一種接觸器電源裝置制造方法
【專利摘要】本實(shí)用新型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(zhǔn)電路、高頻開關(guān)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(guān)切換電路以及接觸器。通過上述方式，本實(shí)用新型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(dá)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(shè)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(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型屬于電器控制器的【技術(shù)領(lǐng)域】，尤其涉及一種接觸器電源裝置，適用于各種型號(hào)的交直流接觸器，也適用于電磁閥等電磁機(jī)構(gòu)，是電力、冶金、工礦企業(yè)等配電裝置中的必備設(shè)備。

【背景技術(shù)】
[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(huì)因電網(wǎng)電壓不穩(wěn)定，時(shí)而吸緊，時(shí)而松吸或不吸。這樣一來，會(huì)給接觸器觸點(diǎn)帶來極大的拉弧和損傷，甚至?xí)虼思哟鬅龤Ы佑|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(diǎn)，是完全靠接觸器本身的線包通電產(chǎn)生磁場來實(shí)現(xiàn)的。故此類接觸器因線包的渦流損耗而消費(fèi)100多瓦的電能，不僅白白地浪費(fèi)大量電能，同時(shí)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(shù)中也有個(gè)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(yīng)付不同的應(yīng)用環(huán)境而需要準(zhǔn)備多種型號(hào)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(jìn)的地方。
[0005]另外，現(xiàn)有技術(shù)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(fù)對(duì)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(diǎn)，交流接觸器本身是一個(gè)感性負(fù)載，功率因數(shù)較低。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0006]本實(shí)用新型主要解決的技術(shù)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(dá)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(shè)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(shù)問題，本實(shí)用新型采用的一個(gè)技術(shù)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(zhǔn)電路、高頻開關(guān)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(guān)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(zhǔn)電路，所述的功率因數(shù)校準(zhǔn)電路接入高頻開關(guān)電源的輸入端，所述的高頻開關(guān)電源的輸出端分別對(duì)電壓檢測電路、微處理器、低功耗維持電路和開關(guān)切換電路進(jìn)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(guān)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(guān)切換電路，所述的開關(guān)切換電路接入接觸器。
[0008]在本實(shí)用新型一個(gè)較佳實(shí)施例中，所述的交流電源為220V-380V。
[0009]在本實(shí)用新型一個(gè)較佳實(shí)施例中，所述的高頻開關(guān)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(duì)電壓檢測電路和微處理器進(jìn)行供電，所述的第二路電源對(duì)低功耗維持電路進(jìn)行供電，所述的第三路電源對(duì)開關(guān)切換電路進(jìn)行供電。
[0010]在本實(shí)用新型一個(gè)較佳實(shí)施例中，所述的輸出電路包括高壓整流、高壓反響保護(hù)、高低壓轉(zhuǎn)換續(xù)流電路。
[0011]在本實(shí)用新型一個(gè)較佳實(shí)施例中，所述的接觸器電源裝置還設(shè)定有動(dòng)作電壓，所述動(dòng)作電壓包括啟動(dòng)電壓、脫扣電壓以及晃電電壓。
[0012]在本實(shí)用新型一個(gè)較佳實(shí)施例中，所述的動(dòng)作電壓由微處理器進(jìn)行控制。
[0013]在本實(shí)用新型一個(gè)較佳實(shí)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]在本實(shí)用新型一個(gè)較佳實(shí)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]本實(shí)用新型的有益效果是:本實(shí)用新型的接觸器電源裝置，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(dá)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(shè)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實(shí)用新型實(shí)施例中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)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實(shí)用新型的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其它的附圖，其中:
[0017]圖1是本實(shí)用新型接觸器電源裝置的一較佳實(shí)施例的結(jié)構(gòu)框圖；
[0018]圖2是動(dòng)作控制時(shí)序圖；
[0019]圖3是采樣電壓波形圖；
[0020]圖4是采樣原理及運(yùn)算圖。

【具體實(shí)施方式】
