一种接触器电源装置制造方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种接触器电源装置，包括浪涌抑制电源滤波电路、功率因数校准电路、高频开关电源、高低压切换电路、第一隔离电路、第二隔离电路、低功耗维持电路、微处理器、电压检测电路、输出电路、开关切换电路以及接触器。通过上述方式，本实用新型提供的接触器电源装置，大大提高了接触器的可靠性，延长接触器的使用寿命，具有防晃电、节能以及环保的性能，节电率达到90%以上，又是静音工作，减少了噪声污染，是电力、冶金、工矿企业等配电装置中的必备设备，符合国家急需大力发展的防晃电、节能、环保政策。
【专利说明】一种接触器电源装置
【技术领域】
[0001]本实用新型属于电器控制器的【技术领域】，尤其涉及一种接触器电源装置，适用于各种型号的交直流接触器，也适用于电磁阀等电磁机构，是电力、冶金、工矿企业等配电装置中的必备设备。
【背景技术】
[0002]目前市场上广泛采用的接触器，是不加控制器的。此类接触器往往会因电网电压不稳定，时而吸紧，时而松吸或不吸。这样一来，会给接触器触点带来极大的拉弧和损伤，甚至会因此加大烧毁接触器线包的几率，从而大大缩短接触器的使用寿命。
[0003]接触器的触点，是完全靠接触器本身的线包通电产生磁场来实现的。故此类接触器因线包的涡流损耗而消费100多瓦的电能，不仅白白地浪费大量电能，同时发出较大的嗡嗡交流声，形成较大的噪声污染。
[0004]现有技术中也有个别采用交直流接触器控制模块的产品，但此类产品为了应付不同的应用环境而需要准备多种型号的节电控制器，并且工作范围、电气性能及稳定性尚有待改进的地方。
[0005]另外，现有技术中使用的各种接触器几乎都是AC220V或AC380V 50Hz供电，由于交流电是由正负对称的初始相位，幅值，频率相等正弦波组成，正弦波存在过零点，交流接触器本身是一个感性负载，功率因数较低。
实用新型内容
[0006]本实用新型主要解决的技术问题是提供一种接触器电源装置，大大提高了接触器的可靠性，延长接触器的使用寿命，具有防晃电、节能以及环保的性能，节电率达到90%以上，又是静音工作，减少了噪声污染，是电力、冶金、工矿企业等配电装置中的必备设备，符合国家急需大力发展的防晃电、节能、环保政策。
[0007]为解决上述技术问题，本实用新型采用的一个技术方案是:提供了一种接触器电源装置，包括浪涌抑制电源滤波电路、功率因数校准电路、高频开关电源、高低压切换电路、第一隔离电路、第二隔离电路、低功耗维持电路、微处理器、电压检测电路、输出电路、开关切换电路以及接触器，交流电源分别输入浪涌抑制电源滤波电路的输入端、高低压切换电路的输入端以及通过第一隔离电路接入电压检测电路，所述的浪涌抑制电源滤波电路的输出端接入功率因数校准电路，所述的功率因数校准电路接入高频开关电源的输入端，所述的高频开关电源的输出端分别对电压检测电路、微处理器、低功耗维持电路和开关切换电路进行供电，所述的电压检测电路接入微处理器，所述的微处理器通过第二隔离电路分别接入高低压切换电路和开关切换电路，所述的低功耗维持电路分别通过高低压切换电路和输出电路接入开关切换电路，所述的开关切换电路接入接触器。
[0008]在本实用新型一个较佳实施例中，所述的交流电源为220V-380V。
[0009]在本实用新型一个较佳实施例中，所述的高频开关电源分别输出3路互相电气隔离的电源，包括第一路电源、第二路电源和第三路电路，所述的第一路电源对电压检测电路和微处理器进行供电，所述的第二路电源对低功耗维持电路进行供电，所述的第三路电源对开关切换电路进行供电。
[0010]在本实用新型一个较佳实施例中，所述的输出电路包括高压整流、高压反响保护、高低压转换续流电路。
