專利名稱：一種寬電壓啟動的交流接觸器節(jié)電裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及發(fā)電、變電或配電的電路裝置領(lǐng)域，具體地，涉及一種寬電壓啟動的交流接觸器節(jié)電裝置。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有的交流接觸器節(jié)電技術(shù)專利基本上都是交流啟動，啟動完成后變?yōu)橹绷鞅３诌\(yùn)行方式，也存在利用可控硅控制交流接觸器啟動，啟動結(jié)束后可控硅關(guān)閉改為直流保持運(yùn)行；另有一些技術(shù)是配套較為復(fù)雜的機(jī)械機(jī)構(gòu)的交流啟動，交流保持運(yùn)行的技術(shù)方案是已經(jīng)實(shí)現(xiàn)的。已有技術(shù)在交流接觸器啟動結(jié)束后轉(zhuǎn)入運(yùn)行階段有一定節(jié)電效果，但存在在電壓波動大尤其是電壓達(dá)不到額定電壓時(shí)，由于采用交流啟動方案，交流接觸器啟動困難，啟動成功率不高的缺陷。上述代表性專利技術(shù)有申請?zhí)枮?8218871. 2的交流接觸器節(jié)電裝置；申請?zhí)枮?00720007323的交流接觸器節(jié)電無聲運(yùn)行裝置；申請?zhí)枮?00810024490·的剩余電流保護(hù)裝置；申請?zhí)枮?01020241026的交流接觸器無聲節(jié)電器等，它們基本上構(gòu)成了現(xiàn)有技術(shù)的主體。另外，現(xiàn)有交流接觸器節(jié)電技術(shù)及相近技術(shù)無寬電壓啟動特性，且節(jié)電技術(shù)方案較為復(fù)雜。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型的目的是提供一種寬電壓啟動的交流接觸器節(jié)電裝置，用于解決交流接觸器節(jié)電和寬電壓啟動的問題。為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型提供了一種寬電壓啟動的交流接觸器節(jié)電裝置，交流接觸器包括相串聯(lián)的啟動按鈕、啟動切換接點(diǎn)、停止按鈕和接觸器線圈，以及跨接在啟動按鈕兩端的保持接點(diǎn)，所述裝置包括整流二極管、直流保持降壓電容和續(xù)流二極管；其中，所述整流二極管連接于啟動切換接點(diǎn)和接觸器線圈之間，直流保持降壓電容跨接在啟動切換接點(diǎn)兩端，續(xù)流二極管跨接在停止按鈕和接觸器線圈兩端。優(yōu)選地，該裝置還包括限流電阻，該限流電阻與接觸器線圈串聯(lián)。優(yōu)選地，限流電阻與啟動切換接點(diǎn)連接，直流保持降壓電容跨接在啟動切換接點(diǎn)和限流電阻兩端。優(yōu)選地，該裝置還包括保護(hù)常閉接點(diǎn)，該保護(hù)常閉接點(diǎn)與接觸器線圈連接，所述續(xù)流二極管跨接在停止按鈕、保護(hù)常閉接點(diǎn)以及接觸器線圈兩端。通過上述技術(shù)方案，本實(shí)用新型采用直流強(qiáng)勵激磁啟動方案，具有寬電壓啟動特性，啟動結(jié)束后改為降壓直流保持運(yùn)行方式，無鐵芯損耗及短路環(huán)損耗、無噪聲、無振動、節(jié)電效果明顯，是一種理想的寬電壓啟動的交流接觸器節(jié)電裝置。本實(shí)用新型的其它特征和優(yōu)點(diǎn)將在隨后的具體實(shí)施方式
部分予以詳細(xì)說明。

附圖是用來提供對本實(shí)用新型的進(jìn)一步理解，并且構(gòu)成說明書的一部分，與下面的具體實(shí)施方式
