CN201222459Y - 适用于工业用电机控制的智能永磁接触器 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及适用于工业用电机控制的智能永磁接触器，是一种用于工业电机控制的电器设备，是一种工业电子设备。本实用新型包括：带有永磁铁的铁心、衔铁、复位弹簧、线圈，所述线圈与晶闸管连接，晶闸管与处理器连接，处理器与至少一个接口电路连接。线圈与储能电路连接，储能电路与处理器连接，线圈、晶闸管、处理器、接口电路、储能电路与供电电路连接。本实用新型可以与计算机通过RS232，USB等标准接口直接连接。由于有多个接口，本实用新型可以接受多个控制信号的控制，并根据信号的优先程度智能的选择接触器的导通或关断。本实用新型还利用储能电容储存接触器线圈产生的反电动势能量，起到节能的作用，同时避免冲击。

Description

适用于工业用电机控制的智能永磁接触器

技术领域

本实用新型涉及适用于工业用电机控制的智能永磁接触器，是一种用于工业电机控制的电器设备，是一种将电子控制电路与工业动力电路连接的设备，是一种工业电子设备。

背景技术

永磁接触器是近年来发展起来的一种具有良好的节能性能。永磁接触器在保持闭合的状态下可以断开电源，仅仅在启动打开或闭合接点的时候才接通电源，对于电能的节省是显而易见的，同时还具有闭合稳定，不受电网干扰的优点。但早期的永磁接触器需要较复杂的电子控制电路，这本是造成永磁接触器成本增加，限制其发展的问题，但由于当前大规模集成电路和其他电子元件的成本大大降低，成本问题已经解决。现有的电器设备标准和电子设备标准还存在较大差别，分别属于不同的设备领域。原因是电器设备的历史较电子设备的历史长，在电子设备形成标准之前已经形成了自己的设备标准，以至于在电器设备与电子设备连接的时候需要有专门的电路进行连接，在设计上和制造上产生了许多不必要的麻烦。接触器就是一个十分典型的例子。通用的工业接触器的开合控制电压通常是220V或36V，控制电流都在毫安级甚至安培级。这样的性能标准是由于传统的工业控制使用的高压环境所致。近年的机电一体化浪潮越来越需要接触器与微处理器之类的电子设备进行连接。然而，电子设备所使用的电压标准通常只有几伏，所使用的电流通常在微安级。根本无法与接触器直接连接。为使用工业控制的接触器，电子设备通常都要专门设计一套电路以适应工业用接触器。由于这些连接电路是非标准的，基本上是单独设计的，从整个社会来说，所造成的人员、资源的浪费十分巨大。为节约成本，标准化这些接口电路，需要研制一种标准的，可以与电子设备直接连接的标准接触器。

发明内容

本实用新型的目的是提出适用于工业用电机控制的智能永磁接触器，将永磁接触器和电子控制电路结合成为完整的产品。所述的智能永磁接触器可以用RS232，USB等等常用的标准接口与工控机、PC机等电子控制设备直接连接，实现电子设备对动力电机的直接控制，

本实用新型的目的是这样实现的：适用于工业用电机控制的智能永磁接触器，包括：带有永磁铁的铁心、衔铁、复位弹簧、线圈，所述线圈与晶闸管连接，所述晶闸管与处理器连接，所述处理器与至少一个接口电路连接；所述线圈与储能电路连接，所述储能电路与处理器连接，所述线圈、晶闸管、处理器、接口电路、储能电路与供电电路连接。

本实用新型产生的有益效果是：本实用新型使用单片机和晶闸管，配以标准的整流稳压电路，形成优化的高低压接口电路。可以与计算机通过RS232，USB等常用的标准接口直接连接，甚至可以直接使用标准的脉冲进行触发，方便工程人员进行各种设计。由于有多个接口，本实用新型可以接受多个控制信号的控制，并根据信号的优先程度智能的选择接触器的导通或关断。本实用新型还利用储能电容储存接触器线圈在接通、关断电源时产生的反电动势能量，在下一次接通、关断时再次利用，进一步起到节能的作用，同时避免可反电动势对电路的冲击。

附图说明

下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步说明。

图1是本实用新型实施例一所述的智能永磁接触器的原理图。

具体实施方式

实施例一：

本实施例是适用于工业用电机控制的智能永磁接触器，原理如图1所示。智能永磁接触器包括：带有永磁铁的铁心2、衔铁6、复位弹簧4、线圈3，所述线圈与晶闸管7连接，所述晶闸管与处理器10连接，所述处理器与至少一个接口电路11连接；所述晶闸管与储能电路8连接，所述储能电路与处理器连接，所述晶闸管、处理器、接口电路、储能电路与供电电路9连接。

