專利名稱：交流接觸器的電磁控制裝置的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種交流接觸器的電磁控制裝置。
背景技術：
傳統(tǒng)交流接觸器的閉合速度往往依賴控制電源電壓、阻尼和反力彈簧 等因素，它們之間很難達到最佳配合，易引起觸頭彈跳，產生斷續(xù)電弧， 而造成觸頭的電弧侵蝕。交流接觸器在運行中如果電網質量較差，其吸持 鐵心產生抖動而導致觸頭熔焊，導致接觸器的使用壽命較短，另外還在此 過程中浪費了的電能。
實用新型內容
本實用新型鎖所要解決的技術問題是提供一種可提高交流接觸器的使 用壽命且節(jié)能的交流接觸器的電磁控制裝置。
為解決上述技術問題，本實用新型提供了一種交流接觸器的電磁控制
裝置，包括濾波整流電路、IGBT電路、接觸器線圈、控制電源單元、輸 出驅動單元、電壓檢測單元、電流4企測單元和中央控制單元；與交流電源 相連的濾波整流電路的電源輸出端與IGBT電路的電源端相連，IGBT電路的 電壓輸出端與接觸器線圈的電源端相連；濾波整流電路的電源輸出端經控 制電源單元與中央控制單元的電源端相連；用于分別檢測接觸器線圈的電 壓和電流的電壓檢測單元和電流檢測單元分別與中央控制單元的電壓檢測 信號輸入端和電流檢測信號輸入端相連；中央控制單元的控制脈沖輸出端 經輸出驅動單元與IGBT電路的控制輸入端相連。
本實用新型具有積極的效果(1)本實用新型對交流接觸器進行智能 控制的效果為 一是在接觸器吸合過程中實時調節(jié)線圈電壓，使得接觸器 的吸力特性和反力特性達到很好的配合，從而減少觸頭閉合時的彈跳，提 高接觸器的電壽命。二是在接觸器吸持過程中調節(jié)線圈電壓，使接觸器在足夠保持閉合狀態(tài)下節(jié)能，而且由于接觸器的吸持電壓為一個設定值，如 果電網電壓的波動在設定值的范圍內，其對吸持沒有影響，可消除因電能 質量差引起的觸頭抖動。
圖1為本實用新型的交流接觸器的電磁控制裝置的電原理框圖。
圖2為圖1中的電壓;^測單元和電流;險測單元的電原理框圖。
具體實施方式
(實施例1 )
見圖1-2，本實用新型的交流接觸器的電磁控制裝置，包括濾波整流 電路1、 IGBT電路2、接觸器線圈3、控制電源單元4、輸出驅動單元5、 電壓檢測單元6、電流檢測單元7和中央控制單元8;與交流電源相連的濾 波整流電路1的電源輸出端與IGBT電路2的電源端相連，IGBT電路2的電 壓輸出端與接觸器線圈3的電源端相連；濾波整流電路1的電源輸出端經 控制電源單元4與中央控制單元8的電源端相連；用于分別檢測接觸器線 圈3的電壓和電流的電壓檢測單元6和電流檢測單元7分別與中央控制單 元8的電壓檢測信號輸入端和電流檢測信號輸入端相連；中央控制單元8 的控制脈沖輸出端經輸出驅動單元5與IGBT電路2的控制輸入端相連。
中央控制單元8采用型號PIC16F877的單片機，其具有內置的A/D模塊。
接觸器線圈3上反并聯(lián)一個二極管，以實現(xiàn)續(xù)流的功能。
電壓4企測單元6包括電壓:f又樣單元6-1和第一比例器6-2;用于^r測接 觸器線圈3電壓的電壓取樣單元6-1的電壓信號輸出端接第一比例器6-2 的電壓信號輸入端，第一比例器6-2的電壓檢測信號輸出端接中央控制單 元8的電壓檢測信號輸入端。
電流檢測單元7包括電流取樣單元7-1和第二比例器卜2;用于檢測接 觸器線圈3電流的電流取樣單元7-1的電流信號輸出端接第二比例器7-2 的電流信號輸入端，第二比例器7-2的電流檢測信號輸出端接中央控制單 元8的電流^r測信號輸入端。
本實施例的交流接觸器的電磁控制裝置的工作方法，包括如下步驟A、 交流電源經濾波整流電^各1濾波和整流后成為直流"永動電壓，該電
壓通過IGBT電路2加于接觸器線圈3兩端上。
B、 中央控制單元8接收電壓檢測單元6測得的電壓檢測信號，并根據 該電壓檢測信號確定中央控制單元8的控制脈沖輸出端需要輸出的控制脈 沖信號的占空比，電壓和控制脈沖占空比的對應關系由實驗測得。
C、 中央控制單元8的控制脈沖輸出端輸出相應的控制脈沖信號，經輸 出驅動單元5送至IGBT電路2的控制輸入端，從而控制接觸器線圈3所在 供電回路的通斷，以實時調節(jié)接觸器線圈3兩端的直流電壓，直至完成交 流接觸器的吸合過程。
D、 中央控制單元8的控制脈沖輸出端輸出占空比為預設值的控制脈沖 信號，在交流接觸器保持吸合狀態(tài)下，使接觸器線圈3直流電壓處于最小 值。
