CN202473752U

CN202473752U - 带电子灭弧功能的直流软启动器

Info

Publication number: CN202473752U
Application number: CN2011205481955U
Authority: CN
Inventors: 顾婉孜
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2011-12-23
Filing date: 2011-12-23
Publication date: 2012-10-03
Anticipated expiration: 2021-12-23

Abstract

本实用新型涉及一种带电子灭弧功能的直流软启动器，它包括输入接头、第一主继电器、第二辅助继电器、开关型功率管、功率电阻、第三辅助继电器和输出接头，输入接头与输出接头之间并联有第一支路与第二支路。本实用新型通过采用开关型功率管起开关作用、同时起电子灭弧作用，而继电器只起连接作用，因此继电器在设计时只考虑导通功能，不考虑关断功能，由于触点容量减小，使继电器体积减少。此外开关型功率管可处于PWM工作方式，充电时间可控；由于开关型功率管的加入，致使功率电阻功率降低，体积减少，成本节省。

Description

带电子灭弧功能的直流软启动器

技术领域

本实用新型涉及一种直流启动电路，尤其是指一种带电子灭弧功能的直流软启动器。

背景技术

目前直流软启动器采用的是交流接触器加电阻的方式，其构造如图1所示：其中直流电源部分100包括电池BT1(电池BT1可以是单节电池或多节电池串并联)，容性负载部分300包括电解电容C1(电解电容C1可以是单只或多只串并联)，而感性负载部分400则包括直流电机B1，设置在直流电源部分100和容性负载部分300之间的为软启动器部分200，容性负载部分300和感性负载部分400为并联连接。上述软启动器部分200包括第一主继电器J1，第二辅助继电器J2和软启动功率电阻R1，整个软启动器分为两路并联，一路直接连接直流电源部分100与容性负载部分300，而另一路则设置有呈依次串联的第一主继电器J1与软启动功率电阻R1，其工作原理如下：

1)、上电吸合：第二辅助继电器J2触点吸合，软启动功率电阻R1工作，待容性负载部分300的电解电容C1充满电后，第一主继电器J1触点吸合，辅助触点J2断开，系统正常工作；

2)、下电断开：主触点J1断开，电路断开。

经过分析不难得出现有软起动器存在问题：

1)、上电吸合问题：

软启动功率电阻R1选择问题，因软启动功率电阻R1功率较大，其阻值选取会较大，过大的阻值会导致启动上电时间延迟。而与其配合的第二辅助继电器J2也需选取较大，一般为2倍以上；

2)、上电时间不可控问题：

由于软启动功率电阻R1的阻值固定，电路在工作过程中上电时间也随之固定，在有些应用情况下存在上电时间过长问题。

3)、断电拉弧问题：

主触点J1在选用时，考虑各种负载，触点设计参数会是额定负载的两倍以上；而由于负载部份为容性负载与感性负载结合的综合性负载，因此该软启动器在工作过程中主触点J1断开时很容易产生触点拉弧而烧毁。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服上述缺陷，提供一种设计更为合理、启动时间可控、带电子灭弧功能的直流软启动器。

本实用新型的目的是这样实现的：一种带电子灭弧功能的直流软启动器，它包括输入接头、第一主继电器、第二辅助继电器、开关型功率管、功率电阻、第三辅助继电器、输出接头和控制器；所述输入接头与输出接头之间并联有第一支路与第二支路；所述第一主继电器的触点连接于第一支路上；所述第二辅助继电器的触点连接于第二支路上，第二支路上还依次串联有功率电阻及开关型功率管的输入、输出端；所述第三辅助继电器的触点分别与功率电阻两端相连；所述第一主继电器、第二辅助继电器、第三辅助继电器的吸合线圈的一端与电源相连，另一端与控制器相连，控制器还连接有开关型功率管的控制端；

其中：控制器可以采用单片机或模拟电路集成实现，为常规技术，不再赘述；

上述结构中，所述第一主继电器、第二辅助继电器及第三辅助继电器的主触点均为常开触点；

上述结构中，所述开关型功率管为IGBT或MOS管或NPN功率管；

上述结构中，所述控制器通过PWM输出连接开关型功率管的控制端。

本实用新型的有益效果在于采用开关型功率管起开关作用同时起电子灭弧作用，而第一主继电器只起连接作用，因此第一主继电器在设计时只考虑导通功能，不考虑断开功能，触点容量减小，故继电器体积降低。此外开关型功率管可处于PWM工作方式，充电时间可控，由于开关型功率管的加入，功率电阻功率降低，体积减少，成节省本。

附图说明

下面结合附图详述本实用新型的具体结构：

图1为现有技术的直流软启动器电路原理图；

图2为本实用新型的实施例一电路原理图；

图3为本实用新型的实施例二电路原理图；

图4为本实用新型的实际应用电路原理图。

其中：100-直流电源部分，内含：BT1-电池；200-软启动器部分，300-容性负载部分，内含：C1-电解电容；400-感性负载部分，内含：B1-直流电机；10-输入接头Xin；20-第一主继电器J1；40-第二辅助继电器J2；50-开关型功率管Q1；60-功率电阻R1；70-第三辅助继电器J3；30-输出接头Yout；80-控制器KZQ。