[0011]在本实用新型一个较佳实施例中，所述的接触器电源装置还设定有动作电压，所述动作电压包括启动电压、脱扣电压以及晃电电压。
[0012]在本实用新型一个较佳实施例中，所述的动作电压由微处理器进行控制。
[0013]在本实用新型一个较佳实施例中，所述的接触器的工作维持电压为50-500V，工作吸合电压为150-420V。
[0014]在本实用新型一个较佳实施例中，所述的接触器接触器为交流接触器或直流接触器。
[0015]本实用新型的有益效果是:本实用新型的接触器电源装置，大大提高了接触器的可靠性，延长接触器的使用寿命，具有防晃电、节能以及环保的性能，节电率达到90%以上，又是静音工作，减少了噪声污染，是电力、冶金、工矿企业等配电装置中的必备设备，符合国家急需大力发展的防晃电、节能、环保政策。
【专利附图】
【附图说明】
[0016]为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图，其中:
[0017]图1是本实用新型接触器电源装置的一较佳实施例的结构框图；
[0018]图2是动作控制时序图；
[0019]图3是采样电压波形图；
[0020]图4是采样原理及运算图。
【具体实施方式】
[0021]下面将对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本实用新型保护的范围。
[0022]如图1所示，本实用新型实施例包括:
[0023]一种接触器电源装置，包括浪涌抑制电源滤波电路、功率因数校准电路、高频开关电源、高低压切换电路、第一隔离电路、第二隔离电路、低功耗维持电路、微处理器、电压检测电路、输出电路、开关切换电路以及接触器，交流电源分别输入浪涌抑制电源滤波电路的输入端、高低压切换电路的输入端以及通过第一隔离电路接入电压检测电路，所述的浪涌抑制电源滤波电路的输出端接入功率因数校准电路，所述的功率因数校准电路接入高频开关电源的输入端，所述的高频开关电源的输出端分别对电压检测电路、微处理器、低功耗维持电路和开关切换电路进行供电，所述的电压检测电路接入微处理器，所述的微处理器通过第二隔离电路分别接入高低压切换电路和开关切换电路，所述的低功耗维持电路分别通过高低压切换电路和输出电路接入开关切换电路，所述的开关切换电路接入接触器。其中，所述的交流电源为220V-380V。
[0024]上述中，所述的接触器电源装置还设定有动作电压，所述的动作电压由微处理器进行控制。其中，所述动作电压包括启动电压、脱扣电压以及晃电电压。
[0025]进一步的，所述的高频开关电源分别输出3路互相电气隔离的电源，包括第一路电源、第二路电源和第三路电路，所述的第一路电源对电压检测电路和微处理器进行供电，所述的第二路电源对低功耗维持电路进行供电，所述的第三路电源对开关切换电路进行供电。
[0026]其中，所述的输出电路包括高压整流、高压反响保护、高低压转换续流电路。
[0027]再进一步的，所述的接触器接触器为交流接触器或直流接触器。其中，所述的接触器的工作维持电压为50-500V，工作吸合电压为150-420V。
[0028]工作原理:AC220V_380V接入浪涌抑制电源滤波电路的输入端，浪涌抑制电源滤波电路的输出端接入功率因数校准电路，功率因数校准电路接入高频开关电源输入端，高频开关电源输出3路互相电气隔离的电源，包括第一路电源、第二路电源和第三路电路，所述的第一路电源对电压检测电路和微处理器进行供电，所述的第二路电源对低功耗维持电路进行供电，所述的第三路电源对开关切换电路进行供电。