中央控制單元8的電流檢測信號輸入端接收電流檢測單元7測得的電 流信號，中央控制單元8根據該電流信號計算出流過接觸器線圈3的電流 有效值；若該電流有效值大于預設的最大允許值，則內中央控制單元8的 控制脈沖輸出端輸出相應的控制脈沖信號，以使所述電流有效值小于所述 最大允許值。
在上述步驟B中，中央控制單元8根據電壓檢測信號計算出需要輸出 的控制脈沖信號的占空比的方法，包括來自電壓檢測單元6的電壓檢測 信號經中央控制單元8內置的A/D模塊采樣運算后得到脈動電壓的平均值， 然后計算出需要輸出的控制脈沖信號的占空比。
所述中央控制單元8根據來自電流檢測單元7的電流信號計算出流過 接觸器線圈3的電流有效值的方法，包括來自電流;險測單元7的電流信 號經中央控制單元8內置的A/D模塊采樣運算后得到電流的有效值。
本實用新型對交流接觸器進行智能控制的效果為 一是在接觸器吸合 過程中實時調節(jié)線圈電壓，使得接觸器的吸力特性和反力特性達到很好的 配合，從而減少觸頭閉合時的彈跳，提高接觸器的電壽命。二是在接觸器 吸持過程中調節(jié)線圈電壓，使接觸器在足夠保持閉合狀態(tài)下節(jié)能，而且由 于接觸器的吸持電壓為 一個設定值，如果電網電壓的波動在設定值的范圍 內，其對吸持沒有影響，可消除有電能質量引起的觸頭抖動。
本實用新型主要對交流接觸器的電磁系統(tǒng)進行改進。通過一個帶反饋的調壓系統(tǒng)(即電壓檢測單元6),在交流電源存在85% ~110%波動下，能 保持接觸器線圈3兩端的電壓不變，并使對應的吸力特性僅稍高于反力特 性，可大大減少正常工作電壓下接觸器線圈3的電磁鐵可動部分的動能， 減小或消除觸頭振動，并大幅度提高電壽命。
從電磁鐵的吸力特性可知，吸力隨著工作氣隙減小而增大得很快，利 用電磁鐵在吸上位置電磁吸力裕度很大的特點，可通過調壓器讓吸上位置 的線圈電壓減小并保持低電壓，可達到節(jié)能的目的。
權利要求1、 一種交流接觸器的電磁控制裝置，其特征在于包括濾波整流電路 (1)、 IGBT電路(2)、接觸器線圈(3)、控制電源單元(4)、輸出驅動單元(5)、電壓;^測單元(6)、電流;險測單元(7)和中央控制單元(8);與 交流電源相連的濾波整流電^各(1)的電源輸出端與IGBT電路(2 )的電源 端相連，IGBT電路(2)的電壓輸出端與接觸器線圈(3)的電源端相連； 濾波整流電路(1)的電源輸出端經控制電源單元(4 )與中央控制單元(8 ) 的電源端相連；用于分別檢測接觸器線圈(3)的電壓和電流的電壓檢測單 元(6)和電流檢測單元(7)分別與中央控制單元(8)的電壓檢測信號輸 入端和電流檢測信號輸入端相連；中央控制單元(8)的控制脈沖輸出端經 輸出驅動單元(5 )與IGBT電路(2 )的控制輸入端相連。
2、 根據權利要求l所述的交流接觸器的電磁控制裝置，其特征在于 電壓檢測單元(6)包括電壓取樣單元(6-1)和第一比例器(6-2);用于 檢測接觸器線圈(3)電壓的電壓取樣單元(6-1)的電壓信號輸出端接第 一比例器(6-2)的電壓信號輸入端，第一比例器(6-2)的電壓檢測信號 輸出端接中央控制單元(8)的電壓檢測信號輸入端。
3、 根據權利要求1或2所述的交流接觸器的電磁控制裝置，其特征在 于電流檢測單元(7)包括電流取樣單元(7-1)和第二比例器(7-2); 用于檢測接觸器線圈(3)電流的電流取樣單元(7-1)的電流信號輸出端 接第二比例器(7-2)的電流信號輸入端，第二比例器(7-2)的電流檢測 信號輸出端接中央控制單元(8)的電流檢測信號輸入端。
4、 根據權利要求l所述的交流接觸器的電磁控制裝置，其特征在于 接觸器線圈(3)上反并聯(lián)一個二極管。
專利摘要本實用新型涉及一種交流接觸器的電磁控制裝置；該裝置的與交流電源相連的濾波整流電路的電源輸出端與IGBT電路的電源端相連，IGBT電路的電壓輸出端與接觸器線圈的電源端相連；濾波整流電路的電源輸出端經控制電源單元與中央控制單元的電源端相連；用于分別檢測接觸器線圈的電壓和電流的電壓檢測單元和電流檢測單元分別與中央控制單元的電壓檢測信號輸入端和電流檢測信號輸入端相連；中央控制單元的控制脈沖輸出端經輸出驅動單元與IGBT電路的控制輸入端相連。本實用新型使接觸器在吸合及吸持過程中實時調節(jié)線圈電壓，實現(xiàn)延長接觸器使用壽命并節(jié)能的效果。
文檔編號H01H47/02GK201156501SQ200720133548
公開日2008年11月26日 申請日期2007年12月30日 優(yōu)先權日2007年12月30日
發(fā)明者包志舟, 陳彥明, 高文樂 申請人:人民電器集團有限公司