[發明專利]一種智能型永磁接觸器

在審

• 申請號: 201710116070.7
• 申請日: 2017-03-01
• 公開（公告）號: CN106783399A
• 公開（公告）日: 2017-05-31
• 發明（設計）人: 黃恒慶;遲長春;籍海亮;王叢佼;王海群;衛若棋
• 申請（專利權）人: 上海電機學院
• 主分類號: H01H47/22
• 分類號: H01H47/22
• 代理公司: 上海伯瑞杰知識產權代理有限公司31227
• 代理人: 張榮義

技術領域

本發明屬于電氣設備技術領域，特別涉及一種智能型永磁接觸器。

背景技術

永磁接觸器是一種新型的低壓開關電器，利用電磁操動、永磁保持的工作原理，克服了傳統的電磁式接觸器能耗大、工作噪聲大、受電網電壓影響大等缺點，具有很好的節能效果。基于傳統的控制方法并不能改善永磁接觸器的動態性能，具有很大的弊端，并且由于傳統的電磁式接觸器與永磁式接觸器結構上有較大的區別，故適用于電磁式的控制方案并不能適用于永磁式接觸器。并且在現有的永磁接觸器到達穩定閉合之前，動靜觸頭由于碰撞會發生彈跳，其彈跳過程產生的材料損耗最高可達在分斷電流時產生損耗的5至10倍，對材料的侵蝕特別嚴重，尤其是當永磁接觸器被使用在AC-4類別時，閉合時的啟動電流比額定電流高6倍，觸頭彈跳嚴重損害了永磁接觸器的使用壽命和可靠性，對企業的安全生產和效益有巨大的潛在危害。

發明內容

針對現有技術中的缺陷，本發明提供了一種智能型永磁接觸器，通過使用分段脈寬調制(PWM)控制技術，降低動觸頭以及動鐵心的運動速度，減少了動觸頭彈跳次數，提高永磁接觸器的可靠性與使用壽命。該智能控制系統增加了抗晃電保護，減少由于電網的短暫波動引起永磁接觸器的誤操作，保證系統穩定持續運行。

一種永磁接觸器，包括微處理器，開關電源模塊，儲能電容，整流濾波電路，線圈，線圈電壓檢測電路，其特征是，還包括合閘操作模塊，分閘操作模塊，合閘瞬間導通模塊；

所述合閘操作模塊包括可控開關一與開關控制電路一；所述分閘操作模塊包括可控開關三和開關控制電路三；所述合閘瞬間導通模塊包括可控開關二和開關控制電路二，

所述整波濾波電路與所述合閘操作模塊中的可控開關一相連；所述合閘操作模塊中的可控開關一與所述線圈相連；所述線圈電壓檢測電路與所述儲能電容，合閘瞬間導通模塊中的可控開關二，微處理器相連；所述開關電源模塊，位移信號檢測電路，分閘操作模塊中開關控制電路三與所述微處理器相連。

進一步的，所述合閘操作模塊，所述線圈，所述合閘瞬間導通模塊構成合閘主回路，所述微處理器根據動鐵心位移施加占空比，控制所述合閘操作模塊中的可控開關一的導通和關斷，減小動鐵心的合閘速度，當永磁接觸器閉合后，所述合閘操作模塊中的可控開關一閉合，所述合閘瞬間導通模塊中的可控開關二導通，外部電源通過所述線圈對儲能電容充電，所述合閘操作模塊中的可控開關斷開，永磁接觸器實現合閘操作，

當永磁接觸器得到斷開命令時，所述分閘操作模塊中的可控開關三閉合，所述分閘操作模塊、所述線圈和所述儲能電容構成主電路；所述儲能電容進行放電，使所述線圈流通反向電流，所述線圈和電流形成的磁通則會減弱，動鐵心與靜鐵心之間的吸力減小，永磁接觸器實現分閘操作。

優選的，上述合閘操作過程中，通過位移傳感器實時檢測獲得動鐵心位移，傳到所述微處理器，所述微處理器判斷后，施加的占空比為：在永磁接觸器的動鐵心位移為0～x1時，施加占空比為I；在永磁接觸器的動鐵心位移為x1～x2時施加占空比為II，在永磁接觸器的動鐵心位移為x2～x3段施加占空比為III，其中I<II<III。

本發明的永磁接觸器的智能控制系統，增加了抗晃電保護，避免由于電網的短暫波動，引起接觸器的誤操作。該發明當輸入電壓低于額定的工作電壓時，經過軟件的延時判斷，永磁接觸器仍然處于低于工作電壓的狀態，則將控制電路獲取的采樣信號發送給單片機，令其主電路斷開；若經過軟件的延時判斷，永磁接觸器恢復到工作電壓的狀態，則永磁接觸器繼續工作

當輸入電壓不在額定電壓85％～110％Un時，經過軟件的延時判斷，永磁接觸器仍然處于不在額定電壓85％～110％Un時的狀態，分閘操作模塊中的可控開關三閉合，分閘操作模塊、所述線圈和儲能電容構成主電路；

儲能電容開始進行放電，使線圈流通反向電流，線圈和電流形成的磁通則會減弱，造成永磁接觸器的動鐵心與靜鐵心之間的吸力減小，使永磁接觸器實現分閘操作；

若經過軟件的延時判斷，永磁接觸器恢復到額定電壓85％～110％Un，則永磁接觸器繼續工作。

本發明有益效果包括：

1.本發明針對永磁接觸器，改變了傳統的控制方法，克服適用傳統的電磁式接觸器結構的控制系統的弊端，有效改善永磁接觸器的動態性能。

2.本發明的永磁接觸器的智能控制系統，通過實施檢測永磁接觸器的合閘過程的位移并且施加PWM控制，調節線圈的電流，可有效減少觸頭的彈跳次數，避免觸頭二次彈跳現象發生，顯著提高了永磁接觸器的可靠性以及使用壽命。