铁心是接触器的固定部分，可以是山字形或门字形，与衔铁结合形成磁路，在与衔铁接触面上安装有永磁铁5。之所以选择安装永磁铁，是因为永磁铁可以在保持衔铁闭合或打开的状态时都不使用电能，可以比普通电磁型的接触器节约大约一半的电能，节电效果十分明显。铁心上安装有线圈，线圈产生驱动衔铁运动的电磁力。衔铁的运动产生了被控触点1开闭的运动。晶闸管是线圈与驱动电源之间的开关，晶闸管导通时线圈得电，衔铁动作；晶闸管截止线圈失电衔铁维持原态。控制器控制晶闸管的导通和截止。控制器根据各接口电路输入的信号确定晶闸管的导通和截止。本实施例的控制器可以连接多个接口电路，即可以同时接受多个控制源的信号，并根据各信号的优先程度确定晶闸管的导通和截止，实现智能化控制。处理器可以使用各种就有程序功能的芯片，高档的可以使用带有操作系统的处理芯片，甚至片上系统，通常可以使用单片机或者可编程门阵，或使用更为简单的EPROM。接口电路是将外部电子设备的信号引入处理器的电路，可以是RS232、USB、IEEE1394、蓝牙，或简单的单、双稳态触发器，或是微动开关等可以产生脉冲信号的装置。控制器还连接储能电路，根据线圈中的反电动势开闭储能电路。线圈作为感性元件，在通电或断电时线圈中都会产生一个供电电源方向相反的冲击电流，即反电动势。类似电磁铁之类的感性元件的感抗通常较大，这个反电动势也特别强。这个反电动势对电子电路十分讨厌，如不注意解决，经常会击穿多数没有保护措施电子元件，是整个系统瘫痪。通常的做法是将这个反电动势对地释放，这种做法归根结底还是浪费了供电电源，即浪费了能源。本实施例采用了一种回收利用的措施，反电动势产生的时候将其储存，适当的时候将储存的能量释放补充供电电源，有效的起到节约能源的作用，同时对电路的其他部分起到保护作用。本实施例利用处理器多余的运算能力，控制一个简单的开关电路将反电动势存储在电容或蓄电池等其他存储能量的元件中，并选择适当的时机释放。

实施例二：

本实施例是实施例一所述的智能永磁接触器的改进，是实施例一所述处理器的改进。本实施例所使用的处理器是单片机。

实施例三：

本实施例是实施例二所述的智能永磁接触器的改进。是所述接口电路的改进，所述的接口电路是RS232收发器。RS232是最常用的连接工控计算机或其他电脑的接口，易于使用。

实施例四：

本实施例是实施例二所述的智能永磁接触器的改进。是所述接口电路的改进，所述的接口电路是USB接口电路。

实施例五：

本实施例是实施例三或四所述的智能永磁接触器的改进。是所述储能电路的改进，所述的储能电路包含储能电容。本实施例的储能电路使用电容作为储能元件，电容的缺点是储存量较小，需经常放电。处理器在每次接通线圈产生反电动势的时候对电容充电，关断是再次充电，当下一次线圈的接通和关断的回合来临是将电容储存的电能放掉。从接触器的动作上看就是在吸引衔铁动作使被控接点闭合时，线圈接通一次电源，之后保持被控接点接触的任务有永磁铁担任，也不需要接通电源，接着被控接点需要断开时，只要将电容中存储的能量释放进入线圈，在线圈围绕的铁心中产生一个与永磁铁N极S极相反的磁动势，削弱了永磁铁的吸引力，衔铁在弹簧的作用下复位，产生了被控接点分开的效果。在上述整个过程中只要在吸引衔铁的时候线圈使用了外部供电电源，其他时间线圈都无需外部供电，节能效果十分明显。

实施例六：

本实施例是实施例五所述的智能永磁接触器的改进。是所述供电电路的改进，所述的供电电路是交流变直流的供电电源。本实施例是为了适应多数电器设备所使用220V交流电的要求。本实施例可以采用变压器降压，之后整流、稳压的方式。

实施例七：

本实施例是实施例五所述的智能永磁接触器的改进。是所述供电电路的改进，所述的供电电路是带有逆变器的直流供电电源。本实施例是为了适应如机床电器系统使用36V直流电的要求，使用逆变器是最为经济和高效的直流电源电压转换方式。

Claims (7)

1.适用于工业用电机控制的智能永磁接触器，包括：带有永磁铁的铁心、衔铁、复位弹簧、线圈，其特征在于，所述线圈与晶闸管连接，所述晶闸管与处理器连接，所述处理器与至少一个接口电路连接；所述线圈与储能电路连接，所述储能电路与处理器连接，所述线圈、晶闸管、处理器、接口电路、储能电路与供电电路连接。

2.根据权利要求1所述的智能永磁接触器，其特征在于，所述的处理器是单片机。

3.根据权利要求2所述的智能永磁接触器，其特征在于，所述的接口电路是RS232收发器。

4.根据权利要求2所述的智能永磁接触器，其特征在于，所述的接口电路是USB接口电路。

5.根据权利要求2或3所述的智能永磁接触器，其特征在于，所述的储能电路包含储能电容。

6.根据权利要求5所述的智能永磁接触器，其特征在于，所述的供电电路是交流变直流的供电电源。

7.根据权利要求5所述的智能永磁接触器，其特征在于，所述的供电电路是带有逆变器的直流供电电源。

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