專利名稱：負(fù)載電流自持的交流接觸器控制裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種負(fù)載電流自持的交流接觸器控制裝置，對于交流接觸器控制的負(fù)載為電動機(jī)時特別適用。
在申請?zhí)枮?8205508.9、公告號為CN2040671 U、申請人為王東的實(shí)用新型專利申請說明書中曾公開了一種交流接觸器無聲節(jié)電線圈，其中的交流接觸器的吸引線圈JC在接通時由電源電壓經(jīng)整流裝置供電，但在保持時則電源經(jīng)電源變壓器降壓并整流后向該吸引線圈JC供電?？勺鞯綗o聲節(jié)電，但該交流接觸器的控制裝置存在下列問題(1)交流接觸器一般裝在電動機(jī)旁，但當(dāng)其遠(yuǎn)離電源變壓器時，由于電動機(jī)有很大的起動電流(一般為電動機(jī)額定電流的6-7倍)，通過供電線路產(chǎn)生電壓降，使得施加在交流接觸器端頭上的電壓往往達(dá)不到85%額定電壓的要求，以致不能保證交流接觸器可靠吸合，且起動時，接觸器因吸力不足而引起觸頭抖動、燒毛，甚至燒壞電動機(jī)。
(2)當(dāng)電動機(jī)回路發(fā)生短路時，電壓幾乎降到零，吸引線圈失去吸力，使得主觸頭在短路時立即斷開，接觸器因切斷短路電流而遭損壞，根據(jù)接觸器的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，只允許切斷負(fù)載電流和起動電流，短路電流應(yīng)由該回路的短路保護(hù)裝置(一般為熔斷器)來切除。
(3)運(yùn)行中發(fā)生短時(一般在0.5秒以內(nèi))斷電時，例如電力系統(tǒng)主保護(hù)在0.2秒內(nèi)切除短路故障，工作電源與備用電源之間的轉(zhuǎn)換等等，接觸器會發(fā)生低電壓誤釋放。而在已有技術(shù)中一般為了獲得斷電延時功能，都需另加長帶電的直流電磁繼電器或長帶電的交流時間繼電器，利用其延時斷開的常開接點(diǎn)與吸引線圈回路中自保持接點(diǎn)并聯(lián)的方式來獲得。這種方式在短時斷電時接觸器實(shí)際上是斷開的，電源電壓在延時范圍內(nèi)恢復(fù)時，接觸器需重新吸合。在電動機(jī)成組自起動時電壓一般達(dá)不到85%以上，因此接觸器可能吸不上。
本發(fā)明的主要目的即在于克服上述有關(guān)(1)、(2)和(3)中的缺點(diǎn)而提供一種工作可靠的交流接觸器控制裝置。
本發(fā)明的另一目的還在于提供一種工作可靠、技術(shù)先進(jìn)、性能優(yōu)越的具有斷相保護(hù)功能的交流接觸器控制裝置。
本發(fā)明提供的一種負(fù)載電流自持的交流接觸器控制裝置，特別適用于交流接觸器控制的負(fù)載為電動機(jī)的場合，上述交流接觸器控制裝置包括具有吸引線圈、一次回路中的主觸頭及二次回路中的常閉輔助觸頭的交流接觸器，可使交流接觸器接通和斷開的操作裝置(按鈕或開關(guān))，交流變換為直流的第一、第二整流裝置，反應(yīng)一相或多相負(fù)載電流的第一電流變壓器以及儲能電容器等。在接通交流接觸器時，二次控制電源由一次回路中主觸頭前面的電源側(cè)抽取，經(jīng)接觸器的常閉輔助觸頭、接通操作裝置、第一整流裝置向吸引線圈和儲能電容器同時供電。當(dāng)接觸器主觸頭接通負(fù)載后立即由反應(yīng)一相或多相負(fù)載電流的第一電流變壓器經(jīng)第二整流裝置持續(xù)向吸引線圈和儲能電容器供電，同時通過其常閉輔助觸頭立即切除原先的二次控制電源。在斷開交流接觸器時，只要用斷開操作裝置切斷第一電流變壓器的供電回路即可實(shí)現(xiàn)。