具体实施方式

为详细说明本实用新型的技术内容、构造特征、所实现目的及效果，以下结合实施方式并配合附图详予说明。

请参阅图2，本实用新型涉及一种带电子灭弧功能的直流软启动器，它包括输入接头10、第一主继电器20、第二辅助继电器40、开关型功率管50、功率电阻60、第三辅助继电器70、输出接头30和控制器80，输入接头10与输出接头30之间并联有第一支路与第二支路；所述第一支路上的第一主继电器20的触点分别连接于输入接头10和输出接头30；所述第二支路上还依次串联有第二辅助继电器40、开关型功率管50及功率电阻60；所述第三辅助继电器70的触点分别与功率电阻60两端相连；所述第一主继电器20、第二辅助继电器40与第三辅助继电器70的吸合线圈之一端与电源VCC相连，另一端KZ1、KZ2、KZ3分别与控制器80的KZ1、KZ2、KZ3相连，控制器80的KZ4与开关型功率管50的控制端KZ4相连接。需要指出的是，上述控制器80可以采用单片机或模拟电路集成实现，为常规技术再此就不进一步阐述。

上述第一主继电器20、第二辅助继电器40及第三辅助继电器70的触点均为常开触点，上述三个继电器的触点均为常开触点，使其只有在控制线圈工作时触点才能处于闭合状态，从而以实现功能：触点闭合使线路导通，断开即为触点常开，实现隔离的目的。

作为实施例，上述开关型功率管50可为IGBT或MOS管或NPN功率管。IGBT、MOS、NPN功率管等三个开关型功率管的选取原则是根据产品需求确定的，需求因素包括：体积，价格，电流，耐压等级等，其原则大略可分为：小功率低压小电流型可选NPN功率管，中功率型选MOS管，大功率高电压大电流型可选IGBT管，而不论选那种开关型功率管均可通用的应用于本电路中。

作为一实施例，所述控制器80的输出KZ4端与开关型功率管50的控制端KZ4相连接，可通过PWM工作方式实现上电时间调整的目的。

本专利产品工作原理如下：

1)上电吸合顺序：

第一步：第三辅助继电器70、J3断开，第二辅助继电器40、J2吸合；

第二步：开关型功率管50、Q1工作分为两步，第一步为PWM工作方式，第二步为导通工作方式；此期间功率电阻R1工作；开关型功率管50、Q1的PWM工作方式可使启动时间可控；

第三步：待电容充满电后，第一主继电器20、J1主触点吸合；

第三步：开关型功率管50、Q1断开，第二辅助继电器40、J2辅助触点断开；系统正常工作。

2)下电断开顺序：

第一步：第二辅助继电器40、J2触点吸合，第三辅助继电器70、J3触点吸合，开关型功率管50、Q1导通；

第二步：第一主继电器20、J1触点断开；

第三步：开关型功率管50、Q1断开；

第四步：第二辅助继电器40、J2触点与第三辅助继电器70、J3触点同时断开；系统安全断开。

同原直流软启动器相比，本专利解决以下技术问题：

1)关断时可电子灭弧：由于开关型功率管50、Q1的开关作用，关断时开关型功率管50、Q1起关断作用，第一主继电器20只起连接作用，开关型功率管50、Q1起电子灭弧作用；

2)软启动时间可控：因为开关型功率管50、Q1处于PWM工作方式，可控制充电时间，

3)第一主继电器20体积降低：由于第一主继电器20触点只起到连接作用，设计时只考虑导通功能，不考虑断开功能，触点容量减小，故第一主继电器20体积降低。

4)功率电阻60体积降低：由于开关型功率管50的加入，可使功率电阻60的功率降低，致使功率电阻60体积减少，节省成本。

以上所述仅为本实用新型的实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，例如直流软启动器第二支路串联的第二辅助继电器40、J2、功率电阻60、R1和开关型功率管50、Q1之间的位置关系不受上述实施例限制，可随意搭配，共有六种情况均可，其中图3为一种搭配、图4为实际应用电路图。因此凡是利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本实用新型的专利保护范围内。

Claims

1.一种带电子灭弧功能的直流软启动器，其特征在于：它包括输入接头(10)、第一主继电器(20)、第二辅助继电器(40)、开关型功率管(50)、功率电阻(60)、第三辅助继电器(70)、输出接头(30)和控制器(80)；所述输入接头(10)与输出接头(30)之间并联有第一支路与第二支路；所述第一主继电器(20)的触点连接于第一支路上；所述第二辅助继电器的触点连接于第二支路上，第二支路上还依次串联有功率电阻(60)及开关型功率管(50)的输入、输出端；所述第三辅助继电器(70)的触点分别与功率电阻(60)两端相连；所述第一主继电器(20)、第二辅助继电器(40)、第三辅助继电器(70)的吸合线圈的一端与电源相连，另一端与控制器(80)相连，控制器(80)还连接有开关型功率管(50)的控制端。

2.如权利要求1所述的带电子灭弧功能的直流软启动器，其特征在于：所述第一主继电器(20)、第二辅助继电器(40)及第三辅助继电器(70)的触点均为常开触点。

3.如权利要求1所述的带电子灭弧功能的直流软启动器，其特征在于：所述开关型功率管(50)为IGBT或MOS管或NPN功率管。

4.如权利要求1所述的带电子灭弧功能的直流软启动器，其特征在于：所述控制器(80)通过PWM输出方式连接到开关型功率管(50)的控制端。