專利名稱：高效節(jié)能交流接觸器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新形涉及一種交流接觸器，具體地說是一種應(yīng)用于交流50Hz-60Hz，額定工作電壓至660V的供配電電路中，供遠(yuǎn)距離接通與分?jǐn)嚯娐坊蝾l繁地控制交流電動機(jī)的交流接觸器。
交流接觸器是供、配電站、所必備的開關(guān)裝置，目前市場上銷售的各類交流接觸器產(chǎn)品普遍存在著運(yùn)行功耗大，噪音大等缺陷。而且都必須用較貴重的優(yōu)質(zhì)矽鋼片做鐵芯。為此全國每年消耗在交流接觸器上的電量約達(dá)150億度之多，并產(chǎn)生嚴(yán)重的噪聲污染，而生產(chǎn)交流接觸器所消耗的矽鋼也是相當(dāng)可觀的。為了節(jié)約能源，減少噪聲，在中國專利CN1022073C中公開了一種負(fù)載電流自持的交流接觸器控制裝置，該裝置在啟動時(shí)控制電流由一次回路主電源經(jīng)整流后向接觸器的吸引線圈供電，交流接觸器吸合后立即轉(zhuǎn)接到負(fù)載電流供電，即由反應(yīng)負(fù)載一相或多相電流的電流變壓器經(jīng)整流后持續(xù)向吸引線圈供電，為實(shí)現(xiàn)可靠轉(zhuǎn)換在吸引線圈上并聯(lián)儲能電容器。而在中國專利CN2143361Y中則公開了另一種控制交流接觸器的結(jié)能裝置，該裝置是將直流高壓啟動和直流低壓保持電壓同時(shí)施加在交流接觸器吸引線圈上，隨后延時(shí)自動撤除高壓。這些現(xiàn)有技術(shù)由于采用了用低電壓來維持吸合部件吸合的作用，因此，它們相對于目前市場上銷售的交流接觸器來說在節(jié)能、降低噪聲方面取得了一定的效果。
但上述現(xiàn)有技術(shù)顯然受維持交流接觸器的吸合部件的吸合必需施加一定的維持電壓的觀念的束縛。事實(shí)上，交流接觸器所消耗的大部分電能及產(chǎn)生噪聲的根源就在于維持交流接觸器的吸合部件吸合的吸合電流的存在。這部分電能的消耗和噪聲的產(chǎn)生是維持吸合的電流在吸合線圈中作功的結(jié)果。因此，要從根本上節(jié)約電能和降低噪聲就必須取消為維持吸合所施加在吸合線圈中的電流。但從現(xiàn)有技術(shù)中取消吸合電流則無法吸合接通。
為解決上述現(xiàn)有技術(shù)中所存在的問題，本實(shí)用新型的目的在于提出一種在維持吸合狀態(tài)時(shí)不需要在維持線圈中施加吸合電流，并能有效地維持吸合部件的吸合力的交流接觸器。
為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型的交流接觸器包括一個(gè)第一記憶鐵芯和一個(gè)第二鐵芯，在第一記憶鐵芯及第二鐵芯之間設(shè)置有一個(gè)將第一記憶鐵芯及第二鐵芯向分離方向偏壓的偏壓件，在第一記憶鐵芯的周圍設(shè)置有一激磁線圈，該激磁線圈的兩端分別通過手動開關(guān)與三相電源中的第一相及通過第一電子開關(guān)與三相電源的第二相相連，特別是本實(shí)用新型還具有一個(gè)與激磁線圈及第一電子開關(guān)并聯(lián)的充電電路，該充電電路中的第二電阻的一端與第一電子開關(guān)的控制端相連而另一端與第一電子開關(guān)與第二相電源相連的一端相連；一個(gè)在所連接的兩相斷相時(shí)與激磁線圈形成退磁回路的放電電路。
