[發明專利]一種采用雙反饋系數控制策略的智能接觸器控制模塊

有效

• 申請號: 201710251169.8
• 申請日: 2017-04-18
• 公開（公告）號: CN106952781B
• 公開（公告）日: 2019-03-12
• 發明（設計）人: 許志紅;張長坤;莊杰榕
• 申請（專利權）人: 福州大學
• 主分類號: H01H47/02
• 分類號: H01H47/02
• 代理公司: 福州元創專利商標代理有限公司 35100
• 代理人: 蔡學俊

1.一種采用雙反饋系數控制策略的智能接觸器控制模塊，其特征在于：包括一交直流工作電源P1，所述交直流工作電源P1經由一濾波電感L、一安規電容C1構成的EMI濾波器接入三個相對獨立的第一整流橋D1、第二整流橋D2、第三整流橋D3；其中，三個整流橋的負端相連；第一整流橋D1的正端連接至一非隔離式開關電源P2，所述非隔離式開關電源P2用以給一數字信號處理器M、一驅動模塊Q以及一第一信號放大模塊K1與一第二信號放大模塊K2供電；所述第二整流橋D2的正端與一濾波電容C2相連構成整流濾波電路得到較為平整的直流電，經一開關管S2調制后施加在一續流二極管S1和由一交流接觸器線圈C3、一去磁電路T、一電流采樣模塊I構成串聯支路的兩端；所述第三整流橋D3的正端連接至由一第一分壓電阻R1與一第二分壓電阻R2構成的電壓采樣電路，用以實時采集工作電源的電壓信號并發送至所述數字信號處理器M中；所述電流采樣模塊I采集接觸器線圈電流信號，通過所述第一信號放大模塊K1、第二信號放大模塊K2放大并發送至所述數字信號處理器M中；所述數字信號處理器M通過分析工作電源的電壓信號和接觸器線圈電流信號，實時監控工作電源的狀態并調控吸合操作過程與分斷操作過程；

其中，所述吸合操作過程具體為：在吸合操作過程中，所述數字信號處理器M實時采集電流采樣模塊I經信號第一信號放大模塊K1與第二信號放大模塊K2放大的信號，經所述數字信號處理器M內部的數字比例積分算法得到開關管S2的控制量，再利用所述驅動模塊Q控制所述開關管S2的導通關斷，構成反饋系統，調節施加在交流接觸器線圈兩端的平均電壓，動態調節線圈電流，控制電磁吸力，保證接觸器在不同工作電壓下有穩定的激磁能量；

其中，所述吸合操作過程采用雙反饋系數，在吸合運動階段，調節施加在交流接觸器線圈兩端的電壓使線圈電流維持在較大值，即吸合電流，較大的吸合電流配用較低的反饋系數；吸合運動階段結束即進入吸持階段，調節電壓使線圈電流降低至較小值，即吸持電流，較小的吸持電流配用較大的反饋系數。

2.根據權利要求1所述的一種采用雙反饋系數控制策略的智能接觸器控制模塊，其特征在于：所述吸合操作過程中，數字信號處理器M通過方程式反演電磁系統總磁鏈，實時計算磁鏈變化率，通過變化率辨別動靜鐵芯是否即將閉合，在即將閉合時，迅速降低交流接觸器線圈電流，減小電磁吸力，減小動靜鐵芯碰撞能量從而抑制由鐵芯碰撞引起的觸頭彈跳。

3.根據權利要求1所述的一種采用雙反饋系數控制策略的智能接觸器控制模塊，其特征在于：所述分斷操作過程具體為：所述數字信號處理器M通過由所述第一分壓電阻R1與所述第二分壓電阻R2構成的電壓采樣電路識別工作電源的狀態判斷是否發生分斷操作過程；為縮短判斷時間，所述數字信號處理器M根據以下兩個判據判斷是否發生分斷操作過程：一是在半個工作電源的變化周期內電源電壓小于分斷電壓閾值，另一則是判斷電源電壓波形是否在一個變化周期內持續下降，滿足兩者其一則進入分斷操作過程；所在分斷操作過程中，通過去磁電路T在交流接觸器線圈兩端施加負壓使電流迅速降低至零，電磁吸力快速下降，在反力彈簧的帶動下接觸器完成分斷操作。

4.根據權利要求1所述的一種采用雙反饋系數控制策略的智能接觸器控制模塊，其特征在于：所述智能接觸器控制模塊在工作過程中，當工作電源發生故障，出現短時的波動或停止供電的狀況，所述濾波電容C2中儲存的能量繼續維持線圈電流穩定一段時間，保證接觸器可靠吸合，若這段時間后電源仍然故障則進入分斷操作過程，若恢復正常則進入吸持階段。