專利名稱：易于推廣的一體化無聲節(jié)電器的制作方法
技術領域：
本發(fā)明是一類將含有電磁系統(tǒng)的電器，改為無聲節(jié)電直流運行的裝置。
現(xiàn)有的交流接觸器、電磁鐵、自動開關等電器的電磁系統(tǒng)(線圈、鐵芯和銜鐵)存在著耗電多、溫升高和有噪聲等缺點。為了克服這些缺點，出現(xiàn)了如中國電子器件總公司研制的《無聲節(jié)電器》，和青島節(jié)能產(chǎn)品研制廠生產(chǎn)的《直流節(jié)電控制器》等產(chǎn)品。但是，這些產(chǎn)品的吸動環(huán)節(jié)必須用外接線與配用接觸器的常閉觸頭配合，線圈續(xù)流控制環(huán)節(jié)必須用外接線與原有控制電路中的停止按鈕等相配合，也就是說從空間結構方面來看電路構件分散在三個裝置上，不是一體化結構。所以，使用時接線復雜加裝麻煩，尤其是對于很多接觸器原有的控制電路根本無法接線。所以，在國內(nèi)雖經(jīng)指令性推銷，但至今推廣緩慢。同時，在機電設備中廣泛使用的電磁鐵和自動開關等電器，由于自身沒有與銜鐵動作同步的常閉觸頭，現(xiàn)有的上述產(chǎn)品不能使用。
本發(fā)明的目的是提供一類一體化的，接線簡單加裝方便的，在一切有電磁系統(tǒng)電器的范圍內(nèi)，都能夠使用的直流運行控制裝置(無聲節(jié)電器)。
實現(xiàn)本發(fā)明的基本方案是以專用的延時開關等作為吸動環(huán)節(jié)，以專用的開關電路作線圈續(xù)流控制環(huán)節(jié)(續(xù)控環(huán)節(jié))，制成一體化的直流運行控制裝置。所述的“一體化”是指吸動環(huán)節(jié)不需要用外接線與配用電器的常閉觸頭配合，續(xù)控環(huán)節(jié)不需要用外接線與原控制電路停止按鈕配合，全部構件制作在一起的，空間結構方面的一體化。如圖5所示，本控制裝置由吸動環(huán)節(jié)、續(xù)控環(huán)節(jié)、降壓環(huán)節(jié)和整流電路組成。輸入端子K1K2外接配用電器的原控制電路(由原設備上的按鈕開關等組成)，輸出端子Q1Q2外接配用電器的線圈。很明顯，對外接線極為簡單。
吸動環(huán)節(jié)的功能是向配用電器的線圈，提供電流強度較大但時間較短的吸動電流。該環(huán)節(jié)由并聯(lián)電容電路組成，或由可控硅延時開關等組成，或由繼電器式延時開關等組成。其中，并聯(lián)電容電路由與降壓環(huán)節(jié)并聯(lián)的電容和二極管等組成(如

圖1中C11D11R11等)?？煽毓柩訒r開關電路，由延時關斷型TC延時開關(TC觸發(fā)充電延時開關)等組成(如圖2中T2D12C12R12等)，或由其它可控硅延時開關等組成。繼電器式延時開關電路，由延時導通型TC延時開關驅動繼電器或接觸器組成(如圖4中J4T4R14C14DW4等)，或由其它延時開關電路驅動繼電器或接觸器組成，或由其它有觸點延時開關等組成。它們的延時時間一般應不小于配用電器的吸合時間。
續(xù)控環(huán)節(jié)由晶體管開關等(如圖2中BG2D22R22C22R62等)組成，該晶體管開關可以是多級或二級三極管組成的開關，或由有觸點開關等組成，此有觸點開關可以是一專用的繼電器(或接觸器)的常開觸頭，也可以是吸動環(huán)節(jié)中繼電器(或接觸器)的常開觸頭(如圖4中J4-2)。該環(huán)節(jié)與配用電器的線圈串聯(lián)，或與續(xù)流二極管串聯(lián)，其功能是當原控制電路斷電后，該環(huán)節(jié)將線圈續(xù)流電流切斷，使銜鐵迅速釋放。
