本实用新型专利技术公开了一种具节能作用的交流接触器智能控制装置，包括测量控制系统、高频开关ACDC电源和交流接触器驱动电路，所述交流接触器驱动电路包括第一驱动控制电路、第二驱动控制电路，还包括低压直流稳压电源和交流电源，所述第一驱动控制电路、低压直流稳压电源和交流接触器的控制线圈串联构成直流回路，所述第二驱动控制电路、交流电源和交流接触器的控制线圈串联构成交流回路，所述第一驱动控制电路和第二驱动控制电路的控制端分别连接至测量控制系统的控制输出端。本实用新型专利技术用交流电吸合然后用低压稳压直流电源保持吸合状态，能有效降低控制线圈损耗，成本低且具有显著节能作用，而且其稳定性和安全性好。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）
【技术实现步骤摘要】
本技术涉及一种交流接触器智能控制装置，特别是一种具节能作用的交流接触器智能控制装置。
技术介绍
交流接触器是一种适用于远距离频繁地接通和分断交流主电路及大容量控制电路的电器，在工业自动化领域被大量地使用，主要用于控制电动机、电热设备、电焊机、电源系统交流输入等应用。很多交流设备的供电电压有一个规定的范围，当给设备供电的交流电源发生过压、欠压、缺相等电源故障时应控制交流接触器分断以切断设备的供电，保护设备不至于损坏；有些设备为了保证供电的可靠性，将为负载设备提供双路电源并用交流接触器进行双电源切换，当正在供电的电源出现上述过压、欠压、缺相、失电故障时，可通过控制分断该路电源的交流接触器再接通另一路正常电源的交流接触器，以保证给负载设备供电正常。上述两个应用中，交流接触器的接通和分断都必须由专门的交流接触器智能控制装置来自动完成。交流接触器智能控制装置(以下简称控制装置)实时地检测接触器主触头的输入电压，当发现上述电源故障时立即给交流接触器的驱动电路发相应的控制指令，控制交流接触器分断或接通，并进行相应的信息告警或指示。交流接触器主要有四部分组成(I)电磁系统，包括控制线圈、动铁芯和静铁芯；(2)触头系统，包括三组主触头和一至两组常开、常闭辅助触头，它和动铁芯是连在一起互相联动的；(3)灭弧装置，一般容量较大的交流接触器都设有灭弧装置，以便迅速切断电弧，免于烧坏主触头；(4)绝缘外壳及附件，各种弹簧、传动机构、短路环、接线柱等。交流接触器的工作原理当控制线圈通电时，静铁芯产生电磁吸力，将动铁芯吸合，由于触头系统是与动铁芯联动的，因此动铁芯带动三条动触片同时运行，触点闭合，从而接通电源。当线圈断电时，吸力消失，动铁芯联动部分依靠弹簧的反作用力而分离，使主触头断开，切断电源。控 制线圈都有一个额定电压Un，Un通常为220Vac或380Vac，国标GB14048. 4-93规定交流接触器吸合电压的范围为85°/TllO%Un，低于该范围接触器可能不能可靠地吸合或影响接触器的其他性能指标；高于这个范围控制线圈的功耗将增加，容易使线圈温升过高而烧毁线圈。交流接触器常规的控制方法需要吸合时，给控制线圈施加规定范围的交流电压使之吸合并继续施加这个电压维持吸合状态；需要分断时，切断控制线圈的供电即可。现有的交流接触器智能控制装置都是采用这种常规的控制方法来控制交流接触器，这种控制方式存在如下问题I)耗能大。交流接触器广泛应用于低压电路中，是一种使用安全、控制方便、量大而面广的工业必需品。我国现在普遍使用的额定电流在63A及以上的大、中容量交流接触器应以上亿台计，其操作电磁系统在吸持时消耗的有功功率在IOW 100W之间；消耗的无功功率则在数十乏尔至数百乏尔之间。所耗有功功率的分配大致为铁芯659Γ75%、短路环259Γ30%、线圈39Γ5%。对于我国这样一个正处于工业化、城市化进程加快的交流接触器使用大国，且能源需求日趋紧张，节约电力资源已成为当务之急。2)控制线圈发热大，温升高，容易烧毁接触器的控制线圈。