CN205140873U - 一种交流接触器节能消声电路 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种交流接触器节能消声电路，包括：启动吸磁电路、吸磁保持电路、电压监控电路、吸磁启动与保持叠加电路。启动吸磁电路用于在上电瞬间控制交流接触器输出端子获取电压，交流接触器吸合；吸磁保持电路用于在电压监控电路的控制下配合吸磁启动与保持叠加电路，实现将电压叠加到交流接触器的输出端子；吸磁启动与保持叠加电路，用于通过内部二极管实现对交流接触器的输出端子的电压叠加。本实用新型采用IGBT或场效应管元件，电路设计紧凑、结构稳定可靠，本实用新型对1000Ω阻抗与5Ω阻抗无需调整启动时间绝无启动衔铁吸力大、过冲击现象，不占用交流接触器常闭辅助开关。宽电压范围吸磁保持、60VAC-460VAC节能效果好，无声运行。

Description

一种交流接触器节能消声电路

技术领域

本实用新型涉及接触器应用领域，具体地说是一种交流接触器节能消声电路。

背景技术

交流接触器是一种用于控制三相电动机的电气装置，因自身优势使用领域量大、面广。但为其配套的交流线圈都存在着较多的缺陷，如现有交流接触器配套的交流线圈多存在线圈温升高达100℃左右衔铁导磁体上的润流、磁滞、短路环等有害损耗电能达90％以上，电磁系统的噪声有时达70分贝。另现有采用的交流接触器无声节能的技术电路可靠性差、品种繁多，如外附节能器、电容式、单双线圈式等诸多产品，在不同程度上电磁系统交流转换直流运行，有的须占用接触器一对常用辅助触头转换，给其它电气控制电路安装带来不便和麻烦，且更换线圈不便、有的直流启动和直流保持电路都需要调整启动时间并且启动时衔铁冲击力有时过大，启动电流大、易击穿元件、易烧线圈、易出故障、寿命短、维护量大，不适合于频繁操作的场所，无防晃电功能。

发明内容

针对现有技术中存在的上述不足之处，本实用新型为实现上述目的所采用的技术方案是：一种交流接触器节能消声电路，包括：

启动吸磁电路，分别连接交流接触器的输入端子、输出端子，用于在上电时控制交流接触器输出端子获取电压，使交流接触器吸合；

吸磁保持电路，分别连接交流接触器的电源输入端子、吸磁启动与保持叠加电路、电压监控电路、启动吸磁电路，用于在电压监控电路的控制下通过内部电源开关芯片2IC1、脉冲变压器2B2输出5-9V直流电压给吸磁启动与保持叠加电路，进而将电压叠加到交流接触器的输出端子；还用于给启动吸磁电路提供电源；还用于输出整流电压信号给电压监控电路；

电压监控电路，连接吸磁保持电路，用于实时监测吸磁保持电路输出的整流电压信号，并转换为相应的电平控制信号给吸磁保持电路中的电源开关芯片2IC1，从而控制电源开关芯片2IC1的工作和停止；当电源电压低于预先设置电压值时控制吸磁保持电路停止工作；

吸磁启动与保持叠加电路，分别连接启动吸磁电路、吸磁保持电路、交流接触器的输出端子，用于通过内部二极管2D1、2D4实现对交流接触器的输出端子的电压叠加。

所述启动吸磁电路包括：输入端子连接IGBT晶体管1Q1的集电极，IGBT晶体管1Q1的发射极连接输出端子；单片机1IC1、驱动芯片1IC3、IGBT晶体管1Q1的门极、交流接触器的输出端子依次连接，单片机1IC1输出脉冲信号给驱动芯片1IC3，驱动芯片1IC3对脉冲信号进行放大、整形再输出驱动IGBT晶体管1Q1导通，从而使输出端子在上电时产生启动吸磁电压。

所述吸磁保持电路包括：滤波模块、整流模块、脉冲变压器2B2、电源开关芯片2IC1；吸磁保持电路对接收的交流接触器的输入端子的电压信号进行滤波、整流，脉冲变压器2B2的调整输出一路5-9V直流电压给吸磁启动与保持叠加电路，输出另一路电源信号作为启动吸磁电路的电源；电源开关芯片2IC1连接IGBT晶体管2Q1，IGBT晶体管2Q1连接脉冲变压器2B2，用于将接收电压监控电路输出的电平信号转变为相应的控制信号给脉冲变压器，实现配合电压监控电路实时监控。

所述滤波模块包括EMI滤波器2B1和电容2C0。

所述整流模块通过二极管2D1、2D2、2D3、2D4构成。

所述电压监控电路包括依次连接的电阻3R1、电压检测芯片3IC1、电阻3R3、三极管3Q1、三极管3Q2、三极管3Q3、开关电源芯片2IC1；用于将输入的吸磁保持电路中的整流模块输出的电压信号转换为电平控制信号输出给吸磁保持电路中的电源开关芯片2IC1。

