CN214480541U - 一种电分电合及断电自动合闸的双稳态接触器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种电分电合及断电自动合闸的双稳态接触器，属于接触器设计领域。本接触器的电磁部分采用双稳态电磁系统。两组线圈绕组一内、一外绕制到同一线圈骨架上，置于电磁机构内部。电合线圈、电分线圈分别引线接电，通以产生相反磁通方向的电流。接触器分闸状态、合闸状态无需输入电流维系，仅在电动合闸/电动分闸时需电容放电，给启动线圈提供电流，驱动触点动作，切换分合闸状态。本实用新型提供了一种在电分电合的基础上，同时实现断电自动合闸功能的双稳态接触器。该接触器从控制电路的设计上实现掉电自动合闸的并行功能，且电源功耗低，接触器动作可靠。

Description

一种电分电合及断电自动合闸的双稳态接触器

技术领域

本实用新型涉及一种电分电合及断电自动合闸的双稳态接触器，属于接触器设计领域。

背景技术

接触器，作为远距离频繁接通和断开交直流主电路及大容量控制电路的自动控制电器，在光伏发电、新能源、电力系统、石油、化工、煤矿、冶金和电气化铁道等各个领域发挥着不可或缺的作用。传统的旁路开关以实现电分、电合为基本功能，而随着电网日新月异的发展，需要应对电力系统越来越多样的需求。

实用新型内容

本实用新型的目的是提出一种电分电合及断电自动合闸的双稳态接触器，在电分电合的基础上，同时实现断电自动合闸功能。该接触器从控制电路的设计上实现掉电自动合闸的并行功能，且电源功耗低，接触器动作可靠，能够解决现有技术中存在的问题。

本实用新型为实现上述目的，采取的技术方案如下：

一种电分电合的双稳态接触器，接触器的电磁部分采用双稳态电磁系统，包括电合回路、电分回路和充电电源，电合回路和电分回路彼此独立，

电合回路包括晶闸管SCR1、常闭辅开触点FK2、二极管D11、二极管D12、二极管D3、电阻R11、电阻R12、电容C11、电合线圈L1和合闸储能电容Cap1，其中，二极管D11的阳极连接充电电源的正极，且二极管D11、电阻R11、常闭辅开触点FK2依次串联，电容C11与常闭辅开触点FK2并联，常闭辅开触点FK2的一端分别与二极管D12的阴极、电合线圈L1的一端、合闸储能电容Cap1的一端和电阻R12的一端连接，二极管D3的阳极分别连接二极管D12的阳极和电合线圈L1的另一端，二极管D3的阴极连接晶闸管SCR1的阳极，晶闸管SCR1的阴极、合闸储能电容Cap1的另一端和电阻R12的另一端均连接充电电源的负极；

电分回路包括晶闸管SCR2、常开辅开触点FK1、二极管D21、二极管D22、电阻R21、电阻R22、电容C21、电分线圈L2和分闸储能电容Cap2，其中，二极管D21的阳极连接充电电源的正极，且二极管D21、电阻R21、常开辅开触点FK1依次串联，电容C21与常开辅开触点FK1并联，常开辅开触点FK1的一端分别与二极管D22的阴极、电分线圈L2的一端、分闸储能电容Cap2的一端和电阻R22的一端连接，二极管D22的阳极和电分线圈L2均连接晶闸管SCR2的阳极，晶闸管SCR2的阴极、分闸储能电容Cap2的另一端和电阻R22的另一端连接充电电源的负极。

一种电分电合及断电自动合闸的双稳态接触器，所述接触器的电磁部分采用双稳态电磁系统，包括电合回路、电分回路和充电电源，电合回路和电分回路共用一个充电电源，

电合回路包括二极管D1、电阻R1、二极管D2、电合线圈L1、二极管D3、电阻R10-12、继电器K1、触点K1、触点K2、MOS管MOS1、电阻R20-22、继电器K2、合闸储能电容Cap1和电阻R6，其中，电阻R10-12和继电器K1串联在充电电源的正负极间，电阻R10-12的一端和二极管D1的阳极均连接充电电源的正极，二极管D1与电阻R1的一端连接，电阻R1的另一端分别与二极管D2的阴极、电合线圈L1的一端、电阻R20-22的一端、合闸储能电容Cap1的一端和电阻R6的一端连接，二极管D2的阳极、电合线圈L1的另一端均与二极管D3的阳极连接，二极管D3的阴极分别与触点K1的一端和MOS管MOS1的漏极连接，触点K1和触点K2串联成的支路与MOS管MOS1并联，电阻R20-22和继电器K2串联，触点K2的一端、MOS管MOS1的源极、继电器K2的一端、合闸储能电容Cap1的另一端和电阻R6的另一端均与充电电源的负极连接；