降壓環(huán)節(jié)除了電容器和變壓器外，還可以由可控硅調(diào)壓(降壓)電路(如圖3中T3R23C23D23D33等)組成。整流電路可采用二極管半波整流(如圖中D1D2D3D4)，也可以采用二極管橋式整流。降壓環(huán)節(jié)和整流電路的功能是將電源電壓降壓整流，向配用電器的線圈提供較小的直流吸持電流(確切地說是脈動電流)。
下面以本發(fā)明的幾種具體控制器為例，詳述本控制裝置各個環(huán)節(jié)的結構和工作原理。
例1并聯(lián)電容吸動式直流運行控制器。如圖1所示，工作時原控制電路將K1K2與電源接通，正半波時電流由K1經(jīng)配用電器線圈和D11C11回到K2，當C11充至電源電壓峰值時充電電流阻斷。以后，電源經(jīng)降壓環(huán)節(jié)C1等向線圈提供較小的吸持電流。當原控制電路斷電后，線圈斷電銜鐵釋放。R11是C11的放電電阻，原控制電路斷電后R11將C11的電荷放掉，為下次吸動作準備。C11的電容量約為C1電容量的5至50倍，C1的電容量可按經(jīng)驗公式估算C1＝KI(μF)，式中I為交流吸持電流，單位安培，K為系數(shù)取4至6。C11耐壓不夠可將二只或多只串聯(lián)使用。如果配用DW10系列自動開關(失壓脫扣器)，該直流運行控制器電路元件參數(shù)是，D11A 1000V，C10.22μ 630V，D111A 1500V，C111.1μ 900V，R11680K。改變C11的大小，可以改變吸動電流的大小，以滿足配用電器吸動需要。R11C11電路時間常數(shù)τ以0.2～0.8秒為宜。
例2TC延時開關吸動三極管開關續(xù)控式直流運行控制器。如圖2所示，工作時原控制電路將K1K2與電源接通，正半波時由C12D12觸發(fā)延遲電路提供觸發(fā)電流T2導通，三極管BG2隨后導通，配用電器線圈通過較大的吸動電流。需要續(xù)流的時間里C22儲存的電量提供基極電流維持BG2導通，所以線圈得以經(jīng)BG2D2續(xù)流。銜鐵吸合后，C12充電阻斷T2不再觸發(fā)，電源只經(jīng)降壓電容C2向線圈提供較小的吸持電流。原控制電路斷電后C22放電將近結束時，BG2截止切斷線圈續(xù)流，銜鐵迅速釋放。R12是C12的放電電阻，它于斷電后將C12的電荷放掉，為下次吸動觸發(fā)作準備。R32D32C32等是TC延時開關的另一輔助電路，該電路上端也可以與T2陽極電路的其它部位連結，該電路于負半波時向C32充電，于正半波時補充C1自身及R12漏掉的電量，以提高該延時開關的穩(wěn)定性。很明顯，這樣的兩條輔助電路還可以應用于全波通電的延時開關。TC延時開關的延時時間應約等于配用電器的吸合時間，C12R12電路時間常數(shù)τ以0.2至0.8秒為宜，R32應小于R12的三分之一，C32的電容量約為C12的0.2至1倍為宜。BG2宜選用開關三極管及場效應管，改變C22電容量可以改變斷電后銜鐵釋放時間，一般以0.05至0.1秒為宜。如果配用CJ10-60交流接觸器，該直流運行控制器元件參數(shù)是，R32820K，R125.1MΩ，R228.2K※，R621.8K，C120.1μ 630V，C320.068μ 630V，C224.7μ 100V，C21μ 630V，D22、32、421A 1000V，D121A 1500V，D23A 1000V，T2TLC386B，BG2D401A。