所述启动电路和保持电路用于制动电磁铁和牵引电磁铁节能消声电源附加器。

本实用新型具有以下优点及有益效果：

1.本实用新型采用IGBT或场效应管元件，电路设计稳定可靠，宽电压范围吸磁保持、(60VAC-460VAC)节能效果好，无声运行，启动吸磁电路只有在启动时工作，正常吸持保持时启动电路无效，大大的提高了电路的可靠性，降低了电路的温升。

2.电路设计中考虑到吸磁力问题，本发明对1000Ω阻抗与5Ω阻抗无需调整启动时间绝无启动衔铁吸力大、过冲击现象，不占用交流接触器常闭辅助开关。维护保养方便，适合于各种交流接触器线圈的直流电阻在5Ω-1000Ω的范围内匹配应用。

3.由于整个电路设计紧凑，体积小(62mm×45mm×30mm)可用在制动电磁铁和牵引电磁铁消声节能以及各种工矿条件差的场所。

附图说明

图1为本实用新型交流接触器节能消声电路结构示意图；

图2为本实用新型实施例电路原理图；

图3为本实用新型中单片机程序流程图；

具体实施方式

下面结合附图及实施例对本实用新型做进一步的详细说明。

本实用新型涉及一种交流接触器节能消声电路，如图1所示包括：启动吸磁电路、吸磁保持电路、电压监控电路、吸磁启动与保持叠加电路。启动吸磁电路用于在上电瞬间控制交流接触器输出端子获取电压，交流接触器吸合；吸磁保持电路用于在电压监控电路的控制下配合吸磁启动与保持叠加电路，实现将电压叠加到交流接触器的输出端子；吸磁启动与保持叠加电路，用于通过内部二极管实现对交流接触器的输出端子的电压叠加。

以下结合图2具体说明工作原理：

交流电源接入，电压正半周时，电流通过电阻1R1、二极管1D1连接到三极管1Q1的C极。三极管1Q1的E极与接线柱4连接，接线柱3与电源1连接，建立启动电源。吸磁保持电路：交流电源接入，电压正负半周二极管2D1、2D2、2D3、2D4整流获取吸磁保持电路需要的直流电源，由变压器2B2的10、11提供交流接触器保持电源，同时经变压器2B2的5、6，7、8，8、9线圈为启动吸磁提供电源。

启动吸磁电路由电源端子1连接端子3，端子3分别与二极管4D2正极、变压器2B2的11端连接。电源端子2与电阻1R1连接，电阻1R1与二极管1D1连接，二极管1D1负极与IGBT晶体管1Q1的集电极连接，IGBT晶体管1Q1的发射极分别与二极管4D1负极、二极管4D2负极。电容1C1负极、电容1C2正极均与脉冲变压器2B2的8脚连接，IGBT晶体管1Q1的门极与电阻1R2连接，电阻1R2与驱动芯片1IC3的6、7脚连接，驱动芯片1IC3的2脚与三极管1Q2的E极连接，三极管1Q2的C极与电阻1R5连接，1R5分别与1D5负极、1C3正极、1IC2输入端连接，脉冲变压器2B2的7脚与二极管1D3连接，二极管1D3与驱动芯片1IC1的8脚连接，脉冲变压器2B2的9脚与二极管1D4连接，二极管1D4与驱动芯片1IC3的5脚连接。驱动芯片1IC3型号为TLP250。

吸磁保持电路：交流电源接线端子1与脉冲变压器2B1的1脚连接，脉冲变压器2B1的2脚分别与二极管2D1、2D2连接，二极管2D1、2D3的负极均与电容2C1正极、电阻2R1、2R6、脉冲变压器2B2的1脚连接，脉冲变压器2B2的2脚与IGBT晶体管2Q1的集电极连接，IGBT晶体管2Q1的发射极与开关电源芯片2IC1的5脚连接，二极管2D2、2D4的正极均与电容2C2负极、电阻2R2、开关电源芯片2IC1的3、4脚连接。二极管2D7正极、电容2C7、2C6、2C5均与脉冲变压器2B2的4脚连接，脉冲变压器2B2的10脚与二极管2D9正极连接，二极管2D9负极分别与二极管2D10负极、电容2C8、2C9正极、二极管4D1正极连接，脉冲变压器2B2的11脚分别与二极管2D10正极、电容2C8负极、2C9负极、二极管4D2正极、接线端子4连接。

