CN203367154U - 一种具有补偿功能的电磁系统的节能装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种具有补偿功能的电磁系统的节能装置，其中的节能装置包括交流输入电源、可控硅控制单元、整流单元、AC/DC变换单元、延时单元、继电器驱动单元，还包括输入电压补偿单元、限幅单元和温度补偿单元，使在电压发生变化时吸持状态更稳定，满足了宽范围输入电压的需要，解决了现有技术中的电磁系统节能装置在电源电压变化较大时电磁线圈电流不恒定带来的稳定性差和电磁线圈温升过高的技术问题，提供一种有电压补偿功能和温度补偿功能的电磁系统的节能装置。

Description

一种具有补偿功能的电磁系统的节能装置

技术领域

本实用新型涉及低压电器技术领域，具体是一种具有补偿功能的电磁系统的节能装置。 

背景技术

交流接触器广泛用作电力的开断和控制电路中，它利用主接点来开闭电路，用辅助接点来执行控制指令。主接点一般只有常开接点，而辅助接点常有两对具有常开和常闭功能的接点，交流接触器主要有四部分组成:(1)电磁系统包括吸引线圈、动铁芯和静铁芯；(2)触头系统包括三组主触头和一至两组常开、常闭辅助触头，它和动铁芯是连在一起互相联动的；(3)灭弧装置，一般容量较大的交流接触器都设有灭弧装置，以便迅速切断电弧，免于烧坏主触头；(4)绝缘外壳及附件，各种弹簧、传动机构、短路环、接线柱等。当线圈通电时，静铁芯产生电磁吸力，将动铁芯吸合，由于触头系统是与动铁芯联动的，因此动铁芯带动三条动触片同时运行，触点闭合，从而接通电源。当线圈断电时，吸力消失，动铁芯联动部分依靠弹簧的反作用力而分离，使主触头断开，切断电源。 

传统接触器的合闸保持是靠合闸线圈通电产生电磁力来克服分闸弹簧来实现的，一旦电流变小使产生的电磁力不足以克服弹簧的反作用力，接触器就不能保持合闸状态，所以，传统交流接触器的合闸保持是必须靠线圈持续不断的通电来维持的，这个电流从数十到数千毫安。而永磁交流接触器合闸保持依靠的是永磁力，而不需要线圈通过电流产生电磁力来进行合闸保持，只有电子模块的0.8mA—1.5mA的工作电流，因而，能最大限度地节约电能，节电率高达99.8%以上。 

为此，中国专利文献CN102347166A中公开了一种无声节电式交流接触器的工作方法，包括如下步骤，桥式整流电路得电时，迟张振荡器启动并以较高的频率振荡，迟张振荡器中的双基管二极管的基极输出的脉冲信号在电阻上输出并加载到可控硅的控制极上，并使可控硅的导通角处于最大状态，吸引线圈所在回路直流电流处于最大值，使交流接触器的衔铁和铁芯瞬间吸合；在所述衔铁和铁芯吸合时，电阻应变片的阻值瞬间变大，从而加大了迟张振荡器中的RC电路的充放电时间常数，减少了电容的充电电流，促使迟张振荡器降低振荡频率，并使可控硅的导通角度处于最小状态，吸引线圈上得到的直流电流处于最小值，该处于最小值的直流电流适于使交流接触器稳定在吸持状态。 

但是该技术方案中的吸合电压和保持电压都是固定的，导致其不能广泛适用于不同的产品，因此通用性较差。针对以上的问题，中国专利文献CN102737913A的发明专利申请中，公开了一种电磁系统的节能装置及包括该装置的电磁系统，包括可控硅控制单元，其输入端接交流电源，包括相互串联的至少一个可变电阻VR2和一个电容C7，调节可变电阻VR2的阻值控制电容C7具有不同的充放电时间，电容的不同充放电时间改变可控硅SCR的触发脉冲移相角度的大小进而改变可控硅SCR的导通角大小。通过调整可变电阻VR2的阻值，可获得不同的吸合电压和不同的保持电压，适用于不同的电磁系统，通用性大大增强。但该技术方案的中，电磁铁吸持阶段的电流会随着输入电压的变化发生吸持状态不稳定或者电磁线圈温升过高的缺陷，给电磁铁的设计造成了很大的困难。 