本發(fā)明提供的另一種負(fù)載電流自持的交流接觸器控制裝置，除具有上述負(fù)載電流自持的交流接觸器控制裝置的上述的所有內(nèi)容外(即包括適用范圍、設(shè)備組成、控制電源抽取、操作過程等)，同時在其余二相上分別設(shè)置反應(yīng)負(fù)載電流的第二、第三電流變壓器，各自向一只電壓繼電器供電。其常開接點(diǎn)串聯(lián)接于第一電流變壓器的輸出回路。當(dāng)三相中同時有負(fù)載電流通過時，電壓繼電器的常開接點(diǎn)閉合，第一電流變壓器的輸出電能可送到吸引線圈，使接觸器保持在接通狀態(tài)。當(dāng)三相中任一相發(fā)生斷相時，有一相的負(fù)載電流為零，相應(yīng)的電流變壓器的輸出即為零，則將導(dǎo)致吸引線圈失電，從而使接觸器的主觸頭斷開，可靠地實(shí)現(xiàn)斷相保護(hù)。
以下結(jié)合附圖對本發(fā)明的最佳實(shí)施例進(jìn)行詳細(xì)說明。其中

圖1為本發(fā)明的第一實(shí)施例的原理接線圖;
圖2為本發(fā)明的第二實(shí)施例的原理接線圖;
圖3為第二、第三電流變壓器的典型特性曲線圖。
參見圖1，交流接觸器包括吸引線圈K，三相主觸頭11-12，21-22，31-32，常閉輔助觸頭41-42。ON為接通操作裝置(按鈕或開關(guān))，例如為含常開接點(diǎn)的按鈕。V1為第一整流裝置，例如為一整流二極管。R為限流電阻。常閉輔助觸頭41-42的一端與吸引線圈的A1端相連，常閉輔助觸頭41-42的另一端則與三相電源中的一相例如L3相連。接通操作按鈕ON的一端與三相電源中的另一相例如L1相連，接通操作按鈕ON的另一端則與整流二極管V1的一端相連，整流二極管V1的另一端與限流電阻R的一端相連，限流電阻R的另一端則與吸引線圈K的A端相連。交流接觸器的三相主觸頭11-12、21-22、31-32分別串聯(lián)連接在三相電源L1、L2、L3和負(fù)載(例如電動機(jī)M)之間。在任何一相上例如L1線上設(shè)置反應(yīng)負(fù)載電流的第一電流變壓器T1，且以負(fù)載電流線穿越鐵芯為其初級線圈，在鐵芯的次級線圈上可感應(yīng)與該相負(fù)載電流有關(guān)的交流飽和電壓，該交流飽和電壓經(jīng)第二整流裝置(例如橋式整流器V2)整流后送給儲能電容器C1，同時經(jīng)斷開操作裝置(按鈕或開關(guān)、例如為含常閉接點(diǎn)的按鈕OFF)送給交流接觸器的吸引線圈K。
本發(fā)明的第一實(shí)施例的控制過程是，當(dāng)進(jìn)行接通操作時，按下按鈕ON，一次回路的主電源經(jīng)整流二極管V1、限流電阻R、按鈕OFF的常閉接點(diǎn)向儲能電容器C1充電，同時也給接觸器的吸引線圈K供電，吸引線圈的銜鐵吸合。接觸器接通后，其主觸頭11-12、21-22、31-32閉合，接通負(fù)載的電源。當(dāng)負(fù)載為電動機(jī)時，電動機(jī)起動，負(fù)載電流在第一電流變壓器T1的次級線圈上感應(yīng)出交流電壓，經(jīng)第二整流裝置例如橋式整流器V2進(jìn)行整流，持續(xù)對吸引線圈K供電。吸引線圈K吸合時其常閉輔助觸頭41-42斷開，使吸引線圈立即與一次回路的主電源脫離。在吸引線圈的供電電源轉(zhuǎn)換瞬間，有一個斷電間隙，由于儲能電容器C1的存在，保證了吸引線圈供電的連續(xù)性。當(dāng)進(jìn)行斷開負(fù)載或使電動機(jī)停止運(yùn)行時按下按鈕OFF，斷開吸引線圈電路，使接觸器的主觸頭斷開，從而切斷負(fù)載的電源。儲能電容器C1的作用，除在吸引線圈供電電源轉(zhuǎn)換時保證供電的連續(xù)性外，還具有斷電延時釋放功能使得在短時斷電時防止接觸器誤釋放。