电分回路包括二极管D21、电阻R25、分闸储能电容Cap2、电阻R26、二极管D22、电分线圈L2和MOS管MOS2，其中，二极管D21的阳极连接充电电源的正极，二极管D21的阴极连接电阻R25的一端，电阻R25的另一端同时连接二极管D22的阴极、电分线圈L2的一端、分闸储能电容Cap2的一端和电阻R26的一端，二极管D22的阳极和电分线圈L2的另一端均连接MOS管MOS2的漏极，MOS管MOS2的源极、分闸储能电容Cap2的另一端和电阻R26的另一端均连接充电电源的负极。

一种电分电合及断电自动合闸的双稳态接触器，所述接触器的电磁部分采用双稳态电磁系统，包括电合回路、电分回路和充电电源，电合回路和电分回路共用一个充电电源，

电合回路包括二极管D1、二极管D4、继电器K1、常闭辅开触点FK2、电阻R1、二极管D2、电合线圈L1、合闸储能电容Cap1、电阻R6、二极管D3、触点K1、电阻R20-22和晶闸管SCR1，其中，二极管D1的阳极连接充电电源的正极，二极管D1、二极管D4、常闭辅开触点FK2和电阻R1依次串联，继电器K1并联在二极管D4上，电阻R1的一端分别连接二极管D2的阴极、电合线圈L1的一端、合闸储能电容Cap1的一端和电阻R6的一端，二极管D2的阳极和电合线圈L1的另一端均连接二极管D3的阳极，二极管D3的阴极同时连接触点K1的一端和晶闸管SCR1的阳极，电阻R20-22的一端同时连接二极管D1的阴极和二极管D4的阳极，电阻R20-22的另一端、触点K1的另一端、晶闸管SCR1的阴极、合闸储能电容Cap1的另一端和电阻R6的另一端均连接充电电源的负极；

电分回路包括二极管D21、电阻R25、常开辅开触点FK1、二极管D22、电分线圈L2、分闸储能电容Cap2、电阻R26和晶闸管SCR2，其中，二极管D21的阳极与充电电源的正极连接，二极管D21、电阻R25和常开辅开触点FK1依次串联，常开辅开触点FK1的一端同时连接二极管D22的阴极、电分线圈L2的一端、分闸储能电容Cap2的一端和电阻R26的一端，二极管D22的阳极和电分线圈L2的另一端均连接晶闸管SCR2的阳极，晶闸管SCR2的阴极、分闸储能电容Cap2的另一端和电阻R26的另一端均连接充电电源的负极。

一种电分电合及断电自动合闸的双稳态接触器，所述接触器的电磁部分采用双稳态电磁系统，包括电合回路、电分回路和充电电源，电合回路和电分回路共用一个充电电源，

电合回路包括二极管D11、二极管D12、电阻R11、继电器K1、常闭触点K1、电阻R2、辅助储能电容Cap2、电阻R3、二极管D13、电合线圈L1、合闸储能电容Cap1、电阻R12、常闭辅开触点FK2、常开触点K1和晶闸管SCR1，其中，二极管D11的阳极连接充电电源的正极，二极管D11、二极管D12和电阻R11依次串联，继电器K1并联在二极管D12上，电阻R11的一端同时连接二极管D13的阴极、电合线圈L1的一端、合闸储能电容Cap1的一端和电阻R12的一端，常闭辅开触点FK2的一端连接电合线圈L1的另一端，常闭辅开触点FK2的另一端同时连接二极管D13的阳极、常开触点K1的一端和晶闸管SCR1的阳极，常开触点K1、电阻R2和辅助储能电容Cap2串联成的支路与电阻R3并联，常闭触点K1的一端和电阻R3的一端同时连接二极管D11的阴极和二极管D12的阳极，合闸储能电容Cap1和电阻R12并联，辅助储能电容Cap2的一端、电阻R3的另一端、常开触点K1的另一端、晶闸管SCR1的阴极、合闸储能电容Cap1的另一端和电阻R12的另一端均与充电电源的负极连接；

电分回路包括二极管D21、电阻R21、二极管D22、电分线圈L2、常开辅开触点FK1、晶闸管SCR2、分闸储能电容Cap3和电阻R22，二极管D21的阳极连接充电电源的正极，二极管D21和电阻R21串联，电阻R21的一端同时连接二极管D22的阴极、电分线圈L2的一端、分闸储能电容Cap3的一端和电阻R22的一端，电分线圈L2的另一端连接常开辅开触点FK1的一端，常开辅开触点FK1的另一端分别连接二极管D22的阳极和晶闸管SCR2的阳极，晶闸管SCR2的阴极、分闸储能电容Cap3的另一端和电阻R22的另一端均连接充电电源的负极。