依据交流接触器的工作原理，使用交流电压控制时，控制线圈流过的是交流电流，在交流接触器的铁芯中产生交变磁场，交变磁场将在铁芯及交流接触器的附件短路环中产生磁滞损耗及涡流损耗，统称磁损，磁损占到交流接触器吸持状态损耗的90%以上，剩余的部分损耗是线圈电流在控制线圈的铜阻产生电阻损耗。控制线圈损耗产生的热量常使接触器线圈烧坏，从而结束了交流接触器的寿命。3)使用的范围受电压限制。控制线圈的损耗与施加于线圈上的电压的平方成正比关系，而国内电网电压波动范围比较宽，正常允许波动范围为±15%,但有些地方往往可达到±20%的波动。电压长期偏高的地方，由于交流接触器的控制线圈损耗长期超标，因此很容易损坏，这种情况不宜使用交流接触器。4)容易发生触头颤动。交流接触器的吸持是靠线圈通电来实现的，吸持力量跟电流、磁隙有关，当电压在合闸与分闸临界状态波动时，接触器处于似合似分状态，便会不断地振颤，造成触头熔焊或烧毁，而使电机等负载烧坏。5)有较大噪声。交流接触器合闸保持是靠线圈通电使硅钢片产生电磁力，使动静硅钢片吸合，当电网电压不足或动静硅钢片表面不平整或有灰尘、异物等时，就会有噪音产生。6) 有晃电的问题。所谓的晃电问题，是指交流接触器因为电网电压的波动(晃电)出现的断开又吸合的跳动，这种现象也会使交流接触器控制的电机产生跳动或重启的现象，从而影响生产系统的稳定性。以上是使用传统方法控制交流接触器存在的问题。为了解决这些问题这几年出现了利用永磁机构进行控制的永磁式交流接触器，这种接触器是利用永磁力而不是电磁力来维持接触器的吸合状态，因此维持吸合时控制线圈不消耗功率而起到节能作用，同时也很好的解决了上述提出的其它问题。目前我国节电型交流接触器已经有一定的市场，但还不够普及，传统型交流接触器目前在用户使用上占主导地位。主要原因是节电型接触器价格较贵，用户在一次性投入上还不能接受，还有待国家大力推广。除了用永磁式交流接触器解决上述问题外，还有一些通过改变对传统型交流接触器的控制方法来解决上述问题，这种节能型控制方法的思想是用高压直流电压控制交流接触器的吸合然后再用低压直流电压产生的直流电流形成的恒定磁场来维持接触器的吸合状态，这样在维持吸合状态时接触器的铁芯没处于交变磁场就不会产生磁损，从而达到节能及减小线圈发热的目的。但这种方法有一个缺陷在给控制线圈施加高压直流电压使接触器吸合时，高压直流电压施加的时间不容易控制，可靠性较差。因为当控制线圈施加高压直流电压时，铁芯处于单向励磁状态，高压直流电压施加的时间过长将造成铁芯饱和，铁芯饱和后控制线圈相当于一根导线将高压直流电源短路，控制线圈很容易被烧毁。另外目前这类技术都是半导体电子电路，电路结构相对比较复杂且电路没有与电网进行电气隔离容易受到雷击及浪涌电压的。
技术实现思路
为解决上述问题，本技术的目的在于提供一种能有效降低控制线圈损耗、稳定性和安全性好、成本低且具有显著节能作用的交流接触器智能控制装置。本技术解决其问题所采用的技术方案是一种具节能作用的交流接触器智能控制装置，包括以微控制单元为核心的测量控制系统、高频开关ACDC电源和交流接触器驱动电路，所述测量控制系统的采样输入端连接至交流接触器的三相交流电输入端，测量控制系统的控制输出端与交流接触器驱动电路的驱动控制端连接，交流接触器驱动电路的驱动输出端连接至交流接触器的控制线圈，高频开关ACDC电源分别与测量控制系统和交流接触器驱动电路相连提供工作电压，所述交流接触器驱动电路包括具有开关控制作用的第一驱动控制电路、第二驱动控制电路，还包括由高频开关ACDC电源提供的低压直流稳压电源、从三相交流电中取电构成的交流电源和自恢复保险丝，所述第一驱动控制电路、低压直流稳压电源和交流接触器的控制线圈串联构成直流回路，所述第二驱动控制电路、自恢复保险丝、交流电源、低压直流稳压电源和交流接触器的控制线圈串联构成交流回路，所述第一驱动控制电路和第二驱动控制电路的控制端分别连接至测量控制系统的控制输出端。