第一電流變壓器產(chǎn)生的交流飽和電壓可通過適當(dāng)?shù)剡x用鐵芯材料和結(jié)構(gòu)尺寸，使得初級電流在額定電流的25%左右以上時達(dá)到飽和，并使吸引線圈的吸力達(dá)到額定吸力的85%以上，這樣可保證電動機(jī)從空載到滿載變化時吸引線圈的吸力都可在額定吸力附近不大的變化范圍內(nèi)變化。
參見圖2、圖3。圖2為本發(fā)明的第二實(shí)施例的原理線路圖。在圖2中除和圖1相同的部分外還可以在斷開操作按鈕OFF上增設(shè)一付常開接點(diǎn)與儲能電容器C1兩端并聯(lián)，當(dāng)按下按鈕OFF時，其常開接點(diǎn)可使儲能電容器C1短路加速放電。
另外，在電源相線L2、L3上分別設(shè)置第二、第三電流變壓器T2、T3，并設(shè)置分別與第二、第三電流變壓器T2、T3的次級線圈相連的第一、第二電壓繼電器K1、K2。其常開接點(diǎn)串聯(lián)接于第一電流變壓器T1的輸出回路。第二、第三電流變壓器T2、T3要求當(dāng)其初級電流在25%-100%的額定電流范圍內(nèi)變化時，輸出電壓的變化將在次級額定電壓的85%-110%范圍以內(nèi)。其典型特性曲線如圖3所示。因此在正常運(yùn)行時第二、第三電流變壓器T2、T3的輸出電壓可使第一、第二電壓繼電器K1、K2可靠動作，其相應(yīng)的常開接點(diǎn)處于閉合位置，因此第一電流變壓器T1的輸出電能送到吸引線圈，接觸器吸合，保持在接通狀態(tài)。當(dāng)三相中有一相斷線無電流時，第一、第二、第三電流變壓器T1、T2、T3中有一個輸出電壓為零，從而直接切斷或通過第一、第二電壓繼電器的常開接點(diǎn)切斷橋式整流電路V2的電源而使交流接觸器的吸引線圈斷電，接觸器斷開，起到斷相保護(hù)的作用。
本發(fā)明的控制裝置不僅有無噪音、節(jié)能、吸引線圈溫升低等優(yōu)點(diǎn)，還具有下列優(yōu)點(diǎn)，即(1)由于改變了吸引線圈的吸持方式，使得吸引線圈的吸力不會因電動機(jī)起動電流在供電線路上引起電壓降而減小，相反，起動電流越大，吸力也隨之增大，保證了接觸器在電動機(jī)起動時可靠地閉合。
(2)在負(fù)載回路(包括電動機(jī)回路)發(fā)生短路時，短路電流會促使接觸器的吸引線圈吸力增大，保證了接觸器不致因誤切斷短路電流而造成損壞，而讓短路保護(hù)電器(如熔斷器或空氣斷路器等)來切斷短路電流。
(3)短時斷電時能使接觸器保持在吸合狀態(tài)。由于吸引線圈采用了直流供電，適當(dāng)選用不同的儲能電容值可以非常方便地獲得不同的斷電延時釋放要求，以滿足各種重要電動機(jī)對斷電延時的不同要求。
(4)具有反應(yīng)斷相運(yùn)行狀態(tài)比熱繼電器優(yōu)越得多的斷相保護(hù)功能。電動機(jī)運(yùn)行在空載到滿載的任何狀態(tài)下發(fā)生斷相，均能立即切除電動機(jī)。
對以上的最佳實(shí)施例進(jìn)行適當(dāng)變換是完全可能的。第一整流裝置和第二整流裝置可用半波整流也可用橋式整流;使接觸器斷開的操作按鈕OFF可連接在負(fù)載電流自持電路的其它任何位置，同樣地繼電器K1、K2的常開接點(diǎn)除串接在第一電流變壓器T3的輸出端外，也可接到第二整流裝置V2的輸出回路，限流電阻R也可以不用，接通接觸器的交流控制電源除可取自電源L1、L3(此時所取的交流電壓為線電壓380伏)外，也可以取自L2、L3和L1、L2。顯然也可以取自任一相電壓(即L1、L2、L3中任一相對中性線的電壓，即220V)。負(fù)載除電動機(jī)外，顯然也可以是三相電阻絲加熱器等其它負(fù)載。又圖1中的第一電流變壓器T1反應(yīng)三相中某一相負(fù)載的電流，再將電流變壓器T輸出的電壓經(jīng)整流裝置V2向吸引線圈K供電的，但也可以在每相中或任意兩相中都設(shè)置一類似的電流變壓器，再將這些電流變壓器的輸出與橋式整流裝置或半波整流裝置等相連，并以此整流裝置的輸出作為吸引線圈的保持電壓，從而使電流變壓器可反應(yīng)多相負(fù)載電流。