本实用新型相对于现有技术的有益效果是：本实用新型提供了一种在电分电合的基础上，同时实现断电自动合闸功能的双稳态接触器。该接触器从控制电路的设计上实现掉电自动合闸的并行功能，且电源功耗低，接触器动作可靠。

附图说明

图1是本实用新型的一种电分电合的双稳态接触器的驱动电路的实施例一的示意图；

图2是本实用新型的一种电分电合及断电自动合闸的双稳态接触器的驱动电路的实施例二的示意图；

图3是本实用新型的一种电分电合及断电自动合闸的双稳态接触器的驱动电路的实施例三的示意图；

图4是本实用新型的一种电分电合及断电自动合闸的双稳态接触器的驱动电路的实施例四的示意图。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

实施例一、参照图1所示，一种电分电合的双稳态接触器，接触器的电磁部分采用双稳态电磁系统，包括电合回路、电分回路和充电电源，电合回路和电分回路彼此独立，

电合回路包括晶闸管SCR1、常闭辅开触点FK2、二极管D11、二极管D12、二极管D3、电阻R11、电阻R12、电容C11、电合线圈L1和合闸储能电容Cap1，其中，二极管D11的阳极连接充电电源的正极，且二极管D11、电阻R11、常闭辅开触点FK2依次串联，电容C11与常闭辅开触点FK2并联，常闭辅开触点FK2的一端分别与二极管D12的阴极、电合线圈L1的一端、合闸储能电容Cap1的一端和电阻R12的一端连接，二极管D3的阳极分别连接二极管D12的阳极和电合线圈L1的另一端，二极管D3的阴极连接晶闸管SCR1的阳极，晶闸管SCR1的阴极、合闸储能电容Cap1的另一端和电阻R12的另一端均连接充电电源的负极；

电分回路包括晶闸管SCR2、常开辅开触点FK1、二极管D21、二极管D22、电阻R21、电阻R22、电容C21、电分线圈L2和分闸储能电容Cap2，其中，二极管D21的阳极连接充电电源的正极，且二极管D21、电阻R21、常开辅开触点FK1依次串联，电容C21与常开辅开触点FK1并联，常开辅开触点FK1的一端分别与二极管D22的阴极、电分线圈L2的一端、分闸储能电容Cap2的一端和电阻R22的一端连接，二极管D22的阳极和电分线圈L2均连接晶闸管SCR2的阳极，晶闸管SCR2的阴极、分闸储能电容Cap2的另一端和电阻R22的另一端连接充电电源的负极。

具体的，本接触器的电磁部分采用双稳态电磁系统。两组线圈绕组一内、一外绕制到同一线圈骨架上，置于电磁机构内部。电合线圈、电分线圈分别引线接电，通以产生相反磁通方向的电流。接触器分闸状态、合闸状态无需输入电流维系，仅在电动合闸/电动分闸时需电容放电，给启动线圈提供电流，驱动触点动作，切换分合闸状态。

接触器电分电合功能的实现具体见图1电路：电合回路、电分回路彼此独立，分别控制储能电容为电合线圈L1、电分线圈L2供电。

实施例二、参照图2所示，一种电分电合及断电自动合闸的双稳态接触器，该接触器由双继电器控制，接触器的电磁部分采用双稳态电磁系统，包括电合回路、电分回路和充电电源，电合回路和电分回路共用一个充电电源，

电合回路包括二极管D1、电阻R1、二极管D2、电合线圈L1、二极管D3、电阻R10-12、继电器K1、触点K1、触点K2、MOS管MOS1、电阻R20-22、继电器K2、合闸储能电容Cap1和电阻R6，其中，电阻R10-12和继电器K1串联在充电电源的正负极间，电阻R10-12的一端和二极管D1的阳极均连接充电电源的正极，二极管D1与电阻R1的一端连接，电阻R1的另一端分别与二极管D2的阴极、电合线圈L1的一端、电阻R20-22的一端、合闸储能电容Cap1的一端和电阻R6的一端连接，二极管D2的阳极、电合线圈L1的另一端均与二极管D3的阳极连接，二极管D3的阴极分别与触点K1的一端和MOS管MOS1的漏极连接，触点K1和触点K2串联成的支路与MOS管MOS1并联，电阻R20-22和继电器K2串联，触点K2的一端、MOS管MOS1的源极、继电器K2的一端、合闸储能电容Cap1的另一端和电阻R6的另一端均与充电电源的负极连接；