充電電路及放電電路的儲電器為一第一充電電容，所述充電電路由一個(gè)一端連接在第一相電源上的第一電阻，一個(gè)正極與第一電阻的另一端相連而負(fù)極與第一充電電容連的一端相連的第一二極管，一個(gè)正極與第一充電電容的另一端相連而負(fù)極與一個(gè)第二電阻的一端相連的第二二極管，第二電阻的另一端與另一相電源連接組成；所述放電電路包括一個(gè)控制回路及一個(gè)退磁回路，其中控制回路的構(gòu)成為一個(gè)第一充電電容，一個(gè)一端與第一充電電容的一端相連而另一端與一個(gè)阻值遠(yuǎn)大于第一、第二電阻阻值的第三電阻的一端相連的激磁線圈，第三電阻的另一端與第四電阻及第二電容的并聯(lián)電路的一端相連，而第四電阻及第二電容的并聯(lián)電路的另一端與第一充電電容的另一端相連，其中退磁回路的構(gòu)成為一個(gè)充電電容，一個(gè)一端與第一充電電容的一端相連而另一端與第一電阻的一端相連的激磁線圈，第一電阻的另一端與第二電子開關(guān)的一端相連，電子開關(guān)的另一端與第一充電電容的另一端相連，電子開關(guān)的控制端通過雙向二極管與第四電阻及第二電容的并聯(lián)電路與第三電阻相連的一端相連。
當(dāng)三相電中的任意一相斷電或電壓嚴(yán)重下降時(shí)，為了保證交流接觸器能有效的保護(hù)性切斷。本實(shí)用新型中，激磁線圈及第一電子開關(guān)與充電電路的并聯(lián)電路與一個(gè)第三電子開關(guān)串聯(lián)，第三電子開關(guān)的控制端與一個(gè)連接在第二及第三相電源之間的欠壓監(jiān)視及欠壓保護(hù)電平設(shè)置電路。
欠壓監(jiān)視及欠壓保護(hù)電平設(shè)置電路具有一個(gè)比較器，該比較器的一個(gè)輸入端聯(lián)接著一個(gè)由第五及第六電阻組成的欠壓電平設(shè)置電路，其另一輸入端輸入一個(gè)由穩(wěn)壓管設(shè)置參考電平，比較器的輸出端與第三電子開關(guān)的控制端相連。
本實(shí)用新型的上述技術(shù)方案，解決了現(xiàn)有技術(shù)中存在的缺陷。對40安以上的交流接觸器，其節(jié)電率達(dá)95％-99％以上。其幾乎在無噪聲狀態(tài)下運(yùn)行。由于用了較廉價(jià)的磁記憶鐵芯代替較貴重的矽鋼片鐵芯而降低了成本。
為了使本實(shí)用新型的內(nèi)容更容易被清楚的理解，下面根據(jù)本實(shí)用新型的具體實(shí)施例并結(jié)合附圖，對本實(shí)用新型作進(jìn)一步詳細(xì)的說明，其中

圖1是本實(shí)用新型的功能控制模塊方塊圖；圖2是本實(shí)用新型的電子功能模塊電路圖。
如圖1所示，本實(shí)用新型的交流接觸器由主回路機(jī)械開關(guān)、開關(guān)執(zhí)行機(jī)構(gòu)、線圈-鐵芯組件和電子功能控制模塊四部分組成。其中各個(gè)部件的作用為主回路機(jī)械開關(guān)是用來接通與分?jǐn)鄤恿﹄姷拈_關(guān)裝置；開關(guān)執(zhí)行機(jī)構(gòu)是用來執(zhí)行主回路機(jī)械開關(guān)的斷通；激磁線圈-鐵芯組件為接觸器能量轉(zhuǎn)換與驅(qū)動組件。
在本實(shí)施例中，交流接觸器的第一記憶鐵芯1為一固定靜鐵芯、第二鐵芯2為一活動鐵芯。第一記憶鐵芯1與基座相連，第二鐵芯2與執(zhí)行機(jī)構(gòu)活動臂相連。在第一記憶鐵芯1及第二鐵芯2之間設(shè)置有一個(gè)將第一記憶鐵芯1及第二鐵芯2向分離方向偏壓的彈簧4，在第一記憶鐵芯1的周圍設(shè)置有一激磁線圈3，該激磁線圈3的兩端分別通過手動開關(guān)5與三相電源中的A相及通過第一電子開關(guān)I與三相電源的B相相連。一種優(yōu)選的第一記憶鐵芯1的材料為目前機(jī)械加工行業(yè)使用非常廣泛的A3號碳鋼。
