一種接觸器電源裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種接觸器電源裝置，包括浪涌抑制電源濾波電路、功率因數(shù)校準電路、高頻開關電源、高低壓切換電路、第一隔離電路、第二隔離電路、低功耗維持電路、微處理器、電壓檢測電路、輸出電路、開關切換電路以及接觸器。通過上述方式，本發(fā)明提供的接觸器電源裝置，大大提高了接觸器的可靠性，延長接觸器的使用壽命，具有防晃電、節(jié)能以及環(huán)保的性能，節(jié)電率達到90%以上，又是靜音工作，減少了噪聲污染，是電力、冶金、工礦企業(yè)等配電裝置中的必備設備，符合國家急需大力發(fā)展的防晃電、節(jié)能、環(huán)保政策。
【專利說明】一種接觸器電源裝置

【技術領域】
[0001]本發(fā)明屬于電器控制器的【技術領域】，尤其涉及一種接觸器電源裝置，適用于各種型號的交直流接觸器，也適用于電磁閥等電磁機構，是電力、冶金、工礦企業(yè)等配電裝置中的必備設備。

【背景技術】
[0002]目前市場上廣泛采用的接觸器，是不加控制器的。此類接觸器往往會因電網(wǎng)電壓不穩(wěn)定，時而吸緊，時而松吸或不吸。這樣一來，會給接觸器觸點帶來極大的拉弧和損傷，甚至會因此加大燒毀接觸器線包的幾率，從而大大縮短接觸器的使用壽命。
[0003]接觸器的觸點，是完全靠接觸器本身的線包通電產(chǎn)生磁場來實現(xiàn)的。故此類接觸器因線包的渦流損耗而消費100多瓦的電能，不僅白白地浪費大量電能，同時發(fā)出較大的嗡嗡交流聲，形成較大的噪聲污染。
[0004]現(xiàn)有技術中也有個別采用交直流接觸器控制模塊的產(chǎn)品，但此類產(chǎn)品為了應付不同的應用環(huán)境而需要準備多種型號的節(jié)電控制器，并且工作范圍、電氣性能及穩(wěn)定性尚有待改進的地方。
[0005]另外，現(xiàn)有技術中使用的各種接觸器幾乎都是AC220V或AC380V 50Hz供電，由于交流電是由正負對稱的初始相位，幅值，頻率相等正弦波組成，正弦波存在過零點，交流接觸器本身是一個感性負載，功率因數(shù)較低。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明主要解決的技術問題是提供一種接觸器電源裝置，大大提高了接觸器的可靠性，延長接觸器的使用壽命，具有防晃電、節(jié)能以及環(huán)保的性能，節(jié)電率達到90%以上，又是靜音工作，減少了噪聲污染，是電力、冶金、工礦企業(yè)等配電裝置中的必備設備，符合國家急需大力發(fā)展的防晃電、節(jié)能、環(huán)保政策。
[0007]為解決上述技術問題，本發(fā)明采用的一個技術方案是:提供了一種接觸器電源裝置，包括浪涌抑制電源濾波電路、功率因數(shù)校準電路、高頻開關電源、高低壓切換電路、第一隔離電路、第二隔離電路、低功耗維持電路、微處理器、電壓檢測電路、輸出電路、開關切換電路以及接觸器，交流電源分別輸入浪涌抑制電源濾波電路的輸入端、高低壓切換電路的輸入端以及通過第一隔離電路接入電壓檢測電路，所述的浪涌抑制電源濾波電路的輸出端接入功率因數(shù)校準電路，所述的功率因數(shù)校準電路接入高頻開關電源的輸入端，所述的高頻開關電源的輸出端分別對電壓檢測電路、微處理器、低功耗維持電路和開關切換電路進行供電，所述的電壓檢測電路接入微處理器，所述的微處理器通過第二隔離電路分別接入高低壓切換電路和開關切換電路，所述的低功耗維持電路分別通過高低壓切換電路和輸出電路接入開關切換電路，所述的開關切換電路接入接觸器。
