CN203250689U - 一种恒磁保持交流接触器控制电路 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种恒磁保持交流接触器控制电路。控制电路由电源及检测模块、控制及驱动模块、执行模块组成,控制电路的外围采用三线制,并外接一个常开的启动开关和一个常闭的停止开关,其中,控制及驱动模块由微处理器MCU、第一驱动电路、第二驱动电路、继电器J1线圈和继电器J2线圈组成;执行模块由电感L1、整流桥BD1、电容C1、电容C2、二极管D1、二极管D2、继电器J1线圈的五个触头、继电器J2线圈的五个触头和接触器线圈组成。本实用新型的控制电路结构简单、成本低、工作能耗小、安装方便、安全性能高、可靠性强、反应速度快。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种恒磁保持交流接触器,具体涉及一种基于微处理器MCU控制的、节能型恒磁保持交流接触器控制电路,属于电气工程领域。
背景技术
交流接触器是电气设备中产量大、使用面广的主要电器产品之一,其主要控制对象是电动机、变压器、照明、电阻炉等各种用电设备,其应用涉及到工业、农业、交通运输、商业、人民生活和国民经济各方面。恒磁保持交流接触器在结构上与传统电磁机构的最大区别在于:吸合后线圈无需通电即可实现吸合位置的保持功能,具可靠性高,节能效果显著。目前,关于恒磁结构和控制电路的设计,结构较为复杂,且存在拉弧短路现象,需要进一步改善其性能。
中国专利200820216240.5公布了一种恒磁保持交流接触器。当为线圈提供正向电流时,接触器吸合,并在电流断开后,通过恒磁力保持吸合状态;利用储能电容放电为线圈提供反向电流,克服恒磁力断开接触器。其控制电路存在以下缺陷:(1)电路结构复杂,特别是储能电路部分元器件较多,提高了成本;(2)接触器工作过程中控制继电器始终工作,因此电路能耗仍然较高。
中国专利201210287412.9公布了一种改进后的控制电路,该电路结构简单、元器件少,接触器吸合后控制继电器不再通电,降低了能耗。但该控制电路采用行程按键,安装较为复杂并且行程开关按键闭合后断开会有拉弧现象,容易造成正负极拉弧短路。此外,在释放过程中当线圈通电时间过长时,会导致接触器重新吸合。
发明内容
本实用新型为克服上述现有控制电路的结构复杂、能耗高,充放电脉冲时间较长,可靠性不高,反应速度慢,无法彻底灭弧等问题,提供一种结构简单、成本低、工作能耗小、安装方便、安全性能高、可靠性强、反应速度快、基于微处理器MCU的智能化节能型控制电路。
本实用新型采用的技术方案如下:
一种恒磁保持交流接触器控制电路,由电源及检测模块、控制及驱动模块、执行模块组成,控制电路的外围采用三线制,并外接一个常开的启动开关和一个常闭的停止开关,停止开关一端与220V交流电的L端相连,另外一端同时与启动开关的一端和电源及检测模块相连,所述启动开关的另外一端与电源及检测模块相连;其中,控制及驱动模块由微处理器MCU、第一驱动电路、第二驱动电路、继电器J1线圈和继电器J2线圈组成,微处理器MCU的I/O口P0与第一驱动电路的一端相连,第一驱动电路的另一端与继电器J1线圈的一端相连,继电器J1的另外一端与第一驱动电路中的地端相连,微处理器MCU的I/O口P1与第二驱动电路的一端相连,第二驱动电路的另一端与继电器J2线圈的一端相连,继电器J2的另外一端与第二驱动电路中的地端相连;执行模块由电感L1、整流桥BD1、电容C1、电容C2、二极管D1、二极管D2、继电器J1线圈的五个触头(其中转换型触点部分J1A为1、2、3端子,且在继电器线圈不通电时,1端与2端相连,当继电器线圈通电时,转换为1端与3端子相连;动合型触点部分J1B为4、5端子,且在继电器线圈不通电时断开,继电器线圈通电时吸合)、继电器J2线圈的五个触头(其中转换型触点部分J2A为1、2、3端子,且在继电器线圈不通电时,1端与3端相连,当继电器线圈通电时,转换为1端与2端子相连;动合型触点部分J2B为4、5端子,且在继电器线圈不通电时断开,继电器线圈通电时吸合)和接触器线圈组成,电感L1的一端与220V交流电的L级相连,另一端与整流桥BD1交流输入端的其中一端相连,整流桥BD1的另外一交流输入端与220V交流电的N级相连,整流桥BD1的直流输出正端与电容C1的一端相连并且与继电器J1的转换型触点部分J1A的3端、继电器J2的转换型触点部分J2A的2端相连,继电器J1的转换型触点部分J1A的1端与二极管D1的阴极以及交流接触器线圈的一端、电容C2的一端相连,交流接触器的另一端与二极管D2的阴极、电容C2的另一级以及继电器J2的转换型触点部分J2A的1端相连,二极管D1的另一端与继电器J1的动合型触点部分J1B的5端并且与继电器J2的转换型触点部分J2A的3端相连,二极管D2的另一端子与继电器J2的动合型触点部分J2B的5端并且与继电器J1的转换型触点部分J1A的2端相连,继电器J1的动合型触点部分J1B的4端与继电器J2的动合型触点部分J2B的4端、电容C1的另一端以及整流桥BD1的直流输出负端相连。