电分回路包括二极管D21、电阻R25、分闸储能电容Cap2、电阻R26、二极管D22、电分线圈L2和MOS管MOS2，其中，二极管D21的阳极连接充电电源的正极，二极管D21的阴极连接电阻R25的一端，电阻R25的另一端同时连接二极管D22的阴极、电分线圈L2的一端、分闸储能电容Cap2的一端和电阻R26的一端，二极管D22的阳极和电分线圈L2的另一端均连接MOS管MOS2的漏极，MOS管MOS2的源极、分闸储能电容Cap2的另一端和电阻R26的另一端均连接充电电源的负极。

具体的，

1.图2中两个回路共用一个充电电源；电源接通上电，只要保证触点K1、K2不同时处于闭合状态，合闸储能电容Cap1、分闸储能电容Cap2上就分别有储能。至于如何保证这一点，见步骤3。

2.电合回路中引入了两个继电器。常闭触点K1为继电器K1的配套触点；常开触点K2为继电器K2的配套触点。电分与电合控制均采用全控器件MOS管，引入电合MOS管MOS1、电分MOS管MOS2。

3.充电过程；即整体无电状态下储能电容充电过程：电源长时间掉电状态下，继电器K1、K2未上电动作，常闭触点K1、常开触点K2分别处于断开、闭合状态。给电源上电，合闸储能电容Cap1、分闸储能电容Cap2开始正常充电。为避免触点K1、K2同时闭合，做了两点考虑：

1)设计继电器K1的吸合电压低于继电器K2的吸合电压。当电源电压先达到继电器K1的吸合电压时，常闭触点K1动作断开，此时由于继电器K2未动作、常开触点K2仍是断开状态，直到电源电压升至继电器K2的吸合电压值，常开触点K2才动作闭合，避免了因为常开触点K2先于常闭触点K1动作导致的合闸储能电容Cap1被短路，无法继续充电。

2)即便两个继电器同时上电动作，常闭触点K1断开所需时间也小于常开触点K2闭合所需时间。

4.电分过程：即旁路开关为合闸状态且分闸储能电容充满电状态下(已完成步骤3)的电分过程。控制电分MOS2管将D极和S极导通，电分线圈通电，旁路开关分闸；经测试，电分线圈L2选用的分闸储能电容Cap2放电之后，分闸成功，分闸储能电容Cap2上的电压剩余仍远高于继电器K1的释放电压。因此，电合回路上的继电器K1不会释放，避免常闭触点K1恢复闭合状态导致电合线圈L1通电，旁路开关误合闸。

5.电合过程：即旁路开关为分闸状态且合闸储能电容充满电状态下(已完成步骤3)的电合过程。控制电合MOS1管将D极和S极导通，合闸储能电容Cap1向电合线圈L1放电，旁路开关合闸。合闸时，电合MOS1管导通时间可以不控制，即使合闸储能电容Cap1放电到0，也可以正常工作，重复步骤3充电过程。

6.掉电合闸过程：DC电源掉电时，继电器K2由电合储能电容Cap1供电保持在吸合状态，常开触点K2处于闭合状态；继电器K1由外电源DC供电，电压掉至释放电压以下时，迅速释放，常闭触点K1闭合，电合储能电容Cap1向电合线圈L1通电，旁路开关合闸。

特点：基于两个继电器；实现合闸储能电容、分闸储能电容同时处于充电状态；功率低，具有电分电合及自动合闸功能。

实施例三、参照图3所示，一种电分电合及断电自动合闸的双稳态接触器，该接触器由单继电器控制，接触器的电磁部分采用双稳态电磁系统，包括电合回路、电分回路和充电电源，电合回路和电分回路共用一个充电电源，

电合回路包括二极管D1、二极管D4、继电器K1、常闭辅开触点FK2、电阻R1、二极管D2、电合线圈L1、合闸储能电容Cap1、电阻R6、二极管D3、触点K1、电阻R20-22和晶闸管SCR1，其中，二极管D1的阳极连接充电电源的正极，二极管D1、二极管D4、常闭辅开触点FK2和电阻R1依次串联，继电器K1并联在二极管D4上，电阻R1的一端分别连接二极管D2的阴极、电合线圈L1的一端、合闸储能电容Cap1的一端和电阻R6的一端，二极管D2的阳极和电合线圈L1的另一端均连接二极管D3的阳极，二极管D3的阴极同时连接触点K1的一端和晶闸管SCR1的阳极，电阻R20-22的一端同时连接二极管D1的阴极和二极管D4的阳极，电阻R20-22的另一端、触点K1的另一端、晶闸管SCR1的阴极、合闸储能电容Cap1的另一端和电阻R6的另一端均连接充电电源的负极；