[0008]在本發(fā)明一個較佳實施例中，所述的交流電源為220V-380V。
[0009]在本發(fā)明一個較佳實施例中，所述的高頻開關電源分別輸出3路互相電氣隔離的電源，包括第一路電源、第二路電源和第三路電路，所述的第一路電源對電壓檢測電路和微處理器進行供電，所述的第二路電源對低功耗維持電路進行供電，所述的第三路電源對開關切換電路進行供電。
[0010]在本發(fā)明一個較佳實施例中，所述的輸出電路包括高壓整流、高壓反響保護、高低壓轉換續(xù)流電路。
[0011]在本發(fā)明一個較佳實施例中，所述的接觸器電源裝置還設定有動作電壓，所述動作電壓包括啟動電壓、脫扣電壓以及晃電電壓。
[0012]在本發(fā)明一個較佳實施例中，所述的動作電壓由微處理器進行控制。
[0013]在本發(fā)明一個較佳實施例中，所述的接觸器的工作維持電壓為50-500V，工作吸合電壓為150-420V。
[0014]在本發(fā)明一個較佳實施例中，所述的接觸器接觸器為交流接觸器或直流接觸器。
[0015]本發(fā)明的有益效果是:本發(fā)明的接觸器電源裝置，大大提高了接觸器的可靠性，延長接觸器的使用壽命，具有防晃電、節(jié)能以及環(huán)保的性能，節(jié)電率達到90%以上，又是靜音工作，減少了噪聲污染，是電力、冶金、工礦企業(yè)等配電裝置中的必備設備，符合國家急需大力發(fā)展的防晃電、節(jié)能、環(huán)保政策。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0016]為了更清楚地說明本發(fā)明實施例中的技術方案，下面將對實施例描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其它的附圖，其中:
圖1是本發(fā)明接觸器電源裝置的一較佳實施例的結構框圖；
圖2是動作控制時序圖；
圖3是采樣電壓波形圖；
圖4是采樣原理及運算圖。

【具體實施方式】
[0017]下面將對本發(fā)明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅是本發(fā)明的一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒景l(fā)明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其它實施例，都屬于本發(fā)明保護的范圍。
[0018]如圖1所示，本發(fā)明實施例包括:
一種接觸器電源裝置，包括浪涌抑制電源濾波電路、功率因數(shù)校準電路、高頻開關電源、高低壓切換電路、第一隔離電路、第二隔離電路、低功耗維持電路、微處理器、電壓檢測電路、輸出電路、開關切換電路以及接觸器，交流電源分別輸入浪涌抑制電源濾波電路的輸入端、高低壓切換電路的輸入端以及通過第一隔離電路接入電壓檢測電路，所述的浪涌抑制電源濾波電路的輸出端接入功率因數(shù)校準電路，所述的功率因數(shù)校準電路接入高頻開關電源的輸入端，所述的高頻開關電源的輸出端分別對電壓檢測電路、微處理器、低功耗維持電路和開關切換電路進行供電，所述的電壓檢測電路接入微處理器，所述的微處理器通過第二隔離電路分別接入高低壓切換電路和開關切換電路，所述的低功耗維持電路分別通過高低壓切換電路和輸出電路接入開關切換電路，所述的開關切換電路接入接觸器。其中，所述的交流電源為220V-380V。