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是现有技术中的电磁系统的节能装置在电源电压变化较大时电磁线圈电流不恒定带来的稳定性差和电磁线圈温升过高的技术问题，提供一种有电压补偿功能和温度补偿功能的电磁系统的节能装置。 

为解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案如下： 

一种具有补偿功能的电磁系统的节能装置，包括： 

交流输入电源； 

可控硅控制单元，其输入端接交流输入电源，包括触发脉冲形成电路和可控硅，所述触发脉冲形成电路包括相互串联的至少一个可变电阻、一个可控电容，调节可变电阻的阻值控制可控电容具有不同的充放电时间，控制可控电容的不同充放电时间改变可控硅的触发脉冲移相角度的大小进而改变可控硅的导通角大小； 

整流单元，其输入端接可控硅控制单元的输出端，用于将交流电调整为脉动的直流电并输出，所述整流单元的输出端为所述具有补偿功能的电磁系统的节能装置的输出端，与电磁系统连接，输出直流电流； 

AC/DC变换单元，其输入端接交流输入电源，用于将交流电变为直流电输出，为节能装置的各单元提供工作电源； 

延时单元，其输入端与AC/DC变换单元的输出端相连，在延时电容上的积分电压到预定值时有输出； 

继电器驱动单元，其输入端与延时单元的输出端相连，其输出端与可控硅控制单元的控制端相连，在延时单元有输出时控制继电器触点转换发出信号； 

还包括输入电压补偿单元，其输入端连接交流输入电源，其输出端与所述可控硅控制单元的控制端相连接，其包括电流型电压互感器、整流电路、缓冲电路、比较-补偿电路、继电 器和补偿电容，所述电流型电压互感器的一次侧与交流输入电源连接，其二次侧依次连接所述整流电路、缓冲电路及比较-补偿电路，所述比较-补偿电路连接所述继电器并控制其开合，所述补偿电容通过所述继电器与所述可控硅控制单元中的可控电容并联； 

当输入电压高于标准值时，比较-补偿电路的输出驱动继电器吸合，接通补偿电容；输入电压低于标准值时，比较-补偿电路的输出驱动继电器断开，断开补偿电容。 

还包括限幅单元，所述限幅单元包括一个电阻R2和负极对接的稳压二极管Z3和稳压二极管Z4，所述稳压二极管Z4的正极与交流电源连接，所述稳压二极管Z3的正极与所述可控硅控制单元的可变电阻的一端连接，所述电阻R2一端与稳压二极管Z3连接，另一端与所述可控硅控制单元的输出端连接。 

还包括温度补偿单元，其包括负温度系数热敏电阻，所述负温度系数热敏电阻并接在所述可控硅控制单元的触发脉冲形成电路中电容的充电回路的电阻上，用来补偿由于长时间通电而引起的电磁线圈发热后铜线电阻增大对保持电流的影响。 

所述整流电路包括桥型整流器DB2、电容C12和电阻R25，所述电流型电压互感器的二次侧与桥型整流器DB2的交流侧相连，所述桥型整流器DB2输出侧负端接地。 

所述缓冲电路包括集成运算放大器IC3和电阻R10、电阻R11、电容C13，所述桥型整流器DB2的输出侧正端与电容C12、电阻R25并联且它们并联点构成所述缓冲电路的输入端，电阻R10、电阻R11串联后一端接电容C12的正极且与集成运算放大器IC3的3脚相连，另一端与集成运算放大器IC3的7脚和电容C13的正极相连为缓冲电路输出端，集成运算放大器IC3的6脚和电阻R10、电阻R11串联的中间点连接，集成运算放大器IC3的1脚、2脚与5脚相连；集成运算放大器IC3的4脚和电容C12、电容C13的负极相连并接地；集成运算放大器IC3的8脚与AC/DC变换单元的输出正端相连。 