[0021]下面將對(duì)本實(shí)用新型實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅是本實(shí)用新型的一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例。基于本實(shí)用新型中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其它實(shí)施例，都屬于本實(shí)用新型保護(hù)的范圍。
[0022]如圖1所示，本實(shí)用新型實(shí)施例包括:
[0023]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(zhǔn)電路、高頻開關(guān)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(guān)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(zhǔn)電路，所述的功率因數(shù)校準(zhǔn)電路接入高頻開關(guān)電源的輸入端，所述的高頻開關(guān)電源的輸出端分別對(duì)電壓檢測電路、微處理器、低功耗維持電路和開關(guān)切換電路進(jìn)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(guān)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(guān)切換電路，所述的開關(guān)切換電路接入接觸器。其中，所述的交流電源為220V-380V。
[0024]上述中，所述的接觸器電源裝置還設(shè)定有動(dòng)作電壓，所述的動(dòng)作電壓由微處理器進(jìn)行控制。其中，所述動(dòng)作電壓包括啟動(dòng)電壓、脫扣電壓以及晃電電壓。
[0025]進(jìn)一步的，所述的高頻開關(guān)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(duì)電壓檢測電路和微處理器進(jìn)行供電，所述的第二路電源對(duì)低功耗維持電路進(jìn)行供電，所述的第三路電源對(duì)開關(guān)切換電路進(jìn)行供電。
[0026]其中，所述的輸出電路包括高壓整流、高壓反響保護(hù)、高低壓轉(zhuǎn)換續(xù)流電路。
[0027]再進(jìn)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。
[0028]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(zhǔn)電路，功率因數(shù)校準(zhǔn)電路接入高頻開關(guān)電源輸入端，高頻開關(guān)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(duì)電壓檢測電路和微處理器進(jìn)行供電，所述的第二路電源對(duì)低功耗維持電路進(jìn)行供電，所述的第三路電源對(duì)開關(guān)切換電路進(jìn)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(shè)定的啟動(dòng)電壓進(jìn)行比較當(dāng)輸入電壓大于設(shè)定的啟動(dòng)電壓時(shí)微處理器控制高低電壓切換電路輸出高電壓同時(shí)控制開關(guān)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(guān)斷并把低功耗保持電壓接入輸出電路，輸出電路接入開關(guān)切換電路，開關(guān)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(hù)，高低壓轉(zhuǎn)換續(xù)流電路。接觸器吸合以后，微處理器把輸入電壓與設(shè)定的脫扣電壓比較，當(dāng)輸入電壓低于脫扣電壓時(shí)，微處理器控制開關(guān)切換電路切斷輸出使接觸器立即脫扣，當(dāng)輸入電壓高于脫扣電壓，微處理器把輸入電壓與設(shè)定的晃電電壓比較，當(dāng)輸入電壓低于設(shè)定的晃電電壓值時(shí)，微處理器開始計(jì)時(shí)，在計(jì)時(shí)達(dá)到設(shè)定的時(shí)間內(nèi)輸入電壓一直低于設(shè)定的晃電電壓，微處理器控制開關(guān)切換電路切斷輸出使接觸器脫扣。
[0029]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(dòng)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(dòng)作電壓替代了原有不確定動(dòng)作電壓。
[0030]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(yùn)動(dòng)的電子在電場的作用下呈相同方向的運(yùn)動(dòng)方向，電流和磁場有著不可分割的聯(lián)系O
[0031 ] 線圈是電感性負(fù)載，當(dāng)導(dǎo)體中的電流發(fā)生變化時(shí),導(dǎo)體本身就產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì),這個(gè)電動(dòng)勢(shì)總是阻礙導(dǎo)體中原來的電流變化，這種由于導(dǎo)體本身的電流發(fā)生變化而產(chǎn)生的電磁感應(yīng)現(xiàn)象叫自感現(xiàn)象，由于線圈的自感效應(yīng)就會(huì)形成電流滯后于電壓，就是說電流不能突變，當(dāng)線圈突然斷電，線圈對(duì)外會(huì)釋放于電源極性相反的電能，線圈的這種現(xiàn)象稱為儲(chǔ)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(yīng)電動(dòng)勢(shì)產(chǎn)生，在此電動(dòng)勢(shì)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(chǔ)能功能，力口上少許電流彌補(bǔ)了渦流損耗，達(dá)到維持線圈的磁場這一特殊功能，實(shí)現(xiàn)了節(jié)能的目的。通過實(shí)驗(yàn)，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(dá)到交流接觸器的可靠吸合。
[0032]高頻開關(guān)電源為脈寬調(diào)制電路，第一路電源輸出為主負(fù)載從這組輸出反饋電壓信號(hào)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(huì)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。