一起用于解釋本實(shí)用新型，但并不構(gòu)成對本實(shí)用新型的限制。在附圖中圖I是本實(shí)用新型提供的寬電壓啟動的交流接觸器節(jié)電裝置的電路原理圖。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖對本實(shí)用新型的具體實(shí)施方式
進(jìn)行詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解的是，此處所描述的具體實(shí)施方式
僅用于說明和解釋本實(shí)用新型，并不用于限制本實(shí)用新型。圖I是本實(shí)用新型提供的寬電壓啟動的交流接觸器節(jié)電裝置的電路原理圖，如圖I所示，交流接觸器包括相串聯(lián)的啟動按鈕HA、啟動切換接點(diǎn)KJ2、停止按鈕TA和接觸器線圈KJ，以及跨接在啟動按鈕HA兩端的保持接點(diǎn)KJ1，該裝置包括整流二極管D1、直流保持降壓電容CO和續(xù)流二極管D2 ;其中，整流二極管Dl連接于啟動切換接點(diǎn)KJ2和接觸器線圈KJ之間，直流保持降壓電容CO跨接在啟動切換接點(diǎn)KJ2兩端，續(xù)流二極管D2跨接在停止按鈕TA和接觸器線圈KJ兩端。 其中，啟動按鈕HA與保持接點(diǎn)KJl和啟動切換接點(diǎn)KJ2連接，并連接至交流電源的A相，接觸器線圈KJ連接至交流電源的C相。當(dāng)交流接觸器需要啟動時(shí)，按下啟動按鈕HA，交流電源的A相通過啟動按鈕HA、常閉啟動切換接點(diǎn)KJ2和直流保持降壓電容CO，由整流二極管Dl整流，接觸器線圈KJ和續(xù)流二極管D2連接至交流電源C相，完成直流強(qiáng)勵激磁啟動。當(dāng)接觸器吸合完成后，常閉接點(diǎn)KJ2斷開，KJl保持閉合，此時(shí)直流保持降壓電容CO起降壓作用，整流二極管Dl與續(xù)流二極管D2向接觸器線圈KJ提供直流保持功率維持接觸器直流節(jié)電運(yùn)行狀態(tài)。當(dāng)需要斷開電路時(shí)，按下停止按鈕TA，接觸器線圈KJ斷開。其中，在接觸器線圈KJ支路中可以串聯(lián)保護(hù)常閉接點(diǎn)RJ，用于在接觸器KJ所帶負(fù)載回路發(fā)生過載短路時(shí)由其負(fù)載保護(hù)常閉接點(diǎn)RJ將接觸器線圈KJ斷開。只所以將停止按鈕TA及保護(hù)動作常閉接點(diǎn)RJ設(shè)計(jì)在KJ線圈及緒流二極管D2串聯(lián)支路中，這主要是考慮到在接觸器吸合完成后接觸器在直流節(jié)電運(yùn)行狀態(tài)下時(shí)，接觸器電磁吸持力特性發(fā)生變化，吸合變陡，合力加大，若將停止按鈕TA和保護(hù)常閉接點(diǎn)RJ設(shè)計(jì)在與啟動按鈕HA串聯(lián)的支路上，將發(fā)生停止按鈕TA按下或保護(hù)常閉接點(diǎn)RJ斷開時(shí)交流接觸器延時(shí)斷開現(xiàn)象，因此本實(shí)用新型將停止按鈕TA和保護(hù)常閉接點(diǎn)RJ設(shè)計(jì)在與接觸器線圈KJ串聯(lián)的支路上。其中，在啟動切換接點(diǎn)KJ2支路中可以串聯(lián)限流電阻R。其作用主要是為了保護(hù)整流二極管D1，由于在啟動階段的電流較大，因此可以將限流電阻R串聯(lián)在在啟動切換接點(diǎn)KJ2支路中，直流保持降壓電容CO跨接在啟動切換接點(diǎn)KJ2和限流電阻R兩端。下面根據(jù)圖I對本實(shí)用新型提供的裝置進(jìn)行具體說明。