所述比较-补偿电路包括集成运算放大器IC2A和电阻R12～电阻R14、可变电阻VR4、电容C14、二极管D7、继电器RL2、电容C8、三极管Q3，所述缓冲电路的输出端接到所述比较-补偿电路的输入端；电阻R12、可变电阻VR4和电阻R13依次串联后一端接缓冲电路的输出端，另一端接地；可变电阻VR4的调节端、电容C14的正极与集成运算放大器IC2A的3脚相连，电阻R14的两端分别与IC2A的1脚和三极管Q3的基极相连，三极管Q3的发射极接地；三极管Q3的集电极与二极管D7的阳极相连后再与继电器RL2的控制端一端连接；二极管D7的阴极与继电器RL2的另一个控制端连接后再与AC/DC变换单元的输出正端相连，所述比较-补偿电路根据输入电压的高低来控制继电器RL2，通过所述控制继电器RL2的触点的动作来控制电容C8接入或断开回路。 

所述输入电压补偿单元还包括基准电源电路，所述基准电源电路包括三端稳压器 IC4、电阻R24；所述三端稳压器IC4的输入端与所述AC/DC变换单元的输出正端相连，所述三端稳压器IC4的输出端及调整端与电阻R24并联且调整端接地，所述三端稳压器IC4的输出端与集成运算放大器IC2A的2脚相连。 

所述输入电压补偿单元包括多个所述比较-补偿电路。 

所述补偿电容为1-4个，分别连接控制器接入或者断开回路的继电器。 

所述可控硅控制单元包括电阻R3、电阻R4、电阻R5、可变电阻VR3、电容C7、双向触发管Z2、可控硅SCR；其中，电阻R3、可变电阻VR2、电阻R4、可变电阻VR3、电阻R5和电容C7依次串联，电容C7的负极接交流电源的输入AC2；电阻R3不直接与可变电阻VR2相连的一端接限幅单元的输出端；可控硅SCR阳极A2端构成可控硅控制单元的输出端连接整流单元的一个输入端；可控硅SCR阳极A1端接交流电源的输入端AC2；所述双向触发管Z2一端与可控硅SCR的控制极相连，另一端连接在电容C7的正极和电阻R5相连的连接点上。 

本实用新型的上述技术方案相比现有技术具有以下优点： 

（1）本实用新型的所述的具有补偿功能的电磁系统的节能装置，输入电压补偿单元，其输入端接交流电源，所述电流型电压互感器二次侧的输出通过整流电路、缓冲电路及比较-补偿电路进行处理，比较-补偿电路的输出根据输入电压的高低来控制继电器RL2的触点，触点的状态使得C8接入或断开，从而改变了触发脉冲移相角度的大小进而改变可控硅SCR的导通角大小，获得更理想的吸合电压和吸持电压。这样，通过调整补偿电容的通断，实现了对电压变化的平缓抑制作用，解决了现有技术中的电磁系统的节能装置在电源电压变化较大时电磁线圈电流不恒定带来的稳定性差和电磁线圈温升过高的技术问题，是一种有电压补偿功能电磁系统的节能装置。 

（2）本实用新型的所述的具有补偿功能的电磁系统的节能装置，包括限幅单元，稳压管Z3和稳压管Z4反向串接后将输入电源作了双向斩波处理。可控硅控制单元中触发脉冲形成电路的电容充电电源的电压由于稳压管的存在而保持稳定，这样当输入电压在某段范围里变化而输入电压补偿单元中的继电器未动作时，触发脉冲的相位角恒定不变。 

（3）本实用新型的所述的具有补偿功能的电磁系统的节能装置，包括温度补偿单元，所述的负温度系数热敏电阻RT安置在电磁线圈表面，电路上并接在可控硅控制单元中触发脉冲形成电路的电容充电回路的电阻上，由于长时间通电后电磁线圈发热后线圈铜丝电阻的+4%/10℃的变化会使吸持电流的下降，造成吸持状态的不稳定，RT的合理取值可以补偿由于长时间通电而引起的电磁线圈铜线电阻变化对吸持电流的影响。