[0033]該電源裝置的電路硬件上沒有采用普通的交直流轉(zhuǎn)換而是采用交流信號(hào)疊加一個(gè)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(hào)最高頻率的2倍就可以無損的采出被采樣信號(hào))的原理把信號(hào)離散處理(圖4)再高速采樣，把得到的數(shù)據(jù)利用數(shù)學(xué)的方法計(jì)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(xué)的方法得到的數(shù)據(jù)準(zhǔn)確，使電源裝置的可靠性即準(zhǔn)確度大大提聞。
[0034]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(dòng)作的時(shí)間(SP吸合所需的能量見圖2)。當(dāng)接觸器的動(dòng)吸鐵向靜吸鐵運(yùn)動(dòng)的時(shí)候會(huì)產(chǎn)生彈性碰撞，使吸合動(dòng)作時(shí)間延長，主觸點(diǎn)產(chǎn)生有害抖動(dòng)增加觸點(diǎn)的損耗，該電源裝置利用微處理器的高速高穩(wěn)定的特點(diǎn)通過實(shí)驗(yàn)的方式得出了最佳的啟動(dòng)時(shí)間使動(dòng)吸鐵在運(yùn)動(dòng)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(dòng)，使觸點(diǎn)壽命大大增加。
[0035]本實(shí)用新型提供的接觸器電源裝置具有如下優(yōu)點(diǎn):
[0036]1、節(jié)能:
[0037]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(dá)90%以上，節(jié)電效果非常明顯。
[0038]2、環(huán)保、使用壽命長:
[0039]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(shí)會(huì)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(huì)隨之上升，一般交流接觸器在長時(shí)間的工作中會(huì)產(chǎn)生50°C以上的溫升，在夏季環(huán)境溫度達(dá)到40°C時(shí)線包的溫度甚至?xí)叩?00°C以上，線包長期處于高溫中工作，其老化速度加快，甚至?xí)龤Ь€包，大大縮短了交流接觸器的使用壽命，同時(shí)還會(huì)帶來很多安全隱患，也給環(huán)境帶來了很大的熱效應(yīng)，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。
[0040]3、安全可靠:
[0041]電源裝置的動(dòng)作電壓都可根據(jù)需要設(shè)定，而且所有動(dòng)作都由微處理器控制，動(dòng)作準(zhǔn)確無誤，可靠性極高。
[0042]4、電網(wǎng)電壓寬松:
[0043]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。
[0044]5、保護(hù)功能:
[0045]通過微處理器高速檢測電壓來進(jìn)行控制的，所以可以提供如:過壓保護(hù)，欠壓保護(hù)，晃電保護(hù)等保護(hù)功能。
[0046]同時(shí)，本實(shí)用新型的接觸器電源裝置，可根據(jù)用戶的具體要求任意設(shè)計(jì)該產(chǎn)品設(shè)備的工作性能。該電源裝置的外觀、結(jié)構(gòu)新穎美觀、獨(dú)特，全鋁合金外殼堅(jiān)固耐用。
[0047]綜上所述，本實(shí)用新型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(dá)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(shè)備，符合國家急需大力發(fā)展的防晃電、節(jié)能、環(huán)保政策。
[0048]以上所述僅為本實(shí)用新型的實(shí)施例，并非因此限制本實(shí)用新型的專利范圍，凡是利用本實(shí)用新型說明書內(nèi)容所作的等效結(jié)構(gòu)或等效流程變換，或直接或間接運(yùn)用在其它相關(guān)的【技術(shù)領(lǐng)域】，均同理包括在本實(shí)用新型的專利保護(hù)范圍內(nèi)。
【權(quán)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(zhǔn)電路、高頻開關(guān)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(guān)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(zhǔn)電路，所述的功率因數(shù)校準(zhǔn)電路接入高頻開關(guān)電源的輸入端，所述的高頻開關(guān)電源的輸出端分別對(duì)電壓檢測電路、微處理器、低功耗維持電路和開關(guān)切換電路進(jìn)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(guān)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(guān)切換電路，所述的開關(guān)切換電路接入接觸器。
2.根據(jù)權(quán)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(quán)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(guān)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(duì)電壓檢測電路和微處理器進(jìn)行供電，所述的第二路電源對(duì)低功耗維持電路進(jìn)行供電，所述的第三路電源對(duì)開關(guān)切換電路進(jìn)行供電。
4.根據(jù)權(quán)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(hù)、高低壓轉(zhuǎn)換續(xù)流電路。
5.根據(jù)權(quán)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(shè)定有動(dòng)作電壓，所述動(dòng)作電壓包括啟動(dòng)電壓、脫扣電壓以及晃電電壓。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的接觸器電源裝置，其特征在于，所述的動(dòng)作電壓由微處理器進(jìn)行控制。
7.根據(jù)權(quán)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(quán)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(hào)】H02M5/00GK204244086SQ201420526544
【公開日】2015年4月1日 申請(qǐng)日期:2014年9月15日 優(yōu)先權(quán)日:2014年9月15日
【發(fā)明者】陳志豪, 陳遠(yuǎn)峰 申請(qǐng)人:常熟市工友電器控制成套設(shè)備廠