權(quán)利要求
1.一種負(fù)載電流自持的交流接觸器控制裝置，特別適用于交流接觸器控制的負(fù)載為電動機(jī)的場合，上述交流接觸器控制裝置包括具有吸引線圈、一次回路的主觸頭、二次回路中的常閉輔助觸頭的交流接觸器，可使交流接觸器接通和斷開的操作裝置，將交流變換為直流的第一和第二整流裝置，反應(yīng)一相或多相負(fù)載電流的第一電流變壓器以及儲能電容器；在接通交流接觸器時，二次控制電源由一次回路中主觸頭前面的電源側(cè)抽取，經(jīng)接觸器的常閉輔助觸頭、接通操作裝置、第一整流裝置向其吸引線圈和儲能電容器同時供電；當(dāng)接觸器的主觸頭接通負(fù)載后，立即由上述第一電流變壓器，經(jīng)第二整流裝置持續(xù)向其吸引線圈和儲能電容器供電，同時通過上述常閉輔助觸頭立即切除原先的二次控制電源；在斷開交流接觸器時，用斷開操作裝置切斷第一電流變壓器的供電回路。
2.如權(quán)利要求1所述的交流接觸器控制裝置，其特征在于上述反應(yīng)一相或多相負(fù)載電流的第一電流變壓器直接以負(fù)載電流線為初級線圈，次級線圈產(chǎn)生的電壓在25%左右以上負(fù)載電流時具有明顯的飽和特性，以實(shí)現(xiàn)負(fù)載電流自持。
3.如權(quán)利要求1所述的交流接觸器控制裝置，其特征在于上述第一整流裝置和第二整流裝置為半波或全波整流電路。
4.如權(quán)利要求1所述的交流接觸器控制裝置，其特征在于上述接通操作裝置為常開按鈕，上述斷開操作裝置為常閉按鈕。
5.如權(quán)利要求4所述的控制電路，其特征在于上述斷開操作裝置還設(shè)有在斷開時使上述儲能電容器兩端的電壓進(jìn)行放電的接點(diǎn)。
6.如權(quán)利要求1所述的控制電路，其特征在于，在其余兩相負(fù)載線上分別設(shè)置第二電流變壓器和第三電流變壓器，并在第二電流變壓器和第三電流變壓器的輸出端上分別并接第一、第二繼電器的線圈，第一、第二繼電器的常開觸點(diǎn)串聯(lián)在第二整流裝置的輸入或輸出電路中，當(dāng)三相中任一相發(fā)生斷相時，則相應(yīng)的電流變壓器的輸出為零，從而都能使交流接觸器的吸引線圈失去自保持電壓，使交流接觸器切除負(fù)載。
7.如權(quán)利要求2所述的交流接觸器控制裝置，其特征在于，上述反應(yīng)負(fù)載電流的電流變壓器當(dāng)初級電流在25%左右時，交流接觸器吸引線圈產(chǎn)生的吸力能達(dá)到額定吸力的85%以上。
8.如權(quán)利要求6所述的控制電路，其特征在于上述第二、第三電流變壓器當(dāng)初級電流在25%-100%的額定電流范圍內(nèi)變化時，其輸出電壓在次級額定電壓的85%-110%范圍內(nèi)變化。
全文摘要
負(fù)載電流自持的交流接觸器控制裝置，特別適用于交流接觸器所控制的負(fù)載為電動機(jī)的場合，起動時控制電源由一次回路主電源經(jīng)整流后向接觸器的吸引線圈供電，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。負(fù)載電流自持方式不會因起動壓降而減小吸力，接觸器后面短路時不會誤切短路電流，短時斷電時仍能保持吸合。且工作可靠，延長壽命，節(jié)能、無噪音。
文檔編號H01H47/02GK1050643SQ9010737
公開日1991年4月10日 申請日期1990年8月27日 優(yōu)先權(quán)日1990年8月27日
發(fā)明者陳品森, 劉騰達(dá), 王亞平 申請人:能源部華東電力設(shè)計院