附图说明

为了使本实用新型的内容更容易被清楚的理解，下面根据本本实用新型的具体实施 例并结合附图，对本实用新型作进一步详细的说明，其中 

图1为本实用新型实施例节能装置的电路结构框图； 

图2为本实用新型第一实施例的节能装置的电路图； 

图3为本实用新型第一实施例的AC/DC变换单元的电路图； 

图4为本实用新型第一实施例的延时单元和继电器驱动单元的电路图； 

图5为本实用新型第一实施例的可控硅控制单元的电路图； 

图6为本实用新型第一实施例的全波整流单元的电路图； 

图7为本实用新型的AC/DC变换单元另一个实施例的电路图； 

图8为本实用新型的延时单元的另一个实施例的电路图； 

图9为本实用新型的半波整流单元的另一个实施例的电路图； 

图10为本实用新型第一实施例的输入电压补偿单元的电路图； 

图11为本实用新型输入电压补偿单元另一个实施例的电路图； 

图12为本实用新型第一实施例的限幅单元的电路图； 

图13为本实用新型第一实施例的温度补偿单元的电路图。 

具体实施方式

下面给出本实用新型所述的一种具有补偿功能的电磁系统的节能装置的具体实施方式。 

实施例1 

参见图1所示为本实用新型一个实施例的电磁系统的节能装置的电路结构框图，作为本实用新型一个实施例的节能装置，其包括：可控硅控制单元，其输入端接交流输入电源，用于调整可控硅的导通角；整流单元，其输入端接可控硅控制单元的输出端，用于将交流电调整为脉动的直流电并输出，所述整流单元的输出端构成节能装置的输出端，输出直流电流到电磁系统的电磁线圈；AC/DC变换单元，其输入端接交流输入电源，用于将交流电变为直流电输出作为相关电路的工作电源；延时单元，其输入端与AC/DC变换单元的输出端相连，延时电容上的电压到预定值时有输出；继电器驱动单元，其输入端与延时单元的输出端相连，在延时单元有输出时控制继电器触点转换动作；其输出端与可控硅控制电路的控制端相连；还包括输入电压补偿单元，其输入端连接交流输入电源，其输出端与所述可控硅控制单元的控制端相连接，其包括电流型电压互感器、整流电路、缓冲电路、比较-补偿电路、继电器和电容，所述电流型电压互感器的一次侧与交流输入电源连接，其二次侧依次连接所述整流电路、缓冲电路及比较-补偿电路，所述比较-补偿电路根据输入电压的高低来控制继电器的触点，触点的状态使得相应的电容接入或断开，从而改变了触发脉 冲移相角度的大小进而改变所述可控硅的导通角大小，当所述交流输入电源电压有大幅度的上升或下降时所述可控硅的触发脉冲的相位角就会右移或左移，达到所述交流输入电源电压有大幅度的变化时有很小输出电压变化的目的。 

实施例2 

如图2为本实用新型第一实施例的节能装置的电路图；本实用新型第一实施例的的节能装置还包括限幅单元，将电源进行了斩波处理使可控硅控制单元的输入电压恒定，从而保证吸合电压和吸持电压恒稳；还包括温度补偿单元（RT）,所述的负温度系数热敏电阻安置在电磁线圈表面，电路上并接在所述可控硅控制单元中触发脉冲形成电路的电容充电回路的电阻上，当电磁线圈的温度变化后热敏电阻的阻值改变能使保持电压恒定，达到电磁系统的稳定性。 