电分回路包括二极管D21、电阻R25、常开辅开触点FK1、二极管D22、电分线圈L2、分闸储能电容Cap2、电阻R26和晶闸管SCR2，其中，二极管D21的阳极与充电电源的正极连接，二极管D21、电阻R25和常开辅开触点FK1依次串联，常开辅开触点FK1的一端同时连接二极管D22的阴极、电分线圈L2的一端、分闸储能电容Cap2的一端和电阻R26的一端，二极管D22的阳极和电分线圈L2的另一端均连接晶闸管SCR2的阳极，晶闸管SCR2的阴极、分闸储能电容Cap2的另一端和电阻R26的另一端均连接充电电源的负极。

具体的，

1.图3中两个回路共用一个充电电源；

2.常开触点K1为继电器K1的配套触点；常闭辅开FK2与常开辅开FK1指的是旁路开关上的辅开触点，回路中用辅开触点的原因有两点，见步骤3。

3.电分与电合控制均采用晶闸管半控器件。相应地，采用晶闸管控制带来两个需解决的问题：

1)晶闸管SCR两端导通之后，由于电源一直给线圈供电，电流达不到关断电流阈值，晶闸管无法自动关断。因此，必须在回路上串入辅开触点，让回路电流降至关断电流阈值，使晶闸管关断。

2)对处于合闸状态的旁路开关进行电分操作时，电分储能电容Cap2放电完全后，会将两端连接的电源供电拉低，影响到电合储能电容Cap1反向供电，继电器K1得电，触点K1闭合，导致合闸线圈L1回路导通，旁路开关误合闸。因此，必须在电分回路中串入常开辅开触点FK1，在旁路开关电分后使电分储能电容Cap2两端及时与电源断开，避免电源供电被拉低、造成旁路开关误合闸。

4.合闸状态下(整体无电)电分储能电容充电过程：电源长时间掉电且旁路开关处于合闸状态下，电分回路常开辅开触点FK1处于闭合状态，电合回路常闭辅开触点FK2处于断开状态。因此，电源接通上电时，合闸储能电容Cap1不能充电，分闸储能电容Cap2开始充电，为电分操作做准备。

5.分闸状态下(整体无电)合闸储能电容充电过程：电源长时间掉电且旁路开关处于分闸状态下，电合回路常闭辅开触点FK2处于闭合状态，电分回路常开辅开触点FK1处于断开状态。因此，电源接通上电时，分闸储能电容Cap2不能充电，只能给合闸储能电容Cap1开始充电，为电合操作做准备。

6.从上面两个过程来说，该方案可以满足高频率(如1.5s)的连续分合要求。

7.电合过程，即旁路开关为分闸状态且合闸储能电容充满电状态下(已完成步骤5或者步骤8)的电合过程：电合晶闸管SCR1将阳极与阴极导通，合闸储能电容Cap1直接向电合线圈L1放电，旁路开关合闸，常闭辅开触点FK2断开，合闸储能电容Cap1放电完毕，电合晶闸管SCR1自动关断。同时，常开辅开触点FK1闭合，分闸储能电容Cap2开始充电。整个过程中继电器K1不动作。

8.电分过程，即旁路开关为合闸状态且分闸储能电容充满电状态下(已完成步骤4或者步骤7)的电分过程：电分晶闸管SCR2将阳极与阴极导通，分闸储能电容Cap2直接向电分线圈L2放电，旁路开关分闸，常开辅开触点FK1断开，分闸储能电容Cap2放电完毕，电分晶闸管SCR2自动关断。同时，常闭辅开触点FK2闭合，合闸储能电容Cap1开始充电，并在短时间内充满。整个过程中由于常闭辅开触点FK2在常开辅开触点FK1断开后才闭合，合闸储能电容Cap1才开始充电，因此，继电器K1不动作。

9.当电源一直供电时，步骤7和8可以以高频率(如1.5s)的间隔周期循环动作。

10.断电合闸过程，即旁路开关为分闸状态且合闸储能电容充满电状态下(已完成步骤5或者步骤8)的断电自动合闸过程：常闭辅开触点FK2处于闭合状态。电源断电时，二极管D1反向截止。继电器K1由合闸储能电容Cap1供电，经电阻R20-22分压，继电器动作，触点K1闭合，模拟合闸晶闸管SCR1导通。合闸储能电容Cap1向电合线圈L1放电，旁路开关合闸并处于步骤4的未上电状态。