进一步，所述交流电源、低压直流稳压电源、交流接触器控制线圈、自恢复保险丝和第二驱动控制电路依次串联连接构成回路。该设计能有效简化电路且本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种具节能作用的交流接触器智能控制装置，包括以微控制单元为核心的测量控制系统（1）、高频开关ACDC电源（3）和交流接触器驱动电路（2），所述测量控制系统（1）的采样输入端连接至交流接触器的三相交流电输入端，测量控制系统（1）的控制输出端与交流接触器驱动电路（2）的驱动控制端连接，交流接触器驱动电路（2）的驱动输出端连接至交流接触器的控制线圈，高频开关ACDC电源（3）分别与测量控制系统（1）和交流接触器驱动电路（2）相连提供工作电压，其特征在于：所述交流接触器驱动电路（2）包括具有开关控制作用的第一驱动控制电路（21）、第二驱动控制电路（22），还包括由高频开关ACDC电源（3）提供的低压直流稳压电源（Vdc1）、从三相交流电中取电构成的交流电源（Vac1）和自恢复保险丝（PTC1），所述第一驱动控制电路（21）、低压直流稳压电源（Vdc1）和交流接触器的控制线圈串联构成直流回路，所述第二驱动控制电路（22）、自恢复保险丝（PTC1）、交流电源（Vac1）、低压直流稳压电源（Vdc1）和交流接触器的控制线圈串联构成交流回路，所述第一驱动控制电路（21）和第二驱动控制电路（22）的控制端分别连接至测量控制系统（1）的控制输出端。...
【技术特征摘要】
1.一种具节能作用的交流接触器智能控制装置，包括以微控制单元为核心的测量控制系统(I)、高频开关ACDC电源(3)和交流接触器驱动电路(2)，所述测量控制系统(I)的采样输入端连接至交流接触器的三相交流电输入端，测量控制系统(I)的控制输出端与交流接触器驱动电路(2)的驱动控制端连接，交流接触器驱动电路(2)的驱动输出端连接至交流接触器的控制线圈，高频开关ACDC电源(3)分别与测量控制系统(I)和交流接触器驱动电路(2)相连提供工作电压，其特征在于所述交流接触器驱动电路(2)包括具有开关控制作用的第一驱动控制电路(21)、第二驱动控制电路(22)，还包括由高频开关A⑶C电源(3)提供的低压直流稳压电源(Vdcl)、从三相交流电中取电构成的交流电源(Vacl)和自恢复保险丝(PTC1)，所述第一驱动控制电路(21)、低压直流稳压电源(Vdcl)和交流接触器的控制线圈串联构成直流回路，所述第二驱动控制电路(22)、自恢复保险丝(PTC1)、交流电源(Vacl)、低压直流稳压电源(Vdcl)和交流接触器的控制线圈串联构成交流回路，所述第一驱动控制电路(21)和第二驱动控制电路(22)的控制端分别连接至测量控制系统(I)的控制输出端。2.根据权利要求1所述的一种具节能作用的交流接触器智能控制装置，其特征在于所述交流电源(Vacl)、低压直流稳压电源(Vdcl)、交流接触器控制线圈、自恢复保险丝(PTCl)和第二驱动控制电路(22)依次串联连接构成回路。3.根据权利要求1或2所述的一种具节能作用的交流接触器智能控制装置，其特征在于所述第一驱动控制电路(21)包括第一继电器(JDl)和用于控制第一继电器(JDl)的第一继电器驱动电路，所述第二驱动控制电路(22)包括第二继电器(JD2)及用于控制第二继电器(JD2)的第二继电器驱动电路，其中第一继电器(JDl)和第二继电器(JD2)的驱动控制端分别通过第一继电器驱动电路和第二继电器驱动电路连接至测量控制系统(I)...
【专利技术属性】
技术研发人员：王苹，关平，
申请(专利权)人：关平，
类型：实用新型
国别省市：
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