实施例3 

本实用新型第一实施例的输入电压补偿单元，如图10所示，所述输入电压补偿单元包括：电阻R6～电阻R14、电阻R24、电阻R25、电流型电压互感器T2、桥型整流器DB2、电容C8、电容C12～电容C14、集成运算放大器IC2A和IC3、集成基准电源IC4、继电器RL2、三极管Q3、二极管D7、可变电阻VR4；所述的电阻R6～电阻R9和互感器T2的一次侧构成输入电压补偿单元的输入端，电阻R6、电阻R7依次串联且串联后一端接交流电源的AC1端，另一端接电流型电压互感器T2一次侧的一端，所述电阻R8、电阻R9依次串联且串联后一端接交流电源的AC2端，另一端接电流型电压互感器T2一次侧的另一端，所述电流型电压互感器T2的二次侧与桥型整流器DB2的交流侧相连；所述桥型整流器DB2的输出侧正端与电容C12、电阻R25并联且它们并联点构成缓冲电路的输入端；所述桥型整流器DB2的输出侧负端接地；集成运算放大器IC3和电阻R10、电阻R11、电容C13组成缓冲电路，电阻R10、电阻R11串联后一端接电容C12的正极且与集成运算放大器IC3的3脚相连，另一端与集成运算放大器IC3的7脚和电容C13的正极相连为缓冲电路输出端，所述集成运算放大器IC3为单电源双运放，其包括IC3A和IC3B，优选的选用LM358双运算放大器，所述集成运算放大器IC3的6脚和电阻R10、电阻R11串联的中间点连接，集成运算放大器IC3的1脚、2脚与5脚相连；所述集成运算放大器IC3的4脚和电容C12、电容C13的负极相连并接地；集成运算放大器IC3的8脚与AC/DC变换单元的输出正端相连；所述的三端稳压器IC4、电阻R24构成基准电源电路；三端稳压器IC4的输入端与AC/DC变换单元的输出正端相连，三端稳压器IC4的输出端及调整端与电阻R24并联且调整端接地，三端稳压器IC4的输出端与集成运算放大器IC2A的2脚相连；所述的集成运算放大器IC2A和电阻R12～电阻R14、可变电阻VR4、电容C14、二极管 D7、继电器RL2、电容C8、三极管Q3组成比较-补偿电路，所述IC2A优选的选用mA741单运算放大器，所述缓冲电路的输出端接到比较-补偿电路的输入端，所述电阻R12、可变电阻VR4和电阻R13依次串联后一端接缓冲电路的输出端，另一端接地；所述可变电阻VR4的调节端、电容C14的正极与集成运算放大器IC2A的3脚相连，电阻R14的两端分别与IC2A的1脚和三极管Q3的基极相连，三极管Q3的发射极接地；所述三极管Q3的集电极与二极管D7的阳极相连后再与继电器RL2的控制端一端连接；所述二极管D7的阴极与继电器RL2的另一个控制端连接后再与AC/DC变换单元的输出正端相连，所述比较-补偿电路根据输入电压的高低来控制继电器RL2，通过所述控制继电器RL2的触点的动作来控制电容C8接入或断开回路。 

作为其他的实施方式，如输入电压的变化范围较大需增加补偿的细度，可以按上所述增加多路所述比较-补偿电路，如图11所示为一个有四段补偿的实施例，其中相应电容的接入或断开是根据输入电压的高低由比较电路来执行的。 

所述输入电压补偿单元工作原理如下：其输入端的所述电流型电压互感器接所述交流输入电源，将采集到的输入电压经过所述桥型整流器和缓冲电路送接到所述比较-补偿电路，所述比较-补偿电路将输入电压和基准电压作比较，当输入电压大于某个值时，所述比较-补偿电路输出就驱动相应的1个或几个继电器吸合，继电器触点会接通1个或几个补偿电容，所述可控硅控制单元中触发电容的容量变大了，触发电容的电压上升到可控硅触发电压的时间变长，所述触发脉冲形成电路中触发脉冲的相位角就会右移，所述可控硅的导通角就变小，整流电路的输出电压就下降；反之，当输入电压小于某个值时，所述比较-补偿电路的输出就使相应的1个或几个继电器断开，继电器触点会断开1个或几个电容，可控硅控制电路中触发电容的容量变小了，触发电容的电压上升到可控硅触发电压的时间变短，触发脉冲的相位角就会左移，可控硅的导通角就变大，整流电路的输出电压就上升；这样就达到了即使电源电压有大幅度的变化而整流电路也只会有较小的输出电压变化，使电磁线圈上的保持电流变化满足要求，达到了电压补偿效果。 

实施例4 

本实用新型第一实施例的限幅单元，如图12和图2所示，所述限幅单元包括：电阻R2、稳压管Z3和稳压管Z4。所述稳压管Z3和稳压管Z4反向串接后稳压管Z3的阳极与电阻R2的连接点为限幅单元的输出端，电阻R2的另一端与二极管D4阳极和二极管D6阴极的连接点相连接，稳压管Z4的阳极直接连接到输入电源的AC2端。 

本实用新型第一实施例的温度补偿单元，如图13所示，所述温度补偿单元包括：负温度系数热敏电阻RT。所述的负温度系数热敏电阻RT安置在电磁线圈表面，电路上并 接在电阻R5上。 