11.如断电合闸后，电源再次供电时，则从步骤4开始工作。如果用手分杆将旁路开关手动分闸后，电源再次供电时，则从步骤5开始工作。

特点：可以用晶闸管等半控器件；能够实现短时间连续电分电合、掉电自动合闸；功耗低。

实施例四、参照图4所示，一种电分电合及断电自动合闸的双稳态接触器，该接触器适用于小电功率电源控制，接触器的电磁部分采用双稳态电磁系统，包括电合回路、电分回路和充电电源，电合回路和电分回路共用一个充电电源，

电合回路包括二极管D11、二极管D12、电阻R11、继电器K1、常闭触点K1、电阻R2、辅助储能电容Cap2、电阻R3、二极管D13、电合线圈L1、合闸储能电容Cap1、电阻R12、常闭辅开触点FK2、常开触点K1和晶闸管SCR1，其中，二极管D11的阳极连接充电电源的正极，二极管D11、二极管D12和电阻R11依次串联，继电器K1并联在二极管D12上，电阻R11的一端同时连接二极管D13的阴极、电合线圈L1的一端、合闸储能电容Cap1的一端和电阻R12的一端，常闭辅开触点FK2的一端连接电合线圈L1的另一端，常闭辅开触点FK2的另一端同时连接二极管D13的阳极、常开触点K1的一端和晶闸管SCR1的阳极，常闭触点K1、电阻R2和辅助储能电容Cap2串联成的支路与电阻R3并联，常闭触点K1的一端和电阻R3的一端同时连接二极管D11的阴极和二极管D12的阳极，合闸储能电容Cap1和电阻R12并联，辅助储能电容Cap2的一端、电阻R3的另一端、常开触点K1的另一端、晶闸管SCR1的阴极、合闸储能电容Cap1的另一端和电阻R12的另一端均与充电电源的负极连接；

电分回路包括二极管D21、电阻R21、二极管D22、电分线圈L2、常开辅开触点FK1、晶闸管SCR2、分闸储能电容Cap3和电阻R22，二极管D21的阳极连接充电电源的正极，二极管D21和电阻R21串联，电阻R21的一端同时连接二极管D22的阴极、电分线圈L2的一端、分闸储能电容Cap3的一端和电阻R22的一端，电分线圈L2的另一端连接常开辅开触点FK1的一端，常开辅开触点FK1的另一端分别连接二极管D22的阳极和晶闸管SCR2的阳极，晶闸管SCR2的阴极、分闸储能电容Cap3的另一端和电阻R22的另一端均连接充电电源的负极。

具体的，

1.图4中两回路共用一个DC电源；

2.只要DC电源上电，继电器K1就会被二极管D12短接不会动作，避免常开触点K1动作闭合导致的合闸储能电容Cap1无法继续充电。因此，保证了合闸储能电容Cap1、辅助储能电容Cap2、分闸储能电容Cap3同时充电，动作频率可以更快。

3.电分与电合控制均采用晶闸管半控器件。引入电合晶闸管SCR1、电分晶闸管SCR2。

4.充电过程：即整体无电状态下储能电容充电过程：电源长时间掉电状态下，继电器未上电动作，常闭触点K1、常开触点K1分别处于闭合、断开状态。给电源上电，合闸储能电容Cap1、辅助储能电容Cap2、分闸储能电容Cap3分别开始正常充电。

5.电合过程，即旁路开关为分闸状态且合闸储能电容充满电状态下(已完成步骤4)的电合过程。电合晶闸管SCR1将阳极与阴极导通，合闸储能电容Cap1直接向电合线圈L1放电，旁路开关合闸，常闭辅开触点FK2断开，电合晶闸管SCR1自动关断，合闸储能电容Cap1停止放电。

6.电分过程，即旁路开关为合闸状态且分闸储能电容充满电状态下(已完成步骤4)的电分过程：电分晶闸管SCR2将阳极与阴极导通，分闸储能电容Cap3直接向电分线圈L2放电，旁路开关分闸，常开辅开触点FK1断开，电分晶闸管SCR2自动关断，分闸储能电容Cap3停止放电。

7.断电合闸过程，即旁路开关为分闸状态且合闸储能电容充满电状态下(已完成步骤4)的断电自动合闸过程：常闭辅开触点FK2处于闭合状态。电源断电时，二极管D11反向截止。常闭触点K1处于闭合状态，辅助储能电容Cap2经电阻R2、电阻R3快速放电；合闸储能电容Cap1经电阻R12缓慢放电。因此，同期比较之下，继电器K1两端电压右端高于左端，直至压差增大到继电器K1的吸合电压，常开触点K1动作闭合，旁路开关合闸。合闸储能电容Cap1通过常开触点K1给合闸线圈L1放电，接触器合闸。

