持没有影响，可消除因电能质量差引起的触头抖动。
附图说明
图1为本实用新型的交流接触器的电磁控制装置的电原理框图。
图2为图1中的电压检测单元和电流检测单元的电原理框图。
具体实施方式
(实施例1)
见图1-2，本实用新型的交流接触器的电磁控制装置，包括：滤波整流电路1、IGBT电路2、接触器线圈3、控制电源单元4、输出驱动单元5、电压检测单元6、电流检测单元7和中央控制单元8；与交流电源相连的滤波整流电路1的电源输出端与IGBT电路2的电源端相连，IGBT电路2的电压输出端与接触器线圈3的电源端相连；滤波整流电路1的电源输出端经控制电源单元4与中央控制单元8的电源端相连；用于分别检测接触器线圈3的电压和电流的电压检测单元6和电流检测单元7分别与中央控制单元8的电压检测信号输入端和电流检测信号输入端相连；中央控制单元8的控制脉冲输出端经输出驱动单元5与IGBT电路2的控制输入端相连。
中央控制单元8采用型号PIC16F877的单片机，其具有内置的A/D模块。
接触器线圈3上反并联一个二极管，以实现续流的功能。
电压检测单元6包括电压取样单元6-1和第一比例器6-2；用于检测接触器线圈3电压的电压取样单元6-1的电压信号输出端接第一比例器6-2的电压信号输入端，第一比例器6-2的电压检测信号输出端接中央控制单元8的电压检测信号输入端。
电流检测单元7包括电流取样单元7-1和第二比例器7-2；用于检测接触器线圈3电流的电流取样单元7-1的电流信号输出端接第二比例器7-2的电流信号输入端，第二比例器7-2的电流检测信号输出端接中央控制单元8的电流检测信号输入端。
本实施例的交流接触器的电磁控制装置的工作方法，包括如下步骤：
A、交流电源经滤波整流电路1滤波和整流后成为直流脉动电压，该电压通过IGBT电路2加于接触器线圈3两端上。
B、中央控制单元8接收电压检测单元6测得的电压检测信号，并根据该电压检测信号确定中央控制单元8的控制脉冲输出端需要输出的控制脉冲信号的占空比，电压和控制脉冲占空比的对应关系由实验测得。
C、中央控制单元8的控制脉冲输出端输出相应的控制脉冲信号，经输出驱动单元5送至IGBT电路2的控制输入端，从而控制接触器线圈3所在供电回路的通断，以实时调节接触器线圈3两端的直流电压，直至完成交流接触器的吸合过程。
D、中央控制单元8的控制脉冲输出端输出占空比为预设值的控制脉冲信号，在交流接触器保持吸合状态下，使接触器线圈3直流电压处于最小值。
中央控制单元8的电流检测信号输入端接收电流检测单元7测得的电流信号，中央控制单元8根据该电流信号计算出流过接触器线圈3的电流有效值；若该电流有效值大于预设的最大允许值，则内中央控制单元8的控制脉冲输出端输出相应的控制脉冲信号，以使所述电流有效值小于所述最大允许值。
在上述步骤B中，中央控制单元8根据电压检测信号计算出需要输出的控制脉冲信号的占空比的方法，包括：来自电压检测单元6的电压检测信号经中央控制单元8内置的A/D模块采样运算后得到脉动电压的平均值，然后计算出需要输出的控制脉冲信号的占空比。
所述中央控制单元8根据来自电流检测单元7的电流信号计算出流过接触器线圈3的电流有效值的方法，包括：来自电流检测单元7的电流信号经中央控制单元8内置的A/D模块采样运算后得到电流的有效值。
本实用新型对交流接触器进行智能控制的效果为：一是在接触器吸合过程中实时调节线圈电压，使得接触器的吸力特性和反力特性达到很好的配合，从而减少触头闭合时的弹跳，提高接触器的电寿命。二是在接触器吸持过程中调节线圈电压，使接触器在足够保持闭合状态下节能，而且由于接触器的吸持电压为一个设定值，如果电网电压的波动在设定值的范围内，其对吸持没有影响，可消除有电能质量引起的触头抖动。
本实用新型主要对交流接触器的电磁系统进行改进。通过一个带反馈的调压系统(即电压检测单元6)，在交流电源存在85％～110％波动下，能保持接触器线圈3两端的电压不变，并使对应的吸力特性仅稍高于反力特性，可大大减少正常工作电压下接触器线圈3的电磁铁可动部分的动能，减小或消除触头振动，并大幅度提高电寿命。
从电磁铁的吸力特性可知，吸力随着工作气隙减小而增大得很快，利用电磁铁在吸上位置电磁吸力裕度很大的特点，可通过调压器让吸上位置的线圈电压减小并保持低电压，可达到节能的目的。

Claims (4)

1、一种交流接触器的电磁控制装置，其特征在于：包括滤波整流电路(1)、IGBT电路(2)、接触器线圈(3)、控制电源单元(4)、输出驱动单元(5)、电压检测单元(6)、电流检测单元(7)和中央控制单元(8)；与交流电源相连的滤波整流电路(1)的电源输出端与IGBT电路(2)的电源端相连，IGBT电路(2)的电压输出端与接触器线圈(3)的电源端相连；滤波整流电路(1)的电源输出端经控制电源单元(4)与中央控制单元(8)的电源端相连；用于分别检测接触器线圈(3)的电压和电流的电压检测单元(6)和电流检测单元(7)分别与中央控制单元(8)的电压检测信号输入端和电流检测信号输入端相连；中央控制单元(8)的控制脉冲输出端经输出驱动单元(5)与IGBT电路(2)的控制输入端相连。
2、根据权利要求1所述的交流接触器的电磁控制装置，其特征在于：电压检测单元(6)包括电压取样单元(6-1)和第一比例器(6-2)；用于检测接触器线圈(3)电压的电压取样单元(6-1)的电压信号输出端接第一比例器(6-2)的电压信号输入端，第一比例器(6-2)的电压检测信号输出端接中央控制单元(8)的电压检测信号输入端。
3、根据权利要求1或2所述的交流接触器的电磁控制装置，其特征在于：电流检测单元(7)包括电流取样单元(7-1)和第二比例器(7-2)；用于检测接触器线圈(3)电流的电流取样单元(7-1)的电流信号输出端接第二比例器(7-2)的电流信号输入端，第二比例器(7-2)的电流检测信号输出端接中央控制单元(8)的电流检测信号输入端。
4、根据权利要求1所述的交流接触器的电磁控制装置，其特征在于：接触器线圈(3)上反并联一个二极管。
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