如圖I所示，裝置包括啟動按鈕HA、保持接點(diǎn)KJl (接觸器常開輔助接點(diǎn))、啟動切換接點(diǎn)KJ2(接觸器常閉輔助接點(diǎn))、限流電阻R、整流二極管D1、直流保持降壓電容CO、停止按鈕TA、保護(hù)常閉接點(diǎn)RJ、接觸器線圈KJ和續(xù)流二極管D2。啟動時(shí)，按下啟動按鈕HA，在交流電正半周(或?qū)?yīng)交流380V控制電壓為A點(diǎn)電位高于C點(diǎn)電位)，A點(diǎn)電位高于C點(diǎn)電位，高電位通過啟動按鈕HA、啟動切換接點(diǎn)KJ2、限流電阻R至整流二極管Dl陽極，A點(diǎn)高電位也通過直流保持降壓電容CO至Dl陽極，由于限流電阻R阻值遠(yuǎn)小于直流保持降壓電容CO的容抗，通過直流保持降壓電容CO的啟動電流相對于通過啟動切換接點(diǎn)KJ2和限流電阻R支路的電流可以忽略不計(jì)，通過啟動切換接點(diǎn)KJ2和限流電阻R支路的電流經(jīng)整流二極管Dl整流以及停止按鈕TA和保護(hù)常閉接點(diǎn)RJ加在接觸器線圈KJ上，電流由接觸器線圈KJ的一端流入接觸器線圈KJ的另一端，接觸器線圈KJ勵磁吸合。交流電負(fù)半周(或?qū)?yīng)交流380V控制電壓為A點(diǎn)電位低于C點(diǎn)電位)，A點(diǎn)電位低于C點(diǎn)電位，整流二極管Dl截止，接觸器線圈KJ產(chǎn)生自感反電勢，接觸器線圈KJ自感反電勢極性為左負(fù)右正(根據(jù)圖1)，該自感反電勢通過續(xù)流二極管D2陽極、續(xù)流二極管D2陰極、停止按鈕TA、保護(hù)常閉接點(diǎn)RJ以及接觸器線圈KJ形成續(xù)流通路，續(xù)流電流與交流電正半周即A點(diǎn)電位高于C點(diǎn)電位時(shí)流經(jīng)接觸器線圈KJ的電流方向相同，同時(shí)，由于接觸器線圈KJ自感反電勢較大，續(xù)流電流幅值基本上等于交流電正半周A點(diǎn)電位高于C點(diǎn)電位時(shí)流過接觸器線圈KJ的電流幅值。當(dāng)交流電又為正半周(或?qū)?yīng)交流380V控制電壓為A點(diǎn)電位高于C點(diǎn)電位)時(shí)，情況與上述相同，經(jīng)過2 5個(gè)周期大約O. 04至O. I秒，接觸器吸合完成。啟動切換接點(diǎn)KJ2斷開、保持接點(diǎn)KJl保持閉合，由于接觸器完成吸合狀態(tài)后只需很小的保持功率，在啟動切換接點(diǎn)KJ2斷開、保持接點(diǎn)KJl閉合后，交流電流通過保持接點(diǎn)KJ1、直流保持降壓電容CO流至Dl陽極，交流電正半周(或?qū)?yīng)交流380V控制電壓為A點(diǎn)電位高于C點(diǎn)電位)時(shí)經(jīng)直流 保持降壓電容CO、整流二極管D1、停止按鈕TA、保護(hù)常閉接點(diǎn)RJ給接觸器線圈KJ供電，交流電負(fù)半周(或?qū)?yīng)交流380V控制電壓為A點(diǎn)電位低于C點(diǎn)電位)時(shí)整流二極管Dl截止，接觸器線圈KJ自感反電勢通過續(xù)流二極管D2、停止按鈕TA、保護(hù)常閉接點(diǎn)RJ給KJ線圈續(xù)流供電，使接觸器維持在直流節(jié)電運(yùn)行狀態(tài)。由于交流接觸器線圈感抗為直流電阻的5至8倍(計(jì)算及實(shí)測結(jié)果)，原按交流啟動設(shè)計(jì)的接觸器在改為以上直流強(qiáng)勵激磁啟動后，不計(jì)限流電阻R壓降損耗，理論上交流最低控制電壓可至額定控制電壓的25%左右也能保證交流接觸器吸合功率。考慮到限流電組R壓降損耗、半波整流系數(shù)及續(xù)流電流幅值可能衰減，交流控制電壓在額定電壓50%左右時(shí)該裝置能保證可靠吸合，即具有寬電壓啟動特性。