实施例5 

所述可控硅控制单元，如图5所示，可控硅控制单元包括电阻R3、电阻R4、电阻R5、可变电阻VR3、电容C7、双向触发管Z2、可控硅SCR；所述电阻R3、可变电阻VR2、电阻R4、可变电阻VR3、电阻R5和电容C7依次串联，电容C7的负极接交流电源的输入AC2；电阻R3不直接与可变电阻VR2相连的一端接限幅单元的输出端；所述可控硅SCR阳极A2端构成可控硅控制单元的输出端连接整流单元的一个输入端；所述可控硅SCR阳极A1端接交流电源的输入端AC2；所述双向触发管Z2一端与可控硅SCR的控制极相连，另一端连接在电容C7的正极和电阻R5相连的连接点上；所述继电器RL1与电阻R4、可变电阻VR3和电阻R5无源触点并联；当所述继电器RL1的无源触点闭合时，所述电阻R4和可变电阻VR3和电阻R5被短接，当所述继电器RL1的无源触点断开时，所述电阻R4和可变电阻VR3和电阻R5被接入电路，即电阻R3、可变电阻VR2、电阻R4、可变电阻VR3、电阻R5和电容C7依次串联。 

如图5所示，所述可控硅控制电路的功能是：通过调整所述可控硅的导通角，进而通过整流电路调节输入到电磁线圈的电流波形，达到降压作用。该电路通过对电容不同的充电时间常数来实现可控硅导通角的变化，交流电源通过可变电阻对电容充电。当电容端电压超过稳压管导通阀值时，即使可控硅导通。调整可变电阻的参数，达到调节电压的最终作用。 

在接通电源前，取适当的充电电阻的阻值使电容C7的端电压上升较快，加在可控硅控制极上的触发脉冲移相角度较小，使得可控硅导通角较大，输出电压高，电磁系统可以迅速吸合；当电磁系统需要处于吸持状态时，取较大充电电阻的阻值可减慢C7的端电压上升时间，可控硅的触发脉冲移相角度变大，可控硅导通角变小，使得输出电压变低，电磁系统处于稳定的吸持状态；在接通电源时，电阻R4、可变电阻VR3和电阻R5串联后被继电器的输出端短接；电容充电回路只串接了电阻R3和可变电阻VR2，可控硅较快导通，当预定的时间到达，继电器的输出端断开，电阻R4、可变电阻VR3和电阻R5也串接到电容充电回路中，可控硅导通角变小，从而使得吸合电压大于吸持电压。 

本实用新型第一实施例的所述整流单元为全波整流电路，如图6所示，其包括二极管D3、二极管D4、二极管D5、二极管D6；所述的二极管D3的阳极和二极管D5的阴极相连后连接于所述交流电源的输入端AC1；所述二极管D4的阳极和二极管D6的阴极相连且它们的连接点构成所述整流单元的输入端；二极管D3的阴极与二极管D4的阴极相连且它们的连接点构成整流单元的一个输出端；所述二极管D5的阳极与二极管D6的阳极相 连且它们的连接点构成整流单元的另一个输出端。 

本实用新型所述整流单元的另一个实施例，如图9所示，所述的整流单元为半波整流电路，包括二极管D12；所述的二极管D12串接在交流电源与电磁系统之间；这样流过电磁系统的电流为半波。 

本实用新型第一实施例的AC/DC变换单元，如图3所示，所述AC/DC变换单元包括：变压器T1、桥型整流器DB1、电容C2、电容C3、三端稳压器IC1、电容C4、电容C5;所述的变压器T1的一次侧构成AC/DC变换单元的输入端连接交流电源的输入端AC1和AC2，其二次侧与桥型整流器DB1的交流侧相连，所述桥型整流器DB1的输出侧与电容C2的正极、电容C3的正极相连且它们的连接点与三端稳压器IC1的输入端相连，所述三端稳压器IC1的输出端与电容C4的正极和电容C5的正极相连且它们的连接点构成所述AC/DC变换单元的输出正端,所述电容C2的负极、电容C3的负极、电容C4的负极和电容C5的负极和三端稳压器IC1的G端相连并接地。 

本实用新型AC/DC变换单元的另一个实施例，如图7所示，所述AC/DC变换单元包括：模块电源AC/DC和电容C1，所述模块电源AC/DC的输入端构成AC/DC变换单元的输入端；所述电容C1并联于模块电源AC/DC的输出端之间，其两端构成AC/DC变换单元的输出端。 