例3可控硅吸動兼降壓式直流運行控制器。該控制器與例2相似，它的主要特點是降壓環(huán)節(jié)中用可控硅調(diào)壓(降壓)電路代替了降壓電容器，可控硅T3一只元件起著組成TC延時開關和調(diào)壓電路的兩種作用。如圖3所示，配用電器銜鐵吸合之后，R23C23D23等組成的觸發(fā)電路，以較小導通角觸發(fā)T3，繼續(xù)向線圈提供較小的吸持電流。調(diào)整R23的大小可以調(diào)整吸持電流的大小。很明顯，當整流電路采用橋式整流時，該降壓環(huán)節(jié)還可以采用由雙向可控硅組成的交流調(diào)壓(降壓)電路。
例4繼電器吸動兼續(xù)控式直流運行控制器。如圖4所示，該控制器采用由延時導通型TC延時開關與繼電器J4組成的繼電器式延時開關作為吸動環(huán)節(jié)，吸動開始時電源經(jīng)原控制電路和繼電器J4的常閉觸頭J4-1向配用電器線圈供電，進行交流吸動。同時變壓器B4經(jīng)D24R14等向C14充電，配用電器銜鐵吸合后C14充至門限電壓，可控硅T4觸發(fā)，J4吸合J4-1斷開J4-2閉合。于是B4經(jīng)D24向線圈供給較小的直流吸持電流。原控制電路斷電后，J4釋放其常開觸頭J4-2斷開，銜鐵迅速釋放。如果，配用MZD1-200制動電磁鐵，該控制器元器件參數(shù)是，R14910K，R242.2MΩ，C140.22μ 50V，DW430V 0.5W，D24、46A 800V，B420VA，J4DC6V/8A 500V，T4CR1AM8。改變C14R14電路時間常數(shù)τ可以改變J4的延時時間，該時間應充分滿足配用電器對于吸合時間的要求。
圖中D23及DW4，可以選用SBC，DIAC，UJT和DW等觸發(fā)器件。
如圖6所示，為了讓用戶加裝接線更為方便，可根據(jù)配用電器線圈接線端子的位置形狀，相應地設計本控制裝置的輸出端子Q1Q2的位置和形狀，使Q1Q2能夠直接插入或固定于該線圈的接線端子，不需要用導線連結，既作電氣連結件又作機械固定件。除此以外本發(fā)明對于具體產(chǎn)品的空間結構沒有特殊要求，可按一般的設計原則和制作方法進行。即根據(jù)電路圖設計制作印刷電路板，將各元器件裝焊于電路板制成機芯，將機芯裝于相應的外殼。另外，為了減小體積降低成本，可以根據(jù)本發(fā)明電路結構原理設計制作集成電路產(chǎn)品。因為這類產(chǎn)品社會需求量極大，生產(chǎn)集成式或混合式一體化無聲節(jié)電器很有必要。
同時，還可以將本控制裝置或其集成塊等與配用電器構成一個整體，制成組合性的無聲節(jié)電電器，例如《無聲節(jié)電交流接觸器》等。
本發(fā)明可以應用于使用交流電源的繼電器、空氣開關、電磁閥、接觸器、牽引電磁鐵、制動電磁鐵、起重電磁鐵、電磁離合器等一切含有電磁系統(tǒng)的電器。其中的并聯(lián)電容吸動環(huán)節(jié)和繼電器式延時開關吸動環(huán)節(jié)，還可以應用于使用直流電源的上述電器。在具體產(chǎn)品設計時可以根據(jù)具體配用電器的實際需要，將上述各個環(huán)節(jié)靈活搭配應用。例如根據(jù)有的配用電器的需要，本直流運行控制器應將吸動環(huán)節(jié)、續(xù)控環(huán)節(jié)等全部采用，有的則不需要續(xù)控環(huán)節(jié)，有的宜采用并聯(lián)電容電路作為吸動環(huán)節(jié)，有的則宜采用TC延時開關作為吸動環(huán)節(jié)。
本發(fā)明能夠使配用電器具有節(jié)電(90%以上)，無噪聲，溫升降低，工作可靠等優(yōu)點。特別是由于本發(fā)明具有一體化的優(yōu)點，所以商品化程度高，接線簡單加裝方便，用途廣泛。這些優(yōu)點所產(chǎn)生的積極效果，不僅是黨和政府大力提倡的，也是廣大用戶十分重視和歡迎的。因此，可望得到迅速的大幅度的推廣應用。
權利要求