啟動完成后啟動切換接點(diǎn)KJ2斷開，通過合理選擇直流保持降壓電容CO，使得流過接觸器線圈KJ的電流足夠維持接觸器吸合狀態(tài)，接觸器以直流低功率狀態(tài)運(yùn)行。接觸器停止運(yùn)行或接觸器所帶負(fù)載保護(hù)動作時(shí)，即停止按鈕TA斷開或保護(hù)常閉接點(diǎn)RJ斷開，接觸器線圈KJ失磁，保持接點(diǎn)KJl斷開，接觸器斷開。相對于傳統(tǒng)接觸器全電壓啟動及全電壓保持的啟動運(yùn)行方式，本實(shí)用新型啟動功率大，保持功率小，直流運(yùn)行無鐵芯損耗及短路環(huán)損耗，僅有銅損耗，節(jié)電效率達(dá)95%以上。圖I中啟動按鈕HA、停止按鈕TA為常規(guī)啟動停止按鈕、保護(hù)常閉接點(diǎn)RJ為交流接觸器所帶負(fù)載保護(hù)的常閉接點(diǎn)，接觸器線圈KJ為交流接觸器線圈，保持接點(diǎn)KJ1、啟動切換接點(diǎn)KJ2分別為接觸器常開、常閉輔助接點(diǎn)，它們與直流保持降壓電容CO、限流電阻R、整流二極管Dl和續(xù)流二極管D2 —起構(gòu)成本實(shí)用新型提供的寬電壓啟動的交流接觸器節(jié)電裝置。直流保持降壓電容CO、限流電阻R、整流二極管D1、續(xù)流二極管D2可裝在一塊小電路板上，啟動按鈕HA、停止按鈕TA、保護(hù)常閉接點(diǎn)RJ、保持接點(diǎn)KJl及接觸器線圈KJ按圖I對應(yīng)接入該電路板上。整流二極管反向峰值電壓應(yīng)大于^倍的交流控制電壓，最大整流電流應(yīng)大于交流控制電壓有效值除以接觸器線圈KJ直流電阻與強(qiáng)勵激磁限流電阻之和的計(jì)算值，為保證整流二極管可靠工作，其最大整流電流應(yīng)取上述計(jì)算值的2倍為宜，續(xù)流二極管D2的反向峰值電壓也取大于^倍的交流控制電壓，最大整流電流應(yīng)取交流控制電壓有效值除以接觸器線圈KJ直流電阻計(jì)算值的2倍為宜、強(qiáng)勵激磁限流電阻R阻值對于額定電流為200A及以下接觸器可取KJ線圈直流電阻的一半，對于額定電流為200A以上接觸器可取等于接觸器線圈KJ直流電阻的阻值。由于限流電阻R工作時(shí)間極短，不超過O. I秒即5個(gè)周期，限流電阻R的功率按正常計(jì)算功率的3% 5%選取，直流保持降壓電容CO應(yīng)選用交流電容(標(biāo)以AC或50HZ )，耐壓應(yīng)大于交流控制電壓，電容量按與接觸器線圈KJ分壓并使流過接觸器線圈KJ電流大于正常交流接觸器流過的電流考慮。以上結(jié)合附圖詳細(xì)描述了本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施方式，但是，本實(shí)用新型并不限于上述實(shí)施方式中的具體細(xì)節(jié)，在本實(shí)用新型的技術(shù)構(gòu)思范圍內(nèi)，可以對本實(shí)用新型的技術(shù)方案進(jìn)行多種簡單變型，這些簡單變型均屬于本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。本實(shí)用新型采取直流強(qiáng)勵激磁啟動技術(shù)，接觸器鐵芯接近吸合或吸合后自動切換至降壓的直流保持運(yùn)行方式，正常情況下由于接觸器線圈感抗為直流電阻的數(shù)倍，直流啟動時(shí)接觸器線圈無感抗只有直流電阻，故啟動功率大，使控制電壓低于額定電壓時(shí)接觸器能可靠啟動，即具有寬電壓啟動特性，由于交流接觸器保持功率要求較低，即對應(yīng)的交流接觸器線圈返回電壓較低，吸合后只需較低的直流功率即可可靠運(yùn)行。同時(shí)，接觸器采用直流保持運(yùn)行方式較交流全電壓保持運(yùn)行方式無鐵芯損耗和短路環(huán)損耗，節(jié)電效果明顯，低損·耗也使交流接觸器線圈溫升大大降低，延長了線圈因溫升過高引起的燒損事件發(fā)生概率，直流運(yùn)行的無振動、無噪聲特性亦可改善吸合特性，延長接觸器觸頭使用壽命，可獨(dú)立作為一種理想的交流接觸器節(jié)電裝置。另外需要說明的是，在上述具體實(shí)施方式
