[发明专利]一种交直流通用智能接触器

说明书

技术领域

本发明涉及电磁式交流接触器领域，特别是一种交直流通用智能接触器。

背景技术

近年来，电磁式交流接触器的智能化控制技术发展迅速。目前，接触器电磁系统的智能化控制技术已经实现了宽电压输入、交直流通用控制，同时应用于触头系统的零电压吸合技术及零电流分断技术也日趋成熟，极大提高了交流接触器的各项性能指标，拓展了应用领域。

随着新能源技术的发展，大容量直流接触器的需求越来越多，被广泛应用于光伏发电、风力发电、电动汽车、混合动力、地铁、船舶、航天航空等领域，对其可靠性及使用寿命有着更高的要求。但是由于直流电流没有自然过零点，导致直流电弧不易熄灭，容易造成触头侵蚀甚至熔焊，严重影响直流接触器的电寿命及系统的运行可靠性。

目前，国内外常采用电力电子开关与机械开关并联组成混合式开关，在机械开关闭合和分断过程中，电力电子开关工作，达到机械开关无弧动作的效果。但是，在大容量直流接触器的分断过程中，电流从机械开关向电力电子开关转移依赖于电弧电压，由于电弧电压较小以及转移回路杂散电感的存在，导致转移时间较长。同时由于线路中存储的能量必须完全由电力电子开关承受，这不仅给电力电子开关带来了极大的挑战，往往还需要很大的散热体积，一定程度上限制了该技术在大容量直流接触器中的应用，同时也成为了直流应用系统发展的瓶颈。

人工强迫过零技术，在直流电流的基础上叠加交流电流实现人工强迫过零分断，既能有效解决直流系统的缺陷又能避免混合式开关技术在大容量直流接触器分断过程中的缺点。但是，以往的人工强迫过零技术适用于不频繁操作的断路器控制系统，对于频繁操作的接触器控制并不适用。接触器吸合过程中的触头弹跳、分断过程中的触头间电弧，都对接触器的寿命指标产生严重的影响。若能将混合式开关控制技术融入人工强迫过零思路，结合两者的优势，既能有效解决上述问题，又能保证机械开关无弧动作。但是，运行于低压直流系统中的电磁式接触器，在分断过程中，由于退磁速度慢，动作时间长，其工作性能无法满足人工强迫过零技术的要求。通过采取施加负压的快速去磁方案，有望控制接触器分断过程的刚分速度，拟满足人工强迫过零技术对于触头分断快速性的要求。

另一方面，随着低压配电系统交直流供电一体化的发展，交直流用电设备的增加，触头系统的单一控制模式已经不能满足需求。而且由于交流接触器的种类和数量要远远大于直流接触器，对于同等容量的接触器，交流接触器的体积、成本、性能占有绝对优势。因此，常常出现将交流接触器降容使用代替直流接触器的情况，而随着直流接触器的需求越来越多，这种做法势必会造成极大的浪费。结合混合式开关控制技术、强迫过零技术、零电压吸合与零电流分断控制技术提出一种新型开关电器，正是本发明的思路。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的是提出一种交直流通用智能接触器，实现了触头系统的交直流通用，以及电磁系统的交直流通用、节能无声运行。

本发明采用以下方案实现：一种交直流通用智能接触器，具体包括电磁系统与触头系统；所述电磁系统包括第一交/直流电源、整流滤波模块、线圈电压检测模块、线圈电流检测模块、开关电源模块、第一开关管、第一功率驱动模块、第二开关管、第二功率驱动模块、微处理器、续流二极管、钳位电路、激磁线圈；所述触头系统包括第二交/直流电源、第三开关管、第三功率驱动模块、触头电流检测模块、触头电压检测模块、第一电感、第二电感、第四开关管、第四功率驱动模块、过电压抑制及能量吸收回路、主触头、二极管、电容、限流电阻、负载；

所述微处理器与所述第一功率驱动模块、第二功率驱动模块、第三功率驱动模块、第四功率驱动模块、开关电源模块、线圈电压检测模块、线圈电流检测模块、触头电流检测模块、触头电压检测模块电性相连；

所述开关电源模块与所述第一交/直流电源、第一功率驱动模块、第二功率驱动模块、第三功率驱动模块、第四功率驱动模块、微处理器相连；

所述第一交/直流电源连接至整流滤波模块、线圈电压检测模块；所述整流滤波模块经所述第一开关管分别连接至所述续流二极管、激磁线圈；所述续流二极管经所述第二开关管接地；所述第二开关管并接有所述钳位电路；所述激磁线圈与所述线圈电流检测模块电性相连；