一種智能型永磁接觸器的製作方法
2023-12-05 11:38:06 1
本發明屬於電氣設備技術領域,特別涉及一種智能型永磁接觸器。
背景技術:
永磁接觸器是一種新型的低壓開關電器,利用電磁操動、永磁保持的工作原理,克服了傳統的電磁式接觸器能耗大、工作噪聲大、受電網電壓影響大等缺點,具有很好的節能效果。基於傳統的控制方法並不能改善永磁接觸器的動態性能,具有很大的弊端,並且由於傳統的電磁式接觸器與永磁式接觸器結構上有較大的區別,故適用於電磁式的控制方案並不能適用於永磁式接觸器。並且在現有的永磁接觸器到達穩定閉合之前,動靜觸頭由於碰撞會發生彈跳,其彈跳過程產生的材料損耗最高可達在分斷電流時產生損耗的5至10倍,對材料的侵蝕特別嚴重,尤其是當永磁接觸器被使用在AC-4類別時,閉合時的啟動電流比額定電流高6倍,觸頭彈跳嚴重損害了永磁接觸器的使用壽命和可靠性,對企業的安全生產和效益有巨大的潛在危害。
技術實現要素:
針對現有技術中的缺陷,本發明提供了一種智能型永磁接觸器,通過使用分段脈寬調製(PWM)控制技術,降低動觸頭以及動鐵心的運動速度,減少了動觸頭彈跳次數,提高永磁接觸器的可靠性與使用壽命。該智能控制系統增加了抗晃電保護,減少由於電網的短暫波動引起永磁接觸器的誤操作,保證系統穩定持續運行。
一種永磁接觸器,包括微處理器,開關電源模塊,儲能電容,整流濾波電路,線圈,線圈電壓檢測電路,其特徵是,還包括合閘操作模塊,分閘操作模塊,合閘瞬間導通模塊;
所述合閘操作模塊包括可控開關一與開關控制電路一;所述分閘操作模塊包括可控開關三和開關控制電路三;所述合閘瞬間導通模塊包括可控開關二和開關控制電路二,
所述整波濾波電路與所述合閘操作模塊中的可控開關一相連;所述合閘操作模塊中的可控開關一與所述線圈相連;所述線圈電壓檢測電路與所述儲能電容,合閘瞬間導通模塊中的可控開關二,微處理器相連;所述開關電源模塊,位移信號檢測電路,分閘操作模塊中開關控制電路三與所述微處理器相連。
進一步的,所述合閘操作模塊,所述線圈,所述合閘瞬間導通模塊構成合閘主迴路,所述微處理器根據動鐵心位移施加佔空比,控制所述合閘操作模塊中的可控開關一的導通和關斷,減小動鐵心的合閘速度,當永磁接觸器閉合後,所述合閘操作模塊中的可控開關一閉合,所述合閘瞬間導通模塊中的可控開關二導通,外部電源通過所述線圈對儲能電容充電,所述合閘操作模塊中的可控開關斷開,永磁接觸器實現合閘操作,
當永磁接觸器得到斷開命令時,所述分閘操作模塊中的可控開關三閉合,所述分閘操作模塊、所述線圈和所述儲能電容構成主電路;所述儲能電容進行放電,使所述線圈流通反向電流,所述線圈和電流形成的磁通則會減弱,動鐵心與靜鐵心之間的吸力減小,永磁接觸器實現分閘操作。
優選的,上述合閘操作過程中,通過位移傳感器實時檢測獲得動鐵心位移,傳到所述微處理器,所述微處理器判斷後,施加的佔空比為:在永磁接觸器的動鐵心位移為0~x1時,施加佔空比為I;在永磁接觸器的動鐵心位移為x1~x2時施加佔空比為II,在永磁接觸器的動鐵心位移為x2~x3段施加佔空比為III,其中I<II<III。
本發明的永磁接觸器的智能控制系統,增加了抗晃電保護,避免由於電網的短暫波動,引起接觸器的誤操作。該發明當輸入電壓低於額定的工作電壓時,經過軟體的延時判斷,永磁接觸器仍然處於低於工作電壓的狀態,則將控制電路獲取的採樣信號發送給單片機,令其主電路斷開;若經過軟體的延時判斷,永磁接觸器恢復到工作電壓的狀態,則永磁接觸器繼續工作