中所描述的各個(gè)具體技術(shù)特征，在不矛盾的情況下，可以通過任何合適的方式進(jìn)行組合，為了避免不必要的重復(fù)，本實(shí)用新型對各種可能的組合方式不再另行說明。此外，本實(shí)用新型的各種不同的實(shí)施方式之間也可以進(jìn)行任意組合，只要其不違背本實(shí)用新型的思想，其同樣應(yīng)當(dāng)視為本實(shí)用新型所公開的內(nèi)容。
權(quán)利要求1.一種寬電壓啟動的交流接觸器節(jié)電裝置，交流接觸器包括相串聯(lián)的啟動按鈕(HA)、啟動切換接點(diǎn)(KJ2)、停止按鈕(TA)和接觸器線圈(KJ)，以及跨接在啟動按鈕(HA)兩端的保持接點(diǎn)(KJ1)，其特征在于，所述裝置包括整流二極管(D1)、直流保持降壓電容(CO)和續(xù)流二極管(D2);其中，所述整流二極管(Dl)連接于啟動切換接點(diǎn)(KJ2)和接觸器線圈(KJ)之間，直流保持降壓電容(CO)跨接在啟動切換接點(diǎn)(KJ2)兩端，續(xù)流二極管(D2)跨接在停止按鈕(TA)和接觸器線圈(KJ)兩端。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的裝置，其特征在于，該裝置還包括限流電阻(R)，該限流電阻(R)與接觸器線圈(KJ)串聯(lián)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的裝置，其特征在于，所述限流電阻(R)與所述啟動切換接點(diǎn)(KJ2)連接，直流保持降壓電容(CO)跨接在啟動切換接點(diǎn)(KJ2)和限流電阻(R)兩端。
4.根據(jù)權(quán)利要求I或2或3所述的裝置，其特征在于，該裝置還包括保護(hù)常閉接點(diǎn)(RJ)，該保護(hù)常閉接點(diǎn)(RJ)與接觸器線圈(KJ)連接，所述續(xù)流二極管(D2)跨接在停止按鈕(TA)、保護(hù)常閉接點(diǎn)(RJ)以及接觸器線圈(KJ)兩端。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種寬電壓啟動的交流接觸器節(jié)電裝置，交流接觸器包括相串聯(lián)的啟動按鈕(HA)、啟動切換接點(diǎn)(KJ2)、停止按鈕(TA)和接觸器線圈(KJ)，以及跨接在啟動按鈕(HA)兩端的保持接點(diǎn)(KJ1)，裝置包括整流二極管(D1)、直流保持降壓電容(C0)和續(xù)流二極管(D2)；整流二極管(D1)連接于啟動切換接點(diǎn)(KJ2)和接觸器線圈(KJ)之間，直流保持降壓電容(C0)跨接在啟動切換接點(diǎn)(KJ2)兩端，續(xù)流二極管(D2)跨接在停止按鈕(TA)和接觸器線圈(KJ)兩端。本實(shí)用新型具有寬電壓啟動特性，且在啟動結(jié)束后改為降壓直流保持運(yùn)行方式，節(jié)電效果明顯。
文檔編號H01H47/02GK202712064SQ201220394090
公開日2013年1月30日 申請日期2012年8月9日 優(yōu)先權(quán)日2012年8月9日
發(fā)明者巨爭號 申請人:中國神華能源股份有限公司, 神華神東電力有限責(zé)任公司