本实用新型第一实施例的延时单元，如图4所示，包括电阻R1、可变电阻VR1、电容C6、稳压管Z1；所述电阻R1、可变电阻VR1与电容C6顺次串联，所述电阻R1不与可变电阻VR1直接相连的一端构成所述延时单元的输入端连接到AC/DC变换单元的输出正端；所述电容C6的正极和可变电阻VR1相连且它们的连接点与稳压管Z1的阴极相连，所述稳压管Z1的阳极构成所述延时单元的输出端；所述电容C6的负极接地。 

本实用新型延时单元的另一个实施例，如图8所示，所述延时单元包括时间继电器TR,所述时间继电器TR为普通的电子式时间继电器模块，和图4的分立元件组成的延时电路在图2中具有的同样的功能；所述时间继电器TR输入端接直流电源，其延时时间可调。接通电源后延时开始，所述可控硅控制单元的电阻R4、可变电阻VR3和电阻R5串联后被继电器的输出端短接；延时时间到后，时间继电器TR输出常闭触点断开，所述电阻R4、可变电阻VR3和电阻R5串联后也串接到所述可控硅单元的电容的充电回路中。 

本实用新型第一实施例的继电器驱动单元，如图4所示，包括：三极管Q1、三极管Q2、二极管D1和继电器RL1；所述三极管Q1基极是继电器驱动单元的输入端它与稳压管Z1的阳极连接，所述三极管Q1的发射极与三极管Q2的基极相连，三极管Q2的发射极接地；所述三极管Q1的集电极与三极管Q2的集电极相连再与二极管D1的阳极相连； 所述二极管D1的阴极与AC/DC变换单元的输出正端相连；所述继电器RL1的控制端一端与AC/DC变换单元的输出正端相连，另一端与三极管Q2的集电极相连；所述继电器RL1的常闭触点两端分别连接可变电阻VR2与电阻R4的连接点和电阻R5与电容C7的连接点，构成所述继电器驱动单元的输出端。 

显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本实用新型的保护范围之中。 

Claims (10)

1.一种具有补偿功能的电磁系统的节能装置，包括： 

交流输入电源； 

可控硅控制单元，其输入端接交流输入电源，包括触发脉冲形成电路和可控硅，所述触发脉冲形成电路包括相互串联的至少一个可变电阻、一个可控电容，调节可变电阻的阻值控制可控电容具有不同的充放电时间，控制可控电容的不同充放电时间改变可控硅的触发脉冲移相角度的大小进而改变可控硅的导通角大小； 

整流单元，其输入端接可控硅控制单元的输出端，用于将交流电调整为脉动的直流电并输出，所述整流单元的输出端为所述具有补偿功能的电磁系统的节能装置的输出端，与电磁系统连接，输出直流电流； 

AC/DC变换单元，其输入端接交流输入电源，用于将交流电变为直流电输出，为节能装置的各单元提供工作电源； 

延时单元，其输入端与AC/DC变换单元的输出端相连，在延时电容上的积分电压到预定值时有输出； 

继电器驱动单元，其输入端与延时单元的输出端相连，其输出端与可控硅控制单元的控制端相连，在延时单元有输出时控制继电器触点转换发出信号； 

其特征在于： 

还包括输入电压补偿单元，其输入端连接交流输入电源，其输出端与所述可控硅控制单元的控制端相连接，其包括电流型电压互感器、整流电路、缓冲电路、比较-补偿电路、继电器和补偿电容，所述电流型电压互感器的一次侧与交流输入电源连接，其二次侧依次连接所述整流电路、缓冲电路及比较-补偿电路，所述比较-补偿电路连接所述继电器并控制其开合，所述补偿电容通过所述继电器与所述可控硅控制单元中的可控电容并联； 

当输入电压高于标准值时，比较-补偿电路的输出驱动继电器吸合，接通补偿电容；输入电压低于标准值时，比较-补偿电路的输出驱动继电器断开，断开补偿电容。 

2.根据权利要求1所述的电磁系统的节能装置，其特征在于： 

还包括限幅单元，所述限幅单元包括一个电阻R2和负极对接的稳压二极管Z3和稳压二极管Z4，所述稳压二极管Z4的正极与交流电源连接，所述稳压二极管Z3的正极与所述可控硅控制单元的可变电阻的一端连接，所述电阻R2一端与稳压二极管Z3连接，另一端与所述可控硅控制单元的输出端连接。 

