[发明专利]智能复合交流接触器

说明书

技术领域

智能交流接触器，属于电气自动化控制技术领域。包括交流接触器本体；控制单元设有电源模块、中央处理模块、电压采样模块、线圈控制模块、通讯模块，中央处理模块分别与电源模块、线圈控制模块、电压采样模块、通讯模块相连，中央处理模块设有远程控制RS485通讯接口和进行数据分析及处理的高速CPU。本发明改变了现有接触器的单一动作形式，具有智能化程度高；调试、维护简单，运行可靠；多功能且实用价值更高。 

背景技术

接触器的动态过程是一个复杂的电、磁、热、机械运动的过程。传统的交流接触器是利用电磁原理通过控制电路和可动衔铁运动来带动触头控制主电路通断的。交流接触器优点是接触电阻小，动作时间较慢，在触点开关过程中容易产生涌流，在大电流高电压情况下易产生火花及电弧，长期使用其触点非常容易烧结粘连，严重影响其寿命。随着技术的发展，人们又采用可控硅等大功率开关器件作为电子开关来替代接触器，可控硅作为电子开关其优点是响应速度快，可以克服涌流问题。但是，可控硅本身存在功耗，在大功率应用时，会有明显的发热，由于可控硅对过流、过压及对dv/dt的敏感性也比较容易损坏。在实际应用中，故障多半是由可控硅损坏所引起的。用接触器或可控硅作为开关装置在实际现场使用过程中，始终存在这样或那样的问题。 

进入21世纪，交流接触器在技术上也有新的进展。随着电子元件质量提高、价格下降，电磁兼容(Elect romagnetic Compatibility，EMC)技术逐步成熟， 尤其是计算机网络的发展与应用、交流接触器与中央控制计算机双向通信的实现，使得交流接触器必须朝着电子化、机电一体化方向发展，同时要求部分电器具有智能化功能。目前，智能化电器的发展主要集中在万能式断路器、塑壳式断路器、交流接触器以及电动机控制器等产品。其中，智能型交流接触器的主要特征是装有智能型电磁系统，其控制回路包括电压检测电路、吸合信号发生电路和保持信号发生电路；它能判别门槛吸合电压，当控制电源电压低于接触器门槛吸合电压时，不发出吸合信号，接触器不能合闸并有相应显示；接触器吸合后能降低激磁电流，达到节能的目的。 

近年来，随着微处理器技术、电力电子技术、通信技术等在低压电器中的广泛应用，交流接触器领域的智能化得到了快速发展，出现了不同种类的智能交流接触器产品。然而，由于其成本数倍于原来交流接触器，该电器应用的领域受到很大的局限，在一定程度上又影响了智能交流接触器的进一步发展。 

如何加强经济性能方面的“降本”，提高智能交流接触器的性价比；如何找一种能够兼顾以上两种开关装置优点，克服存在问题的开关装置？这就是本发明的关键所在。本发明在不改动现有交流接触器结构基础上，增加控制单元，使得交流接触器具有智能功能同时又具有了接触器+可控硅电子开关即复合开关功能，这就大大提升了交流接触器应用范围。 

发明内容

本发明的特征之一是本发明的目的是基于微处理器控制可控硅与接触器进行开关动作，将可控硅与接触器触点并联使用，由可控硅实现电压过零投入与电流过零切除，由接触器接点来通过连续电流，这样就避免了可控硅的导通损耗问题，也避免了接触器在投入和切除时产生的电弧。 

本发明通过以下技术方案予以实施。 

1.在交流接触器的开关过程中，其触点往往会在其开关触点产生较强的电弧，损伤触点，致使触头接触不良，甚至会发生触点熔融的现象；对可控硅无触点型开关，因其功耗大，散热问题尤为突出。针对上述情况，智能复合交流接触器在设计时，增加了延时电路。在开通时，可控硅先导通，延时2～3个周期后，接触器闭合，可控硅关断，负载工作电流由接触器提供；在关断时，可控硅先导通，接触器关断，可控硅延迟2～3个周期后关断。这样，从根本上解决了接触器在接通和关断时出现的涌流及触头间拉弧现象，也消除了无触点开关的散热问题，使开关的使用寿命接近其机械寿命，既大大延长了开关的使用寿命，又提高了系统运行的可靠性。软件主程序流程附图8所示。 

2.传统的接触器在开关动作时会产生大量的谐波，污染了电网，同时也减少了触点的使用寿命，而本智能复合交流接触器采用先进的微型处理器，独特的PCB设计工艺，抗干扰能力强，能精确的检测交流电过零点，使整个装置在过零点投入，无谐波无冲击见附图11。采用交流接触器为执行机构，其触点能力强，过电流大，不易烧触点；当智能复合交流接触器出现机械故障或电网电压出现过压，欠压，缺相，严重畸变时，智能复合交流接触器拒绝投入，并通过RS232/485把相关信息传递给主控室的上位机程序，使监控人员能及时发现问题。这是传统交流接触器无法完成的。