如圖2的電路圖所示，本實(shí)用新型具有一個(gè)與激磁線圈3及第一電子開關(guān)I并聯(lián)的充電電路，該充電電路中的第二電阻R2的一端與第一電子開關(guān)I的控制端相連而另一端同第一電子開關(guān)I的一端一起與B相電源相連；一個(gè)在所連接的兩相斷相時(shí)與激磁線圈3形成退磁回路的放電電路。充電電路及放電電路的儲電器為一充電電容C1，所述充電電路由一個(gè)一端連接在A相電源上的第一電阻R1，一個(gè)正極與第一電阻R1的另一端相連而負(fù)極與第一充電電容C1的一端相連的第一二極管D1，一個(gè)正極與第一充電電容C1的另一端相連而負(fù)極與一個(gè)第二電阻R2的一端相連的第二二極管D2，第二電阻R2的另一端與B相電源連接串聯(lián)組成。所述放電電路包括一個(gè)控制回路及一個(gè)退磁回路。其中控制回路的構(gòu)成為一個(gè)第一充電電容C1，一個(gè)一端與充電電容C1的一端相連而另一端與第三電阻R3的一端相連的激磁線圈3，第三電阻R3的另一端與第四電阻R4及第二電容C2的并聯(lián)電路的一端相連，而第四電阻R4及第二電容C2的并聯(lián)電路的另一端與第一充電電容C1的另一端相連，其中退磁回路的構(gòu)成為一個(gè)第一充電電容C1，一個(gè)一端與第一充電電容C1的一端相連而另一端與第一電阻R1的一端相連的激磁線圈3，第一電阻R1的另一端與第二電子開關(guān)II的一端相連，電子開關(guān)的另一端與充電電容的另一端相連，電子開關(guān)的控制端通過雙向二極管D3與第四電阻R4及第二電容C2的并聯(lián)電路與第三電阻相連的一端相連。
當(dāng)手動開關(guān)5接通時(shí)，按下手動開關(guān)5的常開開關(guān)K1后，由于第三電阻R3的阻值遠(yuǎn)大于第一、第二電阻R1、R2的阻值，在A、B相電壓的作用下，充電電路中有電流通過，該電流在第二電阻R2上的電壓降控制電子開關(guān)I接通，從而為流經(jīng)接觸器激磁線圈的激磁電流提供了低阻抗通路。此時(shí)，一正向瞬態(tài)電流被施加到激磁線圈3上，在線圈磁場的作用下，使第一鐵芯1被磁化。從而使第一、第二鐵芯1、2相互吸合，并帶動執(zhí)行機(jī)構(gòu)使主回路接通，向負(fù)載供電。當(dāng)充電電路中的充電電容充滿電后，充電電路中的電流接近于零，此時(shí)第二電阻R2上的電壓降接近于零，第一電子開關(guān)I則立即斷開，使得流經(jīng)激磁線圈3的電流趨近于零。由于在本實(shí)用新型中采用記憶型鐵芯代替了普通交流接觸器常用的矽鋼片鐵芯，第一記憶型鐵芯1具有在被磁化后能保持其磁性的能力，因此在激磁線圈中失去電流后，交流接觸器仍然保持吸合，使主回路開關(guān)繼續(xù)處于接通狀態(tài)。
當(dāng)按下常閉開關(guān)K2使手動開關(guān)5斷開或A、B相中任一相斷相時(shí)，由于失去了A、B相間的外加電壓，第一充電電容C1的充電電路被切斷，此時(shí)第一充電電容C1首先通過放電回路中的控制回路放電，該放電電流在第四電阻R4與第二電容的并聯(lián)電路的兩端形成電壓降，通過雙向二極管D3控制電子開關(guān)II導(dǎo)通，從而為一個(gè)退磁回路提供了低阻抗回路。在該退磁回路中的放電電流流經(jīng)激磁線圈3時(shí)的與激磁電流方向相反，這樣激磁線圈產(chǎn)生一個(gè)反向磁場。在該反向磁場的作用下，導(dǎo)致第一記憶型鐵芯退磁。進(jìn)而在偏壓件4的作用下使得第一記憶鐵芯與第二鐵芯分離，并帶動執(zhí)行機(jī)構(gòu)，分?jǐn)嘀骰芈烽_關(guān)。
