CN2171155Y - 一种集成电路节电开关 - Google Patents

Abstract

一种集成电路节电开关，它包括交直流工作转换 开关、直流电路、集成电路延时控制器以及执行电路、 交流接触器等。可使交流接触器的线圈通过直流高 压瞬时起动后立即自动转换到直流低压工作运行状 态，从而达到无声节电的目的。本节电开关因采用独 创设计的电子线路和集成电路延时控制器，故工作可 靠性高、实用性强，可广泛用于容量为40—400安， 线圈电压为380/220伏的各类交流接触器或交流 电磁开关在长期工作制运行时的无声节电装置。

Description

本实用新型涉及一种用于容量为40至400安培，线圈电压为380或220伏特的各类交流接触器或交流电磁开关在长期运行时的无声节电装置。

目前交流接触器无声节电技术大体可归结为两类：一类是机械构件的外附式无压运行装置，这类装置对于安装空间小或操作系统封闭的交流接触器不适用，且安装、调整、维修均较困难，特别是多数产品还破坏了交流接触器本身应具有的零电压保护这一重要功能；另一类是电子式特别是可控硅作转换控制元件的无声节电装置，由于其控制极电路易受电源波动、冲击电压等干扰，造成可控硅的通导时间变化大，使工作不够稳定，工作可靠性差。

本实用新型的目的在于提供一种可靠性高，稳定性好的集成电路节电开关，以作为各类交流接触器或交流电磁开关在长期运行时的无声节电运行装置。

本实用新型的目的是这样实现的：将本节电开关设计为由交直流工作转换开关，变压器，直流高压起动电路，直流低压维持电路，延时控制电路组成。交直流工作转换开关可采用双刀双掷开关，工作时转换开关置于直流或称节电位置，使交流接触器线圈由交流供电改为直流供电；为消除交流接触器因长期直流工作产生的剩磁，可将转换开关短时间置于交流或消磁位置；高压起动电路由变压器初级引线经控制继电器接点KR1－1、整流元件V6、V7组成，由转换开关的接点2输出至交流接触器的输入端；直流低压维持电路由变压器次级三输出端中的任意两端，串接一个由V1－V4组成的桥式整流电路，再经高压隔离二极管V5，输送到交流接触器的输入端；控制电路由变压次级的另一端经整流二极管V8、电容器C1及V1－V4桥式整流电路的一部分为延时控制路提供电源；延时控制电路由电阻R1、R2电容器C2及555时基集成电路、二极管V9、V10、继电器KR1组成。

下面结合附图对本实用新型的工作原理作一简要介绍：

当转换开关SA置于直流（节电）工作位置时，输入的单相交流电源经电源变压器TC次级后立即有两路直流低电压同时产生。一路通过桥式整流电路（V1－V4）及高压隔离二极管V5输送给交流接触器线圈作为维持电压，此电压系提前予置，可提高交流接触器直流运行中转换的可靠性和稳定性；另一路通过整流二极管V8及桥式整流电路的部分元件并经滤波（C1）后，给集成电路延时控制器提供直流工作电压。因为电容器两端的电压不能突变，所以此直流工作电压刚建立时，555时基集成电路（IC）第2、6脚所连电容器C2上的初始电压为零，使得555（IC）第3脚的输出为高电平，于是继电器KR1实际上在电源刚接通时就因得电而立即吸动，其常开触点KR1－1闭合，单相半波整流电路（V6、V7）被导通，输出一约100伏的直流高压给交流接触器线圈，由于线圈的直流电阻较小，故产生的起动电流较大，足以使交流接触器迅速而可靠地完成吸合动作。此后，555（IC）第2、6脚所连电容器C2上的电压通过电阻R1充电，当电压上升到延时控制器直流工作电压的2／3时（此段充电延时时间约为1.1R1C2），555（IC）第3脚的输出电平立即翻转为稳态低电平，于是继电器KR1立即释放，其常开触点KR1－1切断交流接触器线圈起动电流的供电回路，但提前予置的维持电压仍继续施加在线圈两端，供给交流接触器保持吸持状态所需的维持电流。因此，交流接触器起动以后，是在其线圈处于直流低电压小电流的情况下投入工作运行的，且由于集成电路延时控制器（实为单稳电路）此时为稳态，故交流接触器就一直稳定工作在无声节电直流运行状态。