3.根据权利要求1或2所述的电磁系统的节能装置，其特征在于： 

还包括温度补偿单元，其包括负温度系数热敏电阻，所述负温度系数热敏电阻并接在所述可控硅控制单元的触发脉冲形成电路中电容的充电回路的电阻上，用来补偿由于长时间通电而引起的电磁线圈发热后铜线电阻增大对保持电流的影响。 

4.根据权利要求1所述的电磁系统的节能装置，其特征在于： 

所述整流电路包括桥型整流器DB2、电容C12和电阻R25，所述电流型电压互感器的二次侧与桥型整流器DB2的交流侧相连，所述桥型整流器DB2输出侧负端接地。 

5.根据权利要求4所述的电磁系统的节能装置，其特征在于： 

所述缓冲电路包括集成运算放大器IC3和电阻R10、电阻R11、电容C13，所述桥型整流器DB2的输出侧正端与电容C12、电阻R25并联且它们并联点构成所述缓冲电路的输入端，电阻R10、电阻R11串联后一端接电容C12的正极且与集成运算放大器IC3的3脚相连，另一端与集成运算放大器IC3的7脚和电容C13的正极相连为缓冲电路输出端，集成运算放大器IC3的6脚和电阻R10、电阻R11串联的中间点连接，集成运算放大器IC3的1脚、2脚与5脚相连；集成运算放大器IC3的4脚和电容C12、电容C13的负极相连并接地；集成运算放大器IC3的8脚与AC/DC变换单元的输出正端相连。 

6.根据权利要求1所述的电磁系统的节能装置，其特征在于： 

所述比较-补偿电路包括集成运算放大器IC2A和电阻R12～电阻R14、可变电阻VR4、电容C14、二极管D7、继电器RL2、电容C8、三极管Q3，所述缓冲电路的输出端接到所述比较-补偿电路的输入端；电阻R12、可变电阻VR4和电阻R13依次串联后一端接缓冲电路的输出端，另一端接地；可变电阻VR4的调节端、电容C14的正极与集成运算放大器IC2A的3脚相连，电阻R14的两端分别与IC2A的1脚和三极管Q3的基极相连，三极管Q3的发射极接地；三极管Q3的集电极与二极管D7的阳极相连后再与继电器RL2的控制端一端连接；二极管D7的阴极与继电器RL2的另一个控制端连接后再与AC/DC变换单元的输出正端相连，所述比较-补偿电路根据输入电压的高低来控制继电器RL2，通过所述控制继电器RL2的触点的动作来控制电容C8接入或断开回路。 

7.根据权利要求1或2或4或5或6所述的电磁系统的节能装置，其特征在于： 

所述输入电压补偿单元还包括基准电源电路，所述基准电源电路包括三端稳压器IC4、电阻R24；所述三端稳压器IC4的输入端与所述AC/DC变换单元的输出正端相连，所述三端稳压器IC4的输出端及调整端与电阻R24并联且调整端接地，所述三端稳压器IC4的输出端与集成运算放大器IC2A的2脚相连。 

8.根据权利要求7所述的电磁系统的节能装置，其特征在于：所述输入电压补偿单元包括 多个所述比较-补偿电路。 

9.根据权利要求8所述的电磁系统的节能装置，其特征在于：所述补偿电容为1-4个，分别连接控制器接入或者断开回路的继电器。 

10.根据权利要求1或2或4或5或6所述的电磁系统的节能装置，其特征在于：所述可控硅控制单元包括电阻R3、电阻R4、电阻R5、可变电阻VR3、电容C7、双向触发管Z2、可控硅SCR；其中，电阻R3、可变电阻VR2、电阻R4、可变电阻VR3、电阻R5和电容C7依次串联，电容C7的负极接交流电源的输入AC2；电阻R3不直接与可变电阻VR2相连的一端接限幅单元的输出端；可控硅SCR阳极A2端构成可控硅控制单元的输出端连接整流单元的一个输入端；可控硅SCR阳极A1端接交流电源的输入端AC2；所述双向触发管Z2一端与可控硅SCR的控制极相连，另一端连接在电容C7的正极和电阻R5相连的连接点上。 

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