當(dāng)三相電中的任意一相斷電或電壓嚴(yán)重下降時(shí)，為了保證交流接觸器能有效的保護(hù)性切斷，本實(shí)用新型中，激磁線圈3及第一電子開關(guān)I與充電電路的并聯(lián)電路串聯(lián)一個(gè)第三電子開關(guān)III，第三電子開關(guān)III的控制端與一個(gè)連接在B及C相電源之間的欠壓監(jiān)視及欠壓保護(hù)電平設(shè)置電路。一種理想的欠壓監(jiān)視及欠壓保護(hù)電平設(shè)置電路為一模擬比較電路，其中具有一個(gè)比較器IC，該比較器IC的一個(gè)輸入端聯(lián)接著一個(gè)由第五及第六電阻R5、R6組成的欠壓電平設(shè)置電路，其另一輸入端輸入一個(gè)由穩(wěn)壓管D5設(shè)置參考電平，比較器IC的輸出端與第三電子開關(guān)III的控制端相連。當(dāng)C相出現(xiàn)電壓降到低于所設(shè)定的欠壓水準(zhǔn)時(shí)，欠壓電平設(shè)置電路上的電壓低于參考電平電壓，此時(shí)比較電路便反向翻轉(zhuǎn)，輸出的低電平控制第三電子開關(guān)III斷開，從而切斷B相電源。于是放電電路將按如上所述的方式放電，進(jìn)而分?jǐn)嘀骰芈烽_關(guān)。當(dāng)C相出現(xiàn)斷相時(shí)，由于比較器IC此時(shí)供電為零，其輸出也為零，致使第三電子開關(guān)III斷開。從而切斷B相電源。于是放電電路將按如上所述的方式放電，進(jìn)而分?jǐn)嘀骰芈烽_關(guān)。
由上述說明可見，本實(shí)用新型的核心是用電容充電時(shí)間常數(shù)控制激磁電流的通斷時(shí)間，達(dá)到在完成鐵芯被磁化及接觸器吸和后立即斷電的目的，用電容儲能解決斷電后鐵芯退磁的問題。本實(shí)用新型的交流接觸器既可接受人工開關(guān)命令，實(shí)現(xiàn)接觸器的接通與分?jǐn)?，又可受停電、斷相、欠壓等供電信號控制遇停電、斷相、欠壓時(shí)，自行向線圈-鐵芯組件發(fā)出控制命令，令接觸器自動快速分?jǐn)?，達(dá)到保護(hù)供電設(shè)備的目的。
上述實(shí)施例僅僅是為清楚地說明本實(shí)用新型所作的舉例。對于所屬領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在上述說明的基礎(chǔ)上顯然可以做出其它不同形式的變化或變動。顯然這些變化或變動仍處于本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之中。
權(quán)利要求1.一種交流接觸器包括一個(gè)第一記憶鐵芯和一個(gè)第二鐵芯，在第一記憶鐵芯及第二鐵芯之間設(shè)置有一個(gè)將第一記憶鐵芯及第二鐵芯向分離方向偏壓的偏壓件，在第一記憶鐵芯的周圍設(shè)置有一激磁線圈，該激磁線圈的一端與三相電源中的第一相而另一端通過第一電子開關(guān)與三相電源的第二相相連，其特征在于有一個(gè)與激磁線圈及第一電子開關(guān)并聯(lián)的充電電路，該充電電路具有一個(gè)儲電器，充電電路中的第二電阻的一端與第一電子開關(guān)的控制端相連而另一端和第一電子開關(guān)的一端一起與第二相電源相連；一個(gè)在所連接的兩相斷相時(shí)在儲電器與激磁線圈間形成退磁回路的放電電路。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的交流接觸器，其特征在于充電電路及放電電路的儲電器為一第一充電電容。