1.繼電器、自動開關、電磁閥、接觸器、牽引電磁鐵、制動電磁鐵、起重電磁鐵和電磁離合器等一切含有電磁系統(tǒng)的電器，其電磁系統(tǒng)中有線圈、鐵芯和銜鐵，線圈通過控制電路與電源連結，其特征是用于線圈電路中的一體化的，含有下列一個或多個電路環(huán)節(jié)的直流運行控制裝置(無聲節(jié)電器)a、吸動環(huán)節(jié)，該環(huán)節(jié)由并聯(lián)電容電路組成，或由可控硅延時開關等組成，或由繼電器式延時開關等組成；b、續(xù)流控制環(huán)節(jié)(續(xù)控環(huán)節(jié))，該環(huán)節(jié)由晶體管開關等組成，或由繼電器觸頭等有觸點開關等組成；c、降壓環(huán)節(jié)，該環(huán)節(jié)除了電容器和變壓器外，還可以由可控硅調(diào)壓(降壓)電路組成。
2.根據(jù)權利要求1所述的電器裝置，其特征是配用于自動開關(失壓脫扣器)的直流運行控制器，該控制器采用由并聯(lián)電容電路組成的吸動環(huán)節(jié)，采用由電容器等組成的降壓環(huán)節(jié)，采用二極管半波整流或橋式整流電路。
3.根據(jù)權利要求1所述的控制裝置，其特征是配用于40A以下的交流接觸器的直流運行控制器，采用由TC觸發(fā)充電延時開關等組成的吸動環(huán)節(jié)。
4.根據(jù)權利要求1所述的控制裝置，其特征是配用于電磁鐵的直流運行控制器，采用由繼電器式延時開關等組成的吸動環(huán)節(jié)，采用由有觸點開關等組成的續(xù)控環(huán)節(jié)。
5.如權利要求4所述的控制器，其特征是a、續(xù)控環(huán)節(jié)和吸動環(huán)節(jié)共用同一只繼電器(或接觸器)，b、吸動環(huán)節(jié)繼電器式延時開關的延時時間約為0.05至0.5秒。
6.根據(jù)權利要求1所述的控制裝置，其特征是直流運行控制器具體產(chǎn)品的空間結構為一獨立的整體，其輸出端子Q1Q2能夠與配用電器的線圈的接線端子直接連結不需要用導線連結，既是電氣連結件又是機械固定件。
7.根據(jù)權利要求1所述的直流運行控制電路，其特征是根據(jù)其部分電路或全部電路原理設計制作的集成電路產(chǎn)品。
8.根據(jù)權利要求1所述的電器裝置，其特征是直流運行控制電路元器件或其集成電路元器件，與配用電器的構件組裝為一整體，制成二者的組合性產(chǎn)品。
9.TC觸發(fā)充電延時開關，該開關以可控硅主電路為開關電路，由電容器和二極管等組成觸發(fā)延遲電路，其特征是a、觸發(fā)延遲電容C12還與一放電電阻R12等并聯(lián);b、另一輔助電路電阻R32和二極管D32等與觸發(fā)延遲電路中的電容器C12和二極管D12等并聯(lián)，此二極管D32與二極管D12的方向相反。
全文摘要
本發(fā)明提供了一類將繼電器、自動開關、電磁閥、接觸器、牽引電磁、制動電磁鐵和起重電磁鐵等電器改為無聲節(jié)電直流運行的控制裝置。本裝置包括由可控硅延時開關組成的吸動環(huán)節(jié)，和由晶體管開關組成的續(xù)控環(huán)節(jié)。由于本裝置具有一體化的特點，使用加裝時不需要用外接線與配用電器(如接觸器)的常閉觸頭配合，不需要用外接線與停止按鈕配合，所以，本發(fā)明商品化程度高，使用方便，用途廣泛，節(jié)電顯著，可望迅速推廣。
文檔編號H01H9/54GK1035020SQ8910521
公開日1989年8月23日 申請日期1989年1月9日 優(yōu)先權日1989年1月9日
發(fā)明者呂崇圭, 韓林 申請人:呂崇圭, 韓林