[0019]上述中，所述的接觸器電源裝置還設定有動作電壓，所述的動作電壓由微處理器進行控制。其中，所述動作電壓包括啟動電壓、脫扣電壓以及晃電電壓。
[0020]進一步的，所述的高頻開關電源分別輸出3路互相電氣隔離的電源，包括第一路電源、第二路電源和第三路電路，所述的第一路電源對電壓檢測電路和微處理器進行供電，所述的第二路電源對低功耗維持電路進行供電，所述的第三路電源對開關切換電路進行供電。
[0021]其中，所述的輸出電路包括高壓整流、高壓反響保護、高低壓轉換續(xù)流電路。
[0022]再進一步的，所述的接觸器接觸器為交流接觸器或直流接觸器。其中，所述的接觸器的工作維持電壓為50-500V，工作吸合電壓為150-420V。
[0023]工作原理:AC220V_380V接入浪涌抑制電源濾波電路的輸入端，浪涌抑制電源濾波電路的輸出端接入功率因數(shù)校準電路，功率因數(shù)校準電路接入高頻開關電源輸入端，高頻開關電源輸出3路互相電氣隔離的電源，包括第一路電源、第二路電源和第三路電路，所述的第一路電源對電壓檢測電路和微處理器進行供電，所述的第二路電源對低功耗維持電路進行供電，所述的第三路電源對開關切換電路進行供電。AC220V-380V接入高低壓切換電路和通過第一隔離電路接入電壓檢測電路，電壓檢測電路接入微處理器，微處理器把輸入電壓與設定的啟動電壓進行比較當輸入電壓大于設定的啟動電壓時微處理器控制高低電壓切換電路輸出高電壓同時控制開關切換電路接通，高電壓通過接觸器的線包使接觸器吸合，接觸器吸合后微處理器立即控制高低壓切換電路把高壓關斷并把低功耗保持電壓接入輸出電路，輸出電路接入開關切換電路，開關切換電路把低功耗保持電壓輸入接觸器線包保持接觸器吸合狀態(tài)，輸出電路里包含高壓整流，高壓反響保護，高低壓轉換續(xù)流電路。接觸器吸合以后，微處理器把輸入電壓與設定的脫扣電壓比較，當輸入電壓低于脫扣電壓時，微處理器控制開關切換電路切斷輸出使接觸器立即脫扣，當輸入電壓高于脫扣電壓，微處理器把輸入電壓與設定的晃電電壓比較，當輸入電壓低于設定的晃電電壓值時，微處理器開始計時，在計時達到設定的時間內(nèi)輸入電壓一直低于設定的晃電電壓，微處理器控制開關切換電路切斷輸出使接觸器脫扣。
[0024]本發(fā)明用直流電取代交流電，用瞬間直流高壓磁化接觸器動靜吸鐵，用直流低壓保持吸鐵磁場替代了原來用交流高壓保持鐵芯吸合。用微處理器高速采樣電壓，精確控制接觸器動作電壓替代了原有不確定動作電壓。
[0025]接觸器的工作最基本原理是電磁鐵的吸和放，磁場的產(chǎn)生的根本原因是原子內(nèi)繞原子核運動的電子在電場的作用下呈相同方向的運動方向，電流和磁場有著不可分割的聯(lián)系O
[0026]線圈是電感性負載，當導體中的電流發(fā)生變化時，導體本身就產(chǎn)生感應電動勢，這個電動勢總是阻礙導體中原來的電流變化，這種由于導體本身的電流發(fā)生變化而產(chǎn)生的電磁感應現(xiàn)象叫自感現(xiàn)象，由于線圈的自感效應就會形成電流滯后于電壓，就是說電流不能突變，當線圈突然斷電，線圈對外會釋放于電源極性相反的電能，線圈的這種現(xiàn)象稱為儲能，接觸器線包里的鐵芯吸合后形成閉合回路，由于通過鐵芯的磁通是隨著電流作周期性的變化，在這閉合的回路里有感應電動勢產(chǎn)生，在此電動勢的作用下，形成渦流，渦流在鐵芯中發(fā)熱引起能量的損耗，這種損耗稱為渦流損耗，也叫鐵損。利用了線圈的儲能功能，力口上少許電流彌補了渦流損耗，達到維持線圈的磁場這一特殊功能，實現(xiàn)了節(jié)能的目的。通過實驗，交流功率在100-150W的線圈，用直流4W左右的功率可滿足一般鐵芯的渦流損耗，保持線圈的磁場不變，從而達到交流接觸器的可靠吸合。