8.设计辅助储能电容Cap2容值小于合闸储能电容Cap1，R3＝40R2。出于两点考虑：1)保证合闸储能电容Cap1回路放电慢于辅助储能电容Cap2回路放电。因此，断电合闸过程中，同期相比合闸储能电容Cap1两端电压掉落慢于分闸储能电容Cap2，使得继电器K1两端压差大。2)避免电分操作时分闸储能电容Cap3放电拉低电源供电后影响到电阻R3两端电压过低。由于R3>>R2，继电器K1左端经电阻R2、电阻R3分得的分闸储能电容Cap2的电压，与右端合闸储能电容Cap1的电压，两者差值较小，不会达到继电器K1的吸合电压，导致常开触点K1闭合，合闸储能电容Cap1向电合线圈L1通电，旁路开关误合闸。

特点：可以用晶闸管等半控器件；能够实现短时间连续电分电合、掉电自动合闸，动作频率快；且两储能电容能够同时处于充电状态；功耗低。

Claims (4)

1.一种电分电合的双稳态接触器，其特征在于，所述接触器的电磁部分采用双稳态电磁系统，包括电合回路、电分回路和充电电源，所述电合回路和电分回路彼此独立，

所述电合回路包括晶闸管SCR1、常闭辅开触点FK2、二极管D11、二极管D12、二极管D3、电阻R11、电阻R12、电容C11、电合线圈L1和合闸储能电容Cap1，其中，所述二极管D11的阳极连接所述充电电源的正极，且所述二极管D11、电阻R11、常闭辅开触点FK2依次串联，所述电容C11与常闭辅开触点FK2并联，所述常闭辅开触点FK2的一端分别与所述二极管D12的阴极、电合线圈L1的一端、合闸储能电容Cap1的一端和电阻R12的一端连接，所述二极管D3的阳极分别连接所述二极管D12的阳极和电合线圈L1的另一端，所述二极管D3的阴极连接所述晶闸管SCR1的阳极，所述晶闸管SCR1的阴极、合闸储能电容Cap1的另一端和电阻R12的另一端均连接所述充电电源的负极；

所述电分回路包括晶闸管SCR2、常开辅开触点FK1、二极管D21、二极管D22、电阻R21、电阻R22、电容C21、电分线圈L2和分闸储能电容Cap2，其中，所述二极管D21的阳极连接所述充电电源的正极，且所述二极管D21、电阻R21、常开辅开触点FK1依次串联，所述电容C21与所述常开辅开触点FK1并联，所述常开辅开触点FK1的一端分别与所述二极管D22的阴极、电分线圈L2的一端、分闸储能电容Cap2的一端和电阻R22的一端连接，所述二极管D22的阳极和电分线圈L2均连接所述晶闸管SCR2的阳极，所述晶闸管SCR2的阴极、分闸储能电容Cap2的另一端和电阻R22的另一端连接所述充电电源的负极。

2.一种电分电合及断电自动合闸的双稳态接触器，其特征在于，所述接触器的电磁部分采用双稳态电磁系统，包括电合回路、电分回路和充电电源，所述电合回路和电分回路共用一个充电电源，

所述电合回路包括二极管D1、电阻R1、二极管D2、电合线圈L1、二极管D3、电阻R10-12、继电器K1、触点K1、触点K2、MOS管MOS1、电阻R20-22、继电器K2、合闸储能电容Cap1和电阻R6，其中，所述电阻R10-12和继电器K1串联在所述充电电源的正负极间，所述电阻R10-12的一端和二极管D1的阳极均连接所述充电电源的正极，所述二极管D1与电阻R1的一端连接，所述电阻R1的另一端分别与所述二极管D2的阴极、电合线圈L1的一端、电阻R20-22的一端、合闸储能电容Cap1的一端和电阻R6的一端连接，所述二极管D2的阳极、电合线圈L1的另一端均与所述二极管D3的阳极连接，所述二极管D3的阴极分别与所述触点K1的一端和MOS管MOS1的漏极连接，所述触点K1和触点K2串联成的支路与所述MOS管MOS1并联，所述电阻R20-22和继电器K2串联，所述触点K2的一端、MOS管MOS1的源极、继电器K2的一端、合闸储能电容Cap1的另一端和电阻R6的另一端均与所述充电电源的负极连接；

所述电分回路包括二极管D21、电阻R25、分闸储能电容Cap2、电阻R26、二极管D22、电分线圈L2和MOS管MOS2，其中，所述二极管D21的阳极连接所述充电电源的正极，所述二极管D21的阴极连接电阻R25的一端，所述电阻R25的另一端同时连接所述二极管D22的阴极、电分线圈L2的一端、分闸储能电容Cap2的一端和电阻R26的一端，二极管D22的阳极和电分线圈L2的另一端均连接所述MOS管MOS2的漏极，所述MOS管MOS2的源极、分闸储能电容Cap2的另一端和电阻R26的另一端均连接所述充电电源的负极。