当本节电开关输入的单相交流电源被其它电器控制而中断时，则交流接触器线圈两端的维持电压立即消失，于是交流接触器立即释放动作，同时，集成电路延时控制器的直流工作电压也消失，电容器C2上的电压通过二极管V9迅速放电到零电位，为下一次通电后的起动延时作好准备。V10为续流二极管，用来抑制继电器线圈KR1断电时产生的过电压，保护555时基集成电路。R2为555（IC）第7脚放电电阻，FU为熔断器。

当交流接触器KM的容量不同及线圈的电压等级不同时，因其吸合后所需的吸持磁势不同，则可通过改变提供维持电压的桥式整流电路（V1－V4）与延时控制器工作电压的整流二极管V8同电源变压器IC两串接低压绕组各端（首端、尾端、串接端）的不同接线方式，来达到使其能稳定可靠地进行无声节电直流运行的要求。

由于交流接触器在长期的直流运行中，其铁芯有可能被直流磁场磁化而产生剩磁，这种剩磁会影响交流接触器的动作特性，造成接触器释放动作困难甚至被剩磁吸住不能跳闸的故障。对此，本实用新型设置有交流消磁机构。当交流接触器经过一段时间的直流工作运行以后，可将转换开关SA短时置于交流（消磁）工作位置，通过单相220伏电压所产生的交流磁场的作用来减少和消除铁芯所存在的直流剩磁。利用转换开关SA，对线圈电压等级为220伏的交流接触器还可直接进行交流与直流工作状态之间正常运行的转换操作；但对线圈电压等级为380伏的交流接触器SA则不能提供使其在交流状态下正常运行的工作条件。另外，转换开关SA在交流（消磁）工作位置时，可作为检查节电开关、节电开关输入电源的控制电器以及交流接触器所构成的整套装置在故障状态下，用以判断故障的所在部位。

图1为本发明的电路方框图。

图2为本发明的电路原理图。

本发明的主要优点：1、采用独创设计的电子线路及集成电路延时控制器，故工作稳定可靠；2、实用性强，对容量为40－400安、线圈电压为380伏或220伏的各类交流接触器以及磁力起动器、交流电磁铁、电磁抱闸等交流电磁开关，均可利用本发明制作无声节电直流运行装置；3、具有消除直流剩磁的功能。

Claims (3)

1、一种集成电路节电开关，它包括交直流工作转换开关、直流电源、集成电路延时控制器以及执行电路，其特征在于：当转换开关SA置于直流(节电)工作位置时，开关内可形成三路直流电压：一路经变压器初级、控制继电器的接点KR1-1和整流器(V6、V7)，产生约100伏的直流高压，供给交流接触器线圈(KM)在直流(节电)运行状态下完成可靠吸合动作时所需的瞬时起动电压；第二路由电源变压器(TC)次级三输出端中的任意两端即首尾两端或首端与串接端或尾端与串接端，连接的由V1-V4组成的桥式整流器，再经整流二极管V5连至选择开关的4端输出一维持低压；第三路由电源变压器TC两串接低压绕组的另一端即串接端或尾端或首端，经整流二极管V8、桥式整流电路的部分元件，滤波电容器C1后，对集成电路延时控制器提供直流工作电压，同时，集成电路延时控制直流电源的低电位端与桥式整流电路的直流低电位端均与单相交流电源的零线(N)相接，该线即为节电开关在交流(消磁)或直流(节电)工作时的共用输出线。

2、根据权利要求1所述的节电开关，其特征在于：当转换开关SA置于直流（节电）工作位置时，输送给交流接触器线圈（KM）的电源则依靠集成电路延时控制器自动实现由直流高压瞬时起动转换到直流低压工作运行状态的，集成电路延时控制器由电阻R1、R2，电容C2，二极管V9及555时基集成电路（IC）组成，控制器的执行电路由二极管V10和继电器KR1组成，瞬时起动转换的延时时间为1.1R1C2。

3、根据权利要求1所述的节电开关，其特征在于：输送给交流接触器线圈（KM）的电源，可通过转换开关SA进行交流（消磁）与直流（节电）工作状态的转换，当转换开关SA置于交流（消磁）工作位置时，可对交流接触器线圈（KM）提供单相220伏交流电源，主要是作为消除交流接触器铁芯在直流磁场中长期工作可能产生的剩磁之用。

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