[0027]高頻開關電源為脈寬調(diào)制電路，第一路電源輸出為主負載從這組輸出反饋電壓信號到電源控制芯片，這一組是恒壓輸出，由于這一路的功率恒定，控制芯片輸出的脈沖寬度就恒定，從而使低功率維持電路即第二路電源輸出功率恒定，用在不同的接觸器上由于接觸器線包的直流電阻不同這組輸出電壓就會有不同的跌落，可以在各種接觸器上使用而不至于線包電阻大的接觸器吸合不緊，線包電阻小的造成線包電流過大而降低節(jié)電效率。
[0028]該電源裝置的電路硬件上沒有采用普通的交直流轉換而是采用交流信號疊加一個合適的直流分量使交流分量的最小值為正正電平(見圖3)然后利用采樣定律(采樣頻率大于被采樣信號最高頻率的2倍就可以無損的采出被采樣信號)的原理把信號離散處理(圖4)再高速采樣，把得到的數(shù)據(jù)利用數(shù)學的方法計算得到電壓的測量值。這種方法硬件電路簡潔，可靠性非常高，利用數(shù)學的方法得到的數(shù)據(jù)準確，使電源裝置的可靠性即準確度大大提聞。
[0029]該電源裝置利用微處理器的高速度高穩(wěn)定的特性，精確控制吸合動作的時間(SP吸合所需的能量見圖2)。當接觸器的動吸鐵向靜吸鐵運動的時候會產(chǎn)生彈性碰撞，使吸合動作時間延長，主觸點產(chǎn)生有害抖動增加觸點的損耗，該電源裝置利用微處理器的高速高穩(wěn)定的特點通過實驗的方式得出了最佳的啟動時間使動吸鐵在運動的過程中經(jīng)歷加速-減速-吸合的過程恰到好處既可靠快速吸合又大大消除了有害抖動，使觸點壽命大大增加。
[0030]本發(fā)明提供的接觸器電源裝置具有如下優(yōu)點:
1、節(jié)能:
交流接觸器線包的功率都在100-200W，采用本專利新型控制器，可使原有交流接觸器節(jié)電效果高達90%以上，節(jié)電效果非常明顯。
[0031]2、環(huán)保、使用壽命長:
由于交流接觸器使用的是50Hz交流電，在電流流過線圈的同時會產(chǎn)生音頻振蕩，發(fā)出嗡嗡的噪音，給人們的健康帶來損害，再則由于線包的功耗大，溫度也會隨之上升，一般交流接觸器在長時間的工作中會產(chǎn)生50°C以上的溫升，在夏季環(huán)境溫度達到40°C時線包的溫度甚至會升高到100°C以上，線包長期處于高溫中工作，其老化速度加快，甚至會燒毀線包，大大縮短了交流接觸器的使用壽命，同時還會帶來很多安全隱患，也給環(huán)境帶來了很大的熱效應，給企業(yè)帶來許多不必要的損失，使用電源裝置后完全解決上述問題，一、由于是直流工作沒有任何音頻噪聲；二由于電源裝置給線包的是低電壓，小電流工作源，線包的溫升幾乎為零，線包的壽命大大延長。
[0032]3、安全可靠:
電源裝置的動作電壓都可根據(jù)需要設定，而且所有動作都由微處理器控制，動作準確無誤，可靠性極高。
[0033]4、電網(wǎng)電壓寬松: 接觸器使用本電源模塊后，使用電網(wǎng)電壓大為寬松，過去220V電壓降至170V左右就不能正常吸合甚至燒毀線包，現(xiàn)在通過本控制器吸合電壓可從150V-420V可靠吸合，而維持電壓可在50 V -500 V內(nèi)可靠工作。