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的交流接觸器，其特征在于所述充電電路由一個(gè)一端連接在第一相電源上的第一電阻，一個(gè)正極與第一電阻的另一端相連而負(fù)極與第一充電電容連的一端相連的第一二極管，一個(gè)正極與第一充電電容的另一端相連而負(fù)極與一個(gè)第二電阻的一端相連的第二二極管，第二電阻的另一端與另一相電源連接組成；所述放電電路包括一個(gè)控制回路及一個(gè)退磁回路，其中控制回路的構(gòu)成為一個(gè)第一充電電容，一個(gè)一端與第一充電電容的一端相連而另一端與一個(gè)阻值遠(yuǎn)大于第一、第二電阻的阻值的第三電阻的一端相連的激磁線圈，第三電阻的另一端與第四電阻及第二電容的并聯(lián)電路的一端相連，而第四電阻及第二電容的并聯(lián)電路的另一端與第一充電電容的另一端相連，其中退磁回路的構(gòu)成為一個(gè)充電電容，一個(gè)一端與第一充電電容的一端相連而另一端與第一電阻的一端相連的激磁線圈，第一電阻的另一端與第二電子開關(guān)的一端相連，電子開關(guān)的另一端與第一充電電容的另一端相連，電子開關(guān)的控制端通過D2與第四電阻及第二電容的并聯(lián)電路與第三電阻相連的一端相連。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的交流接觸器，其特征在于激磁線圈與第一相電源相連的一端與第一相電源之間串聯(lián)著一個(gè)手動開關(guān)。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的交流接觸器，其特征在于激磁線圈及第一電子開關(guān)與充電電路的并聯(lián)電路與一個(gè)第三電子開關(guān)串聯(lián)，第三電子開關(guān)的控制端與一個(gè)連接于第二及第三相電源之間的欠壓監(jiān)視及欠壓保護(hù)電平設(shè)置電路。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的交流接觸器，其特征在于欠壓監(jiān)視及欠壓保護(hù)電平設(shè)置電路具有一個(gè)比較器，該比較器的一個(gè)輸入端聯(lián)接著一個(gè)由第五及第六電阻組成的欠壓電平設(shè)置電路，其另一輸入端輸入一個(gè)由穩(wěn)壓管設(shè)置參考電平，比較器的輸出端與第三電子開關(guān)的控制端相連。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的交流接觸器，其特征在于所述鐵芯所采用的材料為A3鋼。
專利摘要一種在維持吸合狀態(tài)時(shí)不需要在維持線圈中施加吸合電流的交流接觸器。包括一對芯,使兩鐵芯分離的偏壓件,在第一記憶鐵芯的周圍設(shè)置有一激磁線圈,該線圈的一端三相電源中的第一相而另一端通過第一電子開關(guān)與三相電源的第二相相連,一個(gè)充、放電電路用來控制記憶鐵芯的磁化與退磁。本實(shí)用新型的核心是用電容充電時(shí)間常數(shù)控制激磁電流的通斷時(shí)間,達(dá)到在完成鐵芯被磁化及接觸器吸合后立即斷電的目的。本實(shí)用新型的交流接觸器既可接受人工開關(guān)命令,又可受停電、斷相、欠壓等供電信號控制,令接觸器自動快速分?jǐn)?達(dá)到保護(hù)供電設(shè)備的目的。
文檔編號H01H51/01GK2304995SQ9721624
公開日1999年1月20日 申請日期1997年6月2日 優(yōu)先權(quán)日1997年6月2日
發(fā)明者王述杭, 付志善, 王保壽 申請人:北京偉航新技術(shù)開發(fā)公司