[發明專利]具有快速充放電控制特性的雙穩態永磁交流接觸器

無效

• 申請號: 200810024641.5
• 申請日: 2008-03-28
• 公開（公告）號: CN101252059A
• 公開（公告）日: 2008-08-27
• 發明（設計）人: 林鶴云;金平;房淑華;汪先兵;毛萬镈
• 申請（專利權）人: 東南大學
• 主分類號: H01H51/01
• 分類號: H01H51/01;H01H51/27;H01H47/00
• 代理公司: 南京經緯專利商標代理有限公司
• 代理人: 葉連生

技術領域

本發明為具有快速充放電控制特性的雙穩態永磁交流接觸器，涉及永磁式交流接觸器及其控制電路的設計，屬于開關控制器件技術領域。

背景技術

永磁式交流接觸器噪音小，受電網電壓波動影響小，節能效果顯著，因而對于永磁式交流接觸器的研究使用已經引起廣泛的關注。

現有永磁式交流接觸器的典型結構為：永磁體、動鐵心、磁軛、線圈及為線圈提供脈沖電流的拓撲電路，其中動鐵心、磁軛和永磁體是磁路的主要部分，永磁體置于動鐵心或磁軛上，線圈中通以脈沖電流使磁軛中產生不同方向的電磁場，實現接觸器的分合閘。經檢索，專利號為91111785.7的專利“極化式稀土永磁接觸器及其脈沖工作制式電器控制系統”的中國專利和專利號為200620044255.9的專利“永磁接觸器”的中國專利均公開了上述內容。

現有為線圈提供脈沖電流的拓撲電路主要包括分合閘線圈、儲能機構、線圈過壓保護、儲能機構過壓保護、電源過壓保護、整流、欠壓判斷、合閘執行器件以及分閘執行器件。其中合閘執行器件以及分閘執行器件一般均采用功率器件，現有的拓撲電路基本能實現欠壓或斷電狀況下的分閘和在電源電壓在一定范圍內波動可以保證接觸器正常運行的功能。檢索發現，專利號為200520044326.0的專利“永磁接觸器控制電路”的中國專利和專利號為00204601.6的專利“永磁吸合式無功耗交流接觸器”的中國專利均公開了上述內容。

雖然永磁交流接觸器優點頗多，然而據申請人市場調查，現有的永磁式交流接觸器的還未大面積推廣開來，經研究分析后發現，原有電磁交流接觸器結構簡單，合閘和分閘過程短，性能穩定?，F有技術存在的問題是：由于永磁式交流接觸器操動機構的合閘和分閘是依靠拓撲電路提供的充電脈沖電流和放電脈沖電流來實現的，相比于機械合分閘時間，充電脈沖電流流通時間和放電脈沖電流流通時間構成的電氣分合閘時間長，影響了永磁交流接觸器控制單元的穩定性。

發明內容

技術問題：本發明的首要目的在于克服現有技術的缺點，提供一種具有快速充放電控制特性的雙穩態永磁交流接觸器，用于永磁交流接觸器所需要的脈沖電流的拓撲電路，通過使用濾波電路、負反饋、儲能電容電壓控制等結構，使永磁交流接觸器控制單元實現快速充放電，同時合分閘性能變得穩定；使用合閘線圈和分閘線圈分離、動觸頭與永磁操動機構分離的設計，同時配合線圈結構的變化，設計出結構合理的雙穩態永磁交流接觸器。

技術方案：本發明的具有快速充放電控制特性的雙穩態永磁交流接觸器包括機械部分和電控部分，其中機械部分的基座位于最下方，在基座上的中間自下至上依次為垂直聯動軸、超程彈簧和觸頭聯動軸，在垂直聯動軸的外部自下至上設有下磁軛銜鐵、永磁體、上磁軛銜鐵、上部支架、導電板，在下磁軛銜鐵的外部設有第三線圈和第四線圈，在上磁軛銜鐵的外部設有第一線圈、第二線圈；在垂直聯動軸上部的導電板的靜觸頭上方設有動觸頭，動觸頭與觸頭聯動軸相連，超程彈簧位于觸頭聯動軸和垂直聯動軸之間，接線觸頭端子位于導電板的外端；

電控部分的拓撲電路包括低通濾波電路、電源過壓保護、整流電路、儲能電壓監控電路、欠壓判斷電路、合閘信號發生電路、合閘線圈過壓保護、負反饋環節、合閘執行機構、儲能電容、儲能電容過壓保護、分閘信號發生電路、分閘線圈過壓保護和分閘執行機構；儲能電容和合閘信號發生電路之間連有可以控制充電時間的負反饋環節；整流電路輸出端并聯有用于監控儲能電容的儲能電壓以及在接觸器合閘狀態下穩定運行時，為儲能電容的能量損耗提供補償的儲能電壓監控電路；220V交流輸入側并聯有低通濾波電路。

所述第一線圈、第二線圈、第三線圈、第四線圈均為同向繞制，第一線圈反向串聯第三線圈構成合閘線圈，第四線圈反向串聯第二線圈構成分閘線圈。

永磁體與垂直聯動軸固定，位于上磁軛銜鐵和下磁軛銜鐵之間；垂直聯動軸在永磁體上下兩端均設有固定永磁體和防止永磁體與上磁軛銜鐵和下磁軛銜鐵的直接碰撞的凸起；上磁軛銜鐵和下磁軛銜鐵均為圓環形，垂直聯動軸從中間穿過；動觸頭與觸頭聯動軸相連，與操動機構中的垂直聯動軸間通過超程彈簧隔離，便于試驗和檢測。

充電回路由合閘線圈、合閘執行機構和儲能電容構成，放電回路由分閘線圈、分閘執行機構和儲能電容構成；合閘執行機構和分閘執行機構均使用單向可控硅；合閘執行機構的單向可控硅的陽極接合閘線圈，陰極接儲能電容；分閘執行機構的單向可控硅的陽極接分閘線圈，陰極接整流橋BD負極。

第二線圈、第四線圈與第一線圈、第三線圈相比，匝數較少，線徑較大。