[0034]5、保護功能:
通過微處理器高速檢測電壓來進行控制的，所以可以提供如:過壓保護，欠壓保護，晃電保護等保護功能。
[0035]同時，本發(fā)明的接觸器電源裝置，可根據(jù)用戶的具體要求任意設計該產(chǎn)品設備的工作性能。該電源裝置的外觀、結構新穎美觀、獨特，全鋁合金外殼堅固耐用。
[0036]綜上所述，本發(fā)明揭示的接觸器電源裝置，大大提高了接觸器的可靠性，延長接觸器的使用壽命，具有防晃電、節(jié)能以及環(huán)保的性能，節(jié)電率達到90%以上，又是靜音工作，減少了噪聲污染，是電力、冶金、工礦企業(yè)等配電裝置中的必備設備，符合國家急需大力發(fā)展的防晃電、節(jié)能、環(huán)保政策。
[0037]以上所述僅為本發(fā)明的實施例，并非因此限制本發(fā)明的專利范圍，凡是利用本發(fā)明說明書內(nèi)容所作的等效結構或等效流程變換，或直接或間接運用在其它相關的【技術領域】，均同理包括在本發(fā)明的專利保護范圍內(nèi)。
【權利要求】
1.一種接觸器電源裝置，其特征在于，包括浪涌抑制電源濾波電路、功率因數(shù)校準電路、高頻開關電源、高低壓切換電路、第一隔離電路、第二隔離電路、低功耗維持電路、微處理器、電壓檢測電路、輸出電路、開關切換電路以及接觸器，交流電源分別輸入浪涌抑制電源濾波電路的輸入端、高低壓切換電路的輸入端以及通過第一隔離電路接入電壓檢測電路，所述的浪涌抑制電源濾波電路的輸出端接入功率因數(shù)校準電路，所述的功率因數(shù)校準電路接入高頻開關電源的輸入端，所述的高頻開關電源的輸出端分別對電壓檢測電路、微處理器、低功耗維持電路和開關切換電路進行供電，所述的電壓檢測電路接入微處理器，所述的微處理器通過第二隔離電路分別接入高低壓切換電路和開關切換電路，所述的低功耗維持電路分別通過高低壓切換電路和輸出電路接入開關切換電路，所述的開關切換電路接入接觸器。
2.根據(jù)權利要求1所述的接觸器電源裝置，其特征在于，所述的交流電源為220V-380V。
3.根據(jù)權利要求1所述的接觸器電源裝置，其特征在于，所述的高頻開關電源分別輸出3路互相電氣隔離的電源，包括第一路電源、第二路電源和第三路電路，所述的第一路電源對電壓檢測電路和微處理器進行供電，所述的第二路電源對低功耗維持電路進行供電，所述的第三路電源對開關切換電路進行供電。
4.根據(jù)權利要求1所述的接觸器電源裝置，其特征在于，所述的輸出電路包括高壓整流、高壓反響保護、高低壓轉換續(xù)流電路。
5.根據(jù)權利要求1所述的接觸器電源裝置，其特征在于，所述的接觸器電源裝置還設定有動作電壓，所述動作電壓包括啟動電壓、脫扣電壓以及晃電電壓。
6.根據(jù)權利要求1所述的接觸器電源裝置，其特征在于，所述的動作電壓由微處理器進行控制。
7.根據(jù)權利要求1所述的接觸器電源裝置，其特征在于，所述的接觸器的工作維持電壓為50-500V，工作吸合電壓為150-420V。
8.根據(jù)權利要求1所述的接觸器電源裝置，其特征在于，所述的接觸器接觸器為交流接觸器或直流接觸器。
【文檔編號】H02M5/00GK104270010SQ201410466357
【公開日】2015年1月7日 申請日期:2014年9月15日 優(yōu)先權日:2014年9月15日
【發(fā)明者】陳志豪, 陳遠峰 申請人:常熟市工友電器控制成套設備廠