3.一种电分电合及断电自动合闸的双稳态接触器，其特征在于，所述接触器的电磁部分采用双稳态电磁系统，包括电合回路、电分回路和充电电源，所述电合回路和电分回路共用一个充电电源，

所述电合回路包括二极管D1、二极管D4、继电器K1、常闭辅开触点FK2、电阻R1、二极管D2、电合线圈L1、合闸储能电容Cap1、电阻R6、二极管D3、触点K1、电阻R20-22和晶闸管SCR1，其中，所述二极管D1的阳极连接所述充电电源的正极，所述二极管D1、二极管D4、常闭辅开触点FK2和电阻R1依次串联，所述继电器K1并联在所述二极管D4上，所述电阻R1的一端分别连接所述二极管D2的阴极、电合线圈L1的一端、合闸储能电容Cap1的一端和电阻R6的一端，所述二极管D2的阳极和电合线圈L1的另一端均连接所述二极管D3的阳极，所述二极管D3的阴极同时连接所述触点K1的一端和晶闸管SCR1的阳极，所述电阻R20-22的一端同时连接所述二极管D1的阴极和二极管D4的阳极，所述电阻R20-22的另一端、触点K1的另一端、晶闸管SCR1的阴极、合闸储能电容Cap1的另一端和电阻R6的另一端均连接所述充电电源的负极；

所述电分回路包括二极管D21、电阻R25、常开辅开触点FK1、二极管D22、电分线圈L2、分闸储能电容Cap2、电阻R26和晶闸管SCR2，其中，所述二极管D21的阳极与充电电源的正极连接，所述二极管D21、电阻R25和常开辅开触点FK1依次串联，所述常开辅开触点FK1的一端同时连接所述二极管D22的阴极、电分线圈L2的一端、分闸储能电容Cap2的一端和电阻R26的一端，所述二极管D22的阳极和电分线圈L2的另一端均连接所述晶闸管SCR2的阳极，所述晶闸管SCR2的阴极、分闸储能电容Cap2的另一端和电阻R26的另一端均连接所述充电电源的负极。

4.一种电分电合及断电自动合闸的双稳态接触器，其特征在于，所述接触器的电磁部分采用双稳态电磁系统，包括电合回路、电分回路和充电电源，所述电合回路和电分回路共用一个充电电源，

所述电合回路包括二极管D11、二极管D12、电阻R11、继电器K1、常闭触点K1、电阻R2、辅助储能电容Cap2、电阻R3、二极管D13、电合线圈L1、合闸储能电容Cap1、电阻R12、常闭辅开触点FK2、常开触点K1和晶闸管SCR1，其中，所述二极管D11的阳极连接所述充电电源的正极，所述二极管D11、二极管D12和电阻R11依次串联，所述继电器K1并联在所述二极管D12上，所述电阻R11的一端同时连接所述二极管D13的阴极、电合线圈L1的一端、合闸储能电容Cap1的一端和电阻R12的一端，所述常闭辅开触点FK2的一端连接所述电合线圈L1的另一端，所述常闭辅开触点FK2的另一端同时连接所述二极管D13的阳极、常开触点K1的一端和晶闸管SCR1的阳极，所述常闭触点K1、电阻R2和辅助储能电容Cap2串联成的支路与所述电阻R3并联，所述常闭触点K1的一端和电阻R3的一端同时连接所述二极管D11的阴极和二极管D12的阳极，所述合闸储能电容Cap1和电阻R12并联，所述辅助储能电容Cap2的一端、电阻R3的另一端、常开触点K1的另一端、晶闸管SCR1的阴极、合闸储能电容Cap1的另一端和电阻R12的另一端均与所述充电电源的负极连接；

所述电分回路包括二极管D21、电阻R21、二极管D22、电分线圈L2、常开辅开触点FK1、晶闸管SCR2、分闸储能电容Cap3和电阻R22，所述二极管D21的阳极连接所述充电电源的正极，所述二极管D21和电阻R21串联，所述电阻R21的一端同时连接所述二极管D22的阴极、所述电分线圈L2的一端、分闸储能电容Cap3的一端和电阻R22的一端，所述电分线圈L2的另一端连接所述常开辅开触点FK1的一端，所述常开辅开触点FK1的另一端分别连接所述二极管D22的阳极和晶闸管SCR2的阳极，所述晶闸管SCR2的阴极、分闸储能电容Cap3的另一端和电阻R22的另一端均连接所述充电电源的负极。

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