當輸入電壓不在額定電壓85%~110%Un時,經過軟體的延時判斷,永磁接觸器仍然處於不在額定電壓85%~110%Un時的狀態,分閘操作模塊中的可控開關三閉合,分閘操作模塊、所述線圈和儲能電容構成主電路;
儲能電容開始進行放電,使線圈流通反向電流,線圈和電流形成的磁通則會減弱,造成永磁接觸器的動鐵心與靜鐵心之間的吸力減小,使永磁接觸器實現分閘操作;
若經過軟體的延時判斷,永磁接觸器恢復到額定電壓85%~110%Un,則永磁接觸器繼續工作。
本發明有益效果包括:
1.本發明針對永磁接觸器,改變了傳統的控制方法,克服適用傳統的電磁式接觸器結構的控制系統的弊端,有效改善永磁接觸器的動態性能。
2.本發明的永磁接觸器的智能控制系統,通過實施檢測永磁接觸器的合閘過程的位移並且施加PWM控制,調節線圈的電流,可有效減少觸頭的彈跳次數,避免觸頭二次彈跳現象發生,顯著提高了永磁接觸器的可靠性以及使用壽命。
3.本發明的永磁接觸器的智能控制系統,增加了抗晃電保護,使永磁接觸器可以持續穩定的工作。
附圖說明
圖1本發明的永磁接觸器控制模塊示意圖。
圖2本發明實施例中永磁接觸器在合閘過程施加佔空比示意圖。
圖3本發明實施例中永磁接觸器的抗晃電保護工作流程圖。
具體實施方式
如圖1所示,永磁接觸器的智能控制系統,包括開關電源模塊1,位移信號檢測電路2,微處理器3,合閘操作模塊4,分閘操作模塊5,線圈6,儲能電容7,線圈電壓檢測電路8,合閘瞬間導通模塊9,整流濾波電路10。
本實施例中,合閘操作模塊4包括可控開關一與開關控制電路一。
本實施例中,分閘操作模塊5包括可控開關三和開關控制電路三。
本實施例中,合閘瞬間導通模塊9包括可控開關二和開關控制電路二。
永磁接觸器的智能控制系統的合閘過程工作原理包括:合閘操作模塊4中的可控開關一導通,所述儲能電容7被短接。所述合閘操作模塊4,所述線圈6,所述合閘瞬間導通模塊9構成合閘主迴路,通過位移傳感器實時監測獲得永磁接觸器的動鐵心位移,將永磁接觸器的動鐵心實時位移傳至微處理器3,微處理器3進行判斷後,施加不同的佔空比,從而控制合閘操作模塊4中的可控開關一的導通和關斷,減小動鐵心的合閘速度,當永磁接觸器閉合後,所述合閘操作模塊4中的可控開關一閉合,所述合閘瞬間導通模塊9中的可控開關二斷開,外部電源通過所述線圈6對儲能電容7充電,一定時間後,所述合閘操作模塊4中的可控開關一斷開。
永磁接觸器的智能控制系統的分閘過程工作原理:當接觸器得到斷開命令時,分閘操作模塊5中的可控開關三閉合,分閘操作模塊5,所述線圈6,儲能電容7構成主電路。儲能電容7開始進行放電,使線圈6流通反向電流,線圈6和電流形成的磁通則會減弱,造成永磁接觸器的動鐵心與靜鐵心之間的吸力減小,使永磁接觸器實現分閘操作。
本實施例中,在合閘操作過程中,施加的佔空比情況:在永磁接觸器的動鐵心位移為0~x1時,施加佔空比為I;在永磁接觸器的動鐵心位移為x1~x2時,施加佔空比II;在永磁接觸器的動鐵心位移為x2~x3時,施加佔空比III,其中I<II<III。
永磁接觸器的智能控制系統增加了抗晃電保護,該智能控制系統當輸入電壓不在額定電壓85%~110%Un時,經過軟體的延時一定時間判斷,永磁接觸器仍然處於不在額定電壓85%~110%Un時的狀態,分閘操作模塊5中的可控開關三閉合,分閘操作模塊5,所述線圈6,儲能電容7構成主電路。儲能電容7開始進行放電,使線圈6流通反向電流,線圈6和電流形成的磁通則會減弱,造成永磁接觸器的動鐵心與靜鐵心之間的吸力減小,使永磁接觸器實現分閘操作;若經過軟體的延時判斷,永磁接觸器恢復到額定電壓85%~110%Un,則永磁接觸器繼續工作,Un為電源額定電壓。