电压监控电路：二极管2D1、2D3负极均连接电阻3R1，电阻3R1与电压检测芯片3IC1连接，电压检测芯片3IC1连接电阻3R3，二极管3D2负极连接电阻3R3，电阻3R3连接三极管3Q1，三极管3Q1分别与三极管3Q2、电阻3R5连接，三极管3Q2分别与三极管3Q3、电阻3R6连接，三极管3Q3与开关电源芯片2IC1的7脚连接。电压检测芯片3IC1型号为HLF7039。开关电源芯片2IC1型号为VIPER53。

电路设计稳定可靠，宽电压范围吸磁保持、60VAC-460VAC节能效果好，无声运行，启动吸磁电路只有在启动时工作，正常吸持保持时启动电路无效，大大的提高了电路的可靠性，降低了电路的温升。由于整个电路设计紧凑，电路设计中考虑到吸磁力问题，本发明对1000Ω阻抗与5Ω阻抗无需调整启动时间绝无启动衔铁吸力大、过冲击现象。维护保养方便，适合于各种交流接触器线圈的直流电阻在5Ω-1000Ω的范围内匹配应用。本实用新型节能消声电路可用在制动电磁铁和牵引电磁铁消声节能中使用。

如图3所示，本实用新型中单片机程序流程为：S1:设置定时器常数；S2设置定时器；S3:开中断；S4:启动定时器；S5设置输出口＝1。

Claims (7)

1.一种交流接触器节能消声电路，其特征在于，包括：

启动吸磁电路，分别连接交流接触器的输入端子、输出端子，用于在上电时控制交流接触器输出端子获取电压，使交流接触器吸合；

吸磁保持电路，分别连接交流接触器的电源输入端子、吸磁启动与保持叠加电路、电压监控电路、启动吸磁电路，用于在电压监控电路的控制下通过内部电源开关芯片2IC1、脉冲变压器2B2输出5-9V直流电压给吸磁启动与保持叠加电路，进而将电压叠加到交流接触器的输出端子；还用于给启动吸磁电路提供电源；还用于输出整流电压信号给电压监控电路；

电压监控电路，连接吸磁保持电路，用于实时监测吸磁保持电路输出的整流电压信号，并转换为相应的电平控制信号给吸磁保持电路中的电源开关芯片2IC1，从而控制电源开关芯片2IC1的工作和停止；当电源电压低于预先设置电压值时控制吸磁保持电路停止工作；

吸磁启动与保持叠加电路，分别连接启动吸磁电路、吸磁保持电路、交流接触器的输出端子，用于通过内部二极管2D1、2D4实现对交流接触器的输出端子的电压叠加。

2.根据权利要求1所述的一种交流接触器节能消声电路，其特征在于，所述启动吸磁电路包括：输入端子连接IGBT晶体管1Q1的集电极，IGBT晶体管1Q1的发射极连接输出端子；单片机1IC1、驱动芯片1IC3、IGBT晶体管1Q1的门极、交流接触器的输出端子依次连接，单片机1IC1输出脉冲信号给驱动芯片1IC3，驱动芯片1IC3对脉冲信号进行放大、整形再输出驱动IGBT晶体管1Q1导通，从而使输出端子在上电时产生启动吸磁电压。

3.根据权利要求1所述的一种交流接触器节能消声电路，其特征在于，所述吸磁保持电路包括：滤波模块、整流模块、脉冲变压器2B2、电源开关芯片2IC1；吸磁保持电路对接收的交流接触器的输入端子的电压信号进行滤波、整流，脉冲变压器2B2的调整输出一路5-9V直流电压给吸磁启动与保持叠加电路，输出另一路电源信号作为启动吸磁电路的电源；电源开关芯片2IC1连接IGBT晶体管2Q1，IGBT晶体管2Q1连接脉冲变压器2B2，用于将接收电压监控电路输出的电平信号转变为相应的控制信号给脉冲变压器，实现配合电压监控电路实时监控。

4.根据权利要求3所述的一种交流接触器节能消声电路，其特征在于，所述滤波模块包括EMI滤波器2B1和电容2C0。

5.根据权利要求3所述的一种交流接触器节能消声电路，其特征在于，所述整流模块通过二极管2D1、2D2、2D3、2D4构成。

6.根据权利要求1所述的一种交流接触器节能消声电路，其特征在于，所述电压监控电路包括依次连接的电阻3R1、电压检测芯片3IC1、电阻3R3、三极管3Q1、三极管3Q2、三极管3Q3、开关电源芯片2IC1；用于将输入的吸磁保持电路中的整流模块输出的电压信号转换为电平控制信号输出给吸磁保持电路中的电源开关芯片2IC1。

7.根据权利要求1所述的一种交流接触器节能消声电路，其特征在于，所述启动电路和保持电路用于制动电磁铁和牵引电磁铁节能消声电源附加器。