[发明专利]用于交流接触器的低功耗交直流扩展模块

说明书

本发明提出一种用于交流接触器的低功耗交直流扩展模块，设计成通过位于扩展模块上的连接装置与交流接触器接合，所述扩展模块包括整流模块、保护模块、电流调节元件和联动状态切换模块，其中：整流模块能够与联动状态切换模块和交流接触器的吸合线圈电连接，用于将交流电转换成直流电；保护模块能够保护所述低功耗交直流扩展模块不受电源电压变化冲击而损坏；电流调节元件能够与联动状态切换模块和交流接触器的吸合线圈电连接，用于调节维持电流的水平；并且，联动状态切换模块被配置成响应交流接触器的主触头的动作以选择性地使电流调节元件和交流接触器的吸合线圈串联连接。

技术领域

本发明涉及接触器技术领域，特别地，涉及一种用于交流接触器低功耗交直流扩展模块。

背景技术

接触器广泛应用于各种用电场合，接触器包括交流接触器和直流接触器。当接触器的线圈通电后，电流流过线圈产生磁场，从而带动接触器的主触头动作，以达到控制负载电路闭合或断开的目的。

目前的接触器线圈设计主要有三种类型。

第一种类型是图1所示传统的交流线圈设计，针对每一个额定的输入电压和频率(一般是50Hz)设计相应的线圈绕制参数以满足动作特性(吸合电压、释放电压、吸合时间、释放时间、速度等等)的需求，当额定输入电压和频率改变的时候必须调整线圈绕制参数，因此，该设计仅适用于专门的结构需要，无法和交流框架共用。

第二种类型是图2所示直流线圈设计，它的线圈体积庞大，由此弥补直流阻抗的不足。这种最普遍的传统直流铁芯设计为永磁铁和电工纯铁铁芯组合的形式，只能输入直流电压而且当额定电压变化的时候也需要不同的线圈参数来实现动作特性的需求。另一种改进的直流铁芯设计利用电工纯铁代替硅钢片，辅助永磁铁来实现动作切换。

第三种类型是直流铁芯和整流加脉宽调制技术的电路板元器件组合，图3A和3B示出最新技术的电子控制线圈，能够直流通用，例如ABB的AF系列，采用PWM脉宽调制技术。这种设计允许通入一定范围内的交流或者直流电压，但是需要接触器本身的独特结构来实现，结构复杂，与市场上绝大部分的接触器设计平台都不同。

数据中心、机车、电动汽车以及不间断能源的大量应用让工业控制领域产生了越来越多的直流控制需求，变频启动也对接触器提出了越来越宽的频率适配需求，不再是传统的50Hz或者60Hz输入。目前只能选用直流线圈接触器或者成本昂贵的交直流一体式接触器来实现。

发明内容

鉴于现有技术中存在的上述种种问题，本发明提出一种新的技术方案，以传统接触器扩展联结的方式来实现直流输入以及交流宽频输入功能，同时还能使交流接触器维持比较低的功耗。本发明的方案不需要对目前的传统交流接触器设计方案进行任何改造或者重新设计，甚至已经安装在柜体的交流接触器也不需要重新拆除更换。在现有技术中没有以这种方式来实现输入功能的扩展。

上述特征和优势通过以下具体技术特征实现。

根据本发明的一个方面，提出一种用于交流接触器的低功耗交直流扩展模块，设计成通过位于扩展模块上的连接装置与交流接触器接合，所述扩展模块包括整流模块、保护模块、电流调节元件和联动状态切换模块，其中：整流模块能够与联动状态切换模块和交流接触器的吸合线圈电连接，用于将交流电转换成直流电；保护模块能够保护所述低功耗交直流扩展模块不受电源电压变化冲击而损坏；电流调节元件能够与联动状态切换模块和交流接触器的吸合线圈电连接，用于调节维持电流的水平；并且联动状态切换模块被配置成响应交流接触器的主触头的动作以选择性地使电流调节元件和交流接触器的吸合线圈串联连接。

优选地，联动控制模块包括常闭触头和模块动触头支架，所述常闭触头包括常闭静触头、用于连接吸合线圈的常闭静触头右及接线端子、和固定安装到模块动触头支架上的常闭动触头；所述模块动触头支架设计成与交流接触器的接触器动触头支架同时动作，使得交流接触器主触头的动触头与常闭触头的常闭动触头的运动状态相反。