本实用新型的控制方法如下:接通220V交流电源,当按下启动开关时,微处理器MCU的P2口的输入信号KG发生电平翻转,由高电平变为低电平;当按下停止开关时,微处理器MCU的P3口的输入信号ST发生电平翻转,由高电平变为低电平;当输入信号KG为高电平时,微处理器MCU无输出信号;当输入信号KG为低电平时,微处理器MCU的P0口输出信号为低电平,通过第一驱动电路、第二驱动电路使得继电器J1线圈导通、继电器J2线圈不通;当输入信号ST为高电平时,微处理器MCU无输出信号;当输入信号ST为低电平时,微处理器MCU的P1口的输出信号为低电平,此时通过第一驱动电路、第二驱动电路使得继电器J2线圈导通、继电器J1线圈不通;当继电器J1线圈、继电器J2线圈均无电流通过时,接触器线圈没有电流流过,此时接触器处于断开状态;当继电器J1线圈通电、继电器J2线圈不通电时,继电器J1线圈的触头1和3相连,同时继电器J1线圈的触头4和5相连,继电器J2线圈的触头 1和3相连,继电器J2线圈的触头 4和5断开,这时接触器线圈有正向电流流过,从而使接触器吸合,吸合后在磁铁的作用下,两个铁心始终保持吸合状态;当继电器J2线圈通电、继电器J1线圈不通电时,继电器J1线圈的触头1和2相连,继电器J1线圈的触头4和5断开,继电器J2线圈的触头1和2相连,同时继电器J2线圈的触头4和5相连,这时接触器线圈有反向电流通过,从而接触器弹开。
本实用新型具有的有益效果是:
1、电路结构简单、元器件少,成本低,线圈几乎无温升,能耗低,无噪音;
2、采用降压电容取代传统的变压器,体积小,极大的节省了仪器仪表的空间,节约了成本;
3、采用继电器替代行程按键,简化了安装工艺并将继电器的一对端子设计成分断点,保护了电路,彻底避免造成正负极拉弧短路,安全性能得到极大的提高;
4、用微处理器MCU来控制线圈通电,提高了接触器吸合、释放的反应速度,避免通电时间过长导致的重吸合现象,提高了系统的精度,实现了精确化控制;
5、接触器采用三线制,外围电路直接连控制开关键,可直接替换原有的接触器,安装方便。
附图说明
图1是本实用新型接触器的原理图。
图2是本实用新型接触器的工作电路示意图。
具体实施方式
本实用新型的节能型恒磁保持交流接触器控制电路(图1)由电源及检测模块101、控制及驱动模块102、执行模块103组成,外围采用三线制,外接一个常开的启动开关SW1和一个常闭的停止开关SW2。电源及检测模块101产生电路所需的稳定的直流电;当按下启动开关SW1时,微处理器MCU的P2口的输入信号KG发生电平翻转,由高电平变为低电平;当按下停止开关SW2时,微处理器MCU的P3口的输入信号ST发生电平翻转,由高电平变为低电平。当输入信号KG为高电平时,微处理器MCU无输出信号;当输入信号KG为低电平时,微处理器MCU的P0口输出低电平,通过驱动电路201、驱动电路202使得继电器J1线圈导通、继电器J2线圈不通;当输入信号ST为高电平时,微处理器MCU无输出信号;当输入信号ST为低电平时,微处理器MCU的P1口输出低电平,通过驱动电路201、驱动电路202使得继电器J2线圈导通、继电器J1线圈不通;当继电器J1线圈、继电器J2线圈均无电流通过时,接触器线圈301没有电流流过,此时接触器处于弹开状态;当继电器J1线圈通电、继电器J2线圈不通电时,继电器J1的转换型触点部分J1A的1、3触点相连同时继电器J1的动合型触点部分J1B的4、5触点相连,继电器J2的转换型触点部分J2A的1、3触点相连,继电器J2的动合型触点部分J2B的4、5触点断开,于是220V交流电源、电感L1、整流桥BD1、继电器J1线圈的1、3触点及4、5触点,接触器线圈301、继电器J2线圈的1、3触点,便形成了回路,使得接触器线圈301有正向电流流过,从而接触器吸合,吸合后在磁铁的作用,两个铁心始终保持吸合状态;当继电器J2线圈通电、继电器J1线圈不通电时继电器J1的转换型触点部分J1A的1、2触点相连,继电器J1的动合型触点部分J1B的4、5触头断开,继电器J2的转换型触点部分J2A的1、2触点相连,同时继电器J2的动合型触点部分J2B的4、5触头相连,于是电容C1、电容C2、电感L1、整流桥BD1、继电器J2的1、2触点及4、5触点,接触器线圈301、继电器J1的1、2触点,便形成了回路,使得接触器线圈301有反向电流通过,从而接触器弹开。
继电器J1线圈、继电器J2线圈在由1、2触头相连转换为1、3触头相连或由1、3触头相连转换为1、2触头相连的过程中,有可能会产生电弧,本实用新型中,利用电容C2、二极管D1或D2以及继电器J1的1、2触头或者继电器J2的1、3触头组成回路,消除了该电弧,并且由于继电器J1线圈、继电器J2线圈的4、5触头在继电器不通电时断开,避免了拉弧短路情况的出现。
