[實用新型]智能接觸器

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200920186936.2
• 申請日: 2009-08-13
• 公開（公告）號: CN201490944U
• 公開（公告）日: 2010-05-26
• 發(fā)明（設計）人: 胡勤
• 申請（專利權(quán)）人: 合肥欽力電子有限公司
• 主分類號: H02P3/18
• 分類號: H02P3/18;H02H7/085;H02H7/08
• 代理公司: 安徽省合肥新安專利代理有限責任公司 34101
• 代理人: 何梅生

技術領域

本實用新型涉及接觸器，更具體地說尤其是用于大功率直流電機通斷控制的固態(tài)接觸器。

背景技術

目前，在電動叉車上用于貨物升降的泵電機大都使用直流接觸器控制通斷，如圖1所示，其電源電壓設置為48V，工作電流為100-300A，啟動電流最大可達到600A。由于長期工作在車內(nèi)振動環(huán)境中，并且其每小時通斷的次數(shù)達到數(shù)百次，因此用于控制電機的直流接觸器使用壽命很有限，成為電動叉車控制電器中為數(shù)不多的易損器件之一。常規(guī)使用的300A/48V直流接觸器平均使用壽命只有3-6個月，少數(shù)性能較好接觸器最多也只有12個月的使用壽命，這一情況很大程度上影響了電動叉車整車可靠性的提高，同時也增加了使用時的維護費用。

實用新型內(nèi)容

本實用新型是為避免上述現(xiàn)有技術所存在的不足之處，提供一種智能接觸器，尤其是還能具有慢啟動和溫度過載保護功能的智能接觸器，以其可靠的使用性能提高電動叉車整車工作可靠性，降低維護費用。

本實用新型解決技術問題采用如下技術方案。

本實用新型智能接觸器的結(jié)構(gòu)特點是設置由單片機CPU通過PWM控制的VMOS管構(gòu)成電子開關，以所述電子開關串聯(lián)在泵電機M1的電源回路中構(gòu)成控制泵電機M1電源通斷的無觸點接觸器。

本實用新型智能接觸器的結(jié)構(gòu)特點也在于：

所述電子開關由各VMOS管并聯(lián)組成。

所述單片機CPU在泵電機M1啟動時，以100Hz的工作頻率送出占空比逐級增加的PWM脈沖控制信號，直至所述各VMOS管全部導通。

所述單片機CPU實時檢測溫度和VMOS管的工作電流，在溫度超過設定值或是工作電流大于設定值時，關斷VMOS管進入溫度或過載保護。

與已有技術相比，本實用新型有益效果體現(xiàn)在：

1、本實用新型為無觸點電子開關，其使用壽命長，可有效降低使用中的維護費用。

2、本實用新型中的無觸點電子開關基于CPU控制，通過設置PWM控制器，可以實現(xiàn)泵電機的慢啟動控制，大大減小泵電機啟動時對泵的機械沖擊，進而更進一步提高相關器件的使用壽命。

3、本實用新型基于CPU控制可以實現(xiàn)溫度、過載等保護功能，更進一步提高整車可靠性。

附圖說明

圖1為已有技術電路原理圖。

圖2為本實用新型電路原理圖。

圖3為本實用新型電子開關電路原理圖。

圖4為本實用新型控制電路原理圖。

以下通過具體實施方式，結(jié)合附圖對本實用新型作進一步說明。

具體實施方式

參見圖2，設置由單片機CPU控制的VMOS管構(gòu)成電子開關，以電子開關串聯(lián)在泵電機M的電源回路中構(gòu)成控制泵電機M電源通斷的無觸點接觸器。

具體實施中，相應的電路設置包括：

1、電源電路：如圖4所示，將電瓶48V電源通過三極管V1、穩(wěn)壓管V2、電阻R28和電阻R16組成的串聯(lián)穩(wěn)壓電源降至驅(qū)動VMOS管所需要的15V電源，同時利用直流穩(wěn)壓模塊N2產(chǎn)生隔離的單片機所需要的5V工作電源。

2、功率單元：如圖3所示，由十二只FQA140N10、140A/100V、N溝道的VMOS管并聯(lián)組成，為了提高VMOS管的開關效率，驅(qū)動電路采用LM393比較器整形，并以TC4429VMOS驅(qū)動器進行驅(qū)動。由于VMOS功率管溝道電阻的正溫度系數(shù)的特點，并聯(lián)的VMOS管可自動均流。

3、控制單元：圖4所示，控制單元用AT89C2051單片機D6，輸入?yún)⒘坑袌D4所示的啟動開關S1、圖3所示的溫度開關S2和VMOS管壓降VI，來自啟動開關S1的輸入?yún)⒘肯扔蛇\放N3B進行電平轉(zhuǎn)換，再通過光耦D1送到單片機D6的RST端口，使單片機D6退出復位狀態(tài)并進入運行狀態(tài)，同時解除驅(qū)動脈沖整形比較器N3A對驅(qū)動脈沖或驅(qū)動電平的封鎖；圖3所示的溫度開關S2一端接地，一端接到單片機D6的P3.3中斷入口，當功率單元溫度超過85度時，溫度開關S1閉合。

VMOS管導通壓降直接反映了VMOS管的工作電流，VMOS管壓降通過運放N1放大后由光耦D3送到單片機D6的P1.2口。輸出脈沖或電平從單片機D6的P1.5送出，通過光耦D2隔離送至比較器N3A，最后通過TC4429驅(qū)動VMOS功率單元，以VMOS管的通斷控制泵電機M1的運行。

在這一電路結(jié)構(gòu)中，核心控制單元通過隔離電源和光電耦合器與功率單元完全隔離，可以更進一步提高控制單元的抗干擾能力。

當開關K1閉合時，單片機D6的P1.0口以100Hz的工作頻率送出占空比逐級增加的PWM脈沖(1/256-256/256)直至全部導通，完成泵電機M1的慢啟動過程，整個啟動過程為2.56S；當開關K1斷開后，單片機D6復位關斷VMOS管。在整個啟動過程和全速運行過程中，單片機D6實時檢測智能接觸器的溫度和VMOS管的工作電流，即VMOS管壓降，當溫度超過85度或電流大于650安培時關斷VMOS管進入溫度或過載保護。保護狀態(tài)中，單片機D6驅(qū)動紅色LED指示保護內(nèi)容，其中，V7亮為溫度保護，V8為過載(過流)保護，V6為整機工作指示。