接触器释放过程中,如果接触器线圈通电时间过长,有可能会导致接触器重新吸合。本实用新型中,利用微处理器MCU严格控制接触器线圈的通电时间,避免了接触器重新吸合的风险,提高了系统的可靠性。
其工作过程如下:
1、接触器吸合过程:接通220V交流电源,按下启动键SW1,微处理器MCU输入端P2的输入信号KG发生电平翻转,由高电平变为低电平,微处理器MCU检测到输入端P2的电平变化后,在输出端P0输出低电平、输出端P1输出高电平,通过驱动电路201、202使得继电器J1线圈通电、继电器J2线圈不通电,继电器J1线圈通电后,其1、2触头由吸合转变为断开、其1、3触头由断开转变为吸合同时其4、5触头由断开转变为吸合,继电器J2线圈不通电,仍保持其1、2触头吸合1、3触头并且4、5触头均断开。这样交流电经过电感L1、整流桥BD1、继电器J1线圈的1、3端子及接触器线圈301、继电器J2线圈的1、3端子、继电器J1线圈的4、5端子形成了一个回路,使得接触器线圈301有正向电流流过,从而接触器吸合。
2、接触器释放过程:按下停止键SW2,微处理器MCU输入端P3的输入信号ST发生电平翻转,由高电平变为低电平,微处理器MCU检测到输入端P3的电平变化后,在输出端P0输出高电平、输出端P1输出低电平,通过驱动电路201、202使得继电器J1线圈断电、继电器J2线圈通电,继电器J1线圈断电后,其1、2触头由断开转变为吸合、其1、3触头由吸合转变为断开同时其4、5触头由吸合转变为断开,继电器J2线圈通电后,其1、2触头由吸合转变为断开、其1、3触头由断开转变为吸合同时其4、5触头由断开转变为吸合。这样电容C1、电容C2、继电器J2线圈的1、2端子及接触器的线圈301、继电器J1线圈的1、2端子、继电器J2线圈的4、5端子形成了一个回路,使得接触器线圈301有反向电流流过,从而使得接触器弹开。
Claims (2)
1.一种恒磁保持交流接触器控制电路,由电源及检测模块、控制及驱动模块、执行模块组成,其特征在于,控制电路的外围采用三线制,并外接一个常开的启动开关和一个常闭的停止开关,停止开关一端与220V交流电的L端相连,另外一端同时与启动开关的一端和电源及检测模块相连,所述启动开关的另外一端与电源及检测模块相连;其中,控制及驱动模块由微处理器MCU、第一驱动电路、第二驱动电路、继电器J1线圈和继电器J2线圈组成,微处理器MCU的I/O口P0与第一驱动电路的一端相连,第一驱动电路的另一端与继电器J1线圈的一端相连,继电器J1线圈的另外一端与第一驱动电路中的地端相连,微处理器MCU的I/O口P1与第二驱动电路的一端相连,第二驱动电路的另一端与继电器J2线圈的一端相连,继电器J2线圈的另外一端与第二驱动电路中的地端相连;执行模块由电感L1、整流桥BD1、电容C1、电容C2、二极管D1、二极管D2、继电器J1线圈的触点、继电器J2线圈的触点和接触器线圈组成,所述继电器J1线圈的触点包括转换型触点部分J1A的1端子、2端子、3端子和动合型触点部分J1B的4端子、5端子,所述继电器J2线圈的触点包括转换型触点部分J2A的1端子、2端子、3端子和动合型触点部分J2B的4端子、5端子。
2.根据权利要求1所述的一种恒磁保持交流接触器控制电路,其特征在于,所述电感L1的一端与220V交流电的L端相连,另一端与整流桥BD1交流输入端的其中一端相连,整流桥BD1的另外一交流输入端与220V交流电的N端相连,所述整流桥BD1的直流输出正端与电容C1的一端相连并且与转换型触点部分J1A的3端子、转换型触点部分J2A的2端子相连,转换型触点部分J1A的1端子与二极管D1的阴极以及接触器线圈的一端、电容C2的一端相连,所述接触器线圈的另一端与二极管D2的阴极、电容C2的另一端以及转换型触点部分J2A的1端子相连,所述二极管D1的阳极与动合型触点部分J1B的5端子并且与转换型触点部分J2A的3端子相连,所述二极管D2的阳极与动合型触点部分J2B的5端子并且与转换型触点部分J1A的2端子相连,动合型触点部分J1B的4端子与动合型触点部分J2B的4端子、电容C1的另一端以及整流桥BD1的直流输出负端相连。
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GR01 | Patent grant | ||
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Granted publication date: 20131023 Effective date of abandoning: 20150304 |
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