AC220V-380V接入高低压切换电路和通过第一隔离电路接入电压检测电路，电压检测电路接入微处理器，微处理器把输入电压与设定的启动电压进行比较当输入电压大于设定的启动电压时微处理器控制高低电压切换电路输出高电压同时控制开关切换电路接通，高电压通过接触器的线包使接触器吸合，接触器吸合后微处理器立即控制高低压切换电路把高压关断并把低功耗保持电压接入输出电路，输出电路接入开关切换电路，开关切换电路把低功耗保持电压输入接触器线包保持接触器吸合状态，输出电路里包含高压整流，高压反响保护，高低压转换续流电路。接触器吸合以后，微处理器把输入电压与设定的脱扣电压比较，当输入电压低于脱扣电压时，微处理器控制开关切换电路切断输出使接触器立即脱扣，当输入电压高于脱扣电压，微处理器把输入电压与设定的晃电电压比较，当输入电压低于设定的晃电电压值时，微处理器开始计时，在计时达到设定的时间内输入电压一直低于设定的晃电电压，微处理器控制开关切换电路切断输出使接触器脱扣。
[0029]本发明用直流电取代交流电，用瞬间直流高压磁化接触器动静吸铁，用直流低压保持吸铁磁场替代了原来用交流高压保持铁芯吸合。用微处理器高速采样电压，精确控制接触器动作电压替代了原有不确定动作电压。
[0030]接触器的工作最基本原理是电磁铁的吸和放，磁场的产生的根本原因是原子内绕原子核运动的电子在电场的作用下呈相同方向的运动方向，电流和磁场有着不可分割的联系O
[0031 ] 线圈是电感性负载，当导体中的电流发生变化时,导体本身就产生感应电动势,这个电动势总是阻碍导体中原来的电流变化，这种由于导体本身的电流发生变化而产生的电磁感应现象叫自感现象，由于线圈的自感效应就会形成电流滞后于电压，就是说电流不能突变，当线圈突然断电，线圈对外会释放于电源极性相反的电能，线圈的这种现象称为储能，接触器线包里的铁芯吸合后形成闭合回路，由于通过铁芯的磁通是随着电流作周期性的变化，在这闭合的回路里有感应电动势产生，在此电动势的作用下，形成涡流，涡流在铁芯中发热引起能量的损耗，这种损耗称为涡流损耗，也叫铁损。利用了线圈的储能功能，力口上少许电流弥补了涡流损耗，达到维持线圈的磁场这一特殊功能，实现了节能的目的。通过实验，交流功率在100-150W的线圈，用直流4W左右的功率可满足一般铁芯的涡流损耗，保持线圈的磁场不变，从而达到交流接触器的可靠吸合。
[0032]高频开关电源为脉宽调制电路，第一路电源输出为主负载从这组输出反馈电压信号到电源控制芯片，这一组是恒压输出，由于这一路的功率恒定，控制芯片输出的脉冲宽度就恒定，从而使低功率维持电路即第二路电源输出功率恒定，用在不同的接触器上由于接触器线包的直流电阻不同这组输出电压就会有不同的跌落，可以在各种接触器上使用而不至于线包电阻大的接触器吸合不紧，线包电阻小的造成线包电流过大而降低节电效率。
[0033]该电源装置的电路硬件上没有采用普通的交直流转换而是采用交流信号叠加一个合适的直流分量使交流分量的最小值为正正电平(见图3)然后利用采样定律(采样频率大于被采样信号最高频率的2倍就可以无损的采出被采样信号)的原理把信号离散处理(图4)再高速采样，把得到的数据利用数学的方法计算得到电压的测量值。这种方法硬件电路简洁，可靠性非常高，利用数学的方法得到的数据准确，使电源装置的可靠性即准确度大大提闻。
[0034]该电源装置利用微处理器的高速度高稳定的特性，精确控制吸合动作的时间(SP吸合所需的能量见图2)。当接触器的动吸铁向静吸铁运动的时候会产生弹性碰撞，使吸合动作时间延长，主触点产生有害抖动增加触点的损耗，该电源装置利用微处理器的高速高稳定的特点通过实验的方式得出了最佳的启动时间使动吸铁在运动的过程中经历加速-减速-吸合的过程恰到好处既可靠快速吸合又大大消除了有害抖动，使触点寿命大大增加。
[0035]本实用新型提供的接触器电源装置具有如下优点:
[0036]1、节能:
[0037]交流接触器线包的功率都在100-200W，采用本专利新型控制器，可使原有交流接触器节电效果高达90%以上，节电效果非常明显。
[0038]2、环保、使用寿命长:
[0039]由于交流接触器使用的是50Hz交流电，在电流流过线圈的同时会产生音频振荡，发出嗡嗡的噪音，给人们的健康带来损害，再则由于线包的功耗大，温度也会随之上升，一般交流接触器在长时间的工作中会产生50°C以上的温升，在夏季环境温度达到40°C时线包的温度甚至会升高到100°C以上，线包长期处于高温中工作，其老化速度加快，甚至会烧毁线包，大大缩短了交流接触器的使用寿命，同时还会带来很多安全隐患，也给环境带来了很大的热效应，给企业带来许多不必要的损失，使用电源装置后完全解决上述问题，一、由于是直流工作没有任何音频噪声；二由于电源装置给线包的是低电压，小电流工作源，线包的温升几乎为零，线包的寿命大大延长。
[0040]3、安全可靠:
[0041]电源装置的动作电压都可根据需要设定，而且所有动作都由微处理器控制，动作准确无误，可靠性极高。
[0042]4、电网电压宽松:
[0043]接触器使用本电源模块后，使用电网电压大为宽松，过去220V电压降至170V左右就不能正常吸合甚至烧毁线包，现在通过本控制器吸合电压可从150V-420V可靠吸合，而维持电压可在50 V -500 V内可靠工作。
[0044]5、保护功能:
[0045]通过微处理器高速检测电压来进行控制的，所以可以提供如:过压保护，欠压保护，晃电保护等保护功能。
[0046]同时，本实用新型的接触器电源装置，可根据用户的具体要求任意设计该产品设备的工作性能。该电源装置的外观、结构新颖美观、独特，全铝合金外壳坚固耐用。
[0047]综上所述，本实用新型揭示的接触器电源装置，大大提高了接触器的可靠性，延长接触器的使用寿命，具有防晃电、节能以及环保的性能，节电率达到90%以上，又是静音工作，减少了噪声污染，是电力、冶金、工矿企业等配电装置中的必备设备，符合国家急需大力发展的防晃电、节能、环保政策。
[0048]以上所述仅为本实用新型的实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是利用本实用新型说明书内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其它相关的【技术领域】，均同理包括在本实用新型的专利保护范围内。
【权利要求】
1.一种接触器电源装置，其特征在于，包括浪涌抑制电源滤波电路、功率因数校准电路、高频开关电源、高低压切换电路、第一隔离电路、第二隔离电路、低功耗维持电路、微处理器、电压检测电路、输出电路、开关切换电路以及接触器，交流电源分别输入浪涌抑制电源滤波电路的输入端、高低压切换电路的输入端以及通过第一隔离电路接入电压检测电路，所述的浪涌抑制电源滤波电路的输出端接入功率因数校准电路，所述的功率因数校准电路接入高频开关电源的输入端，所述的高频开关电源的输出端分别对电压检测电路、微处理器、低功耗维持电路和开关切换电路进行供电，所述的电压检测电路接入微处理器，所述的微处理器通过第二隔离电路分别接入高低压切换电路和开关切换电路，所述的低功耗维持电路分别通过高低压切换电路和输出电路接入开关切换电路，所述的开关切换电路接入接触器。
2.根据权利要求1所述的接触器电源装置，其特征在于，所述的交流电源为220V-380V。
3.根据权利要求1所述的接触器电源装置，其特征在于，所述的高频开关电源分别输出3路互相电气隔离的电源，包括第一路电源、第二路电源和第三路电路，所述的第一路电源对电压检测电路和微处理器进行供电，所述的第二路电源对低功耗维持电路进行供电，所述的第三路电源对开关切换电路进行供电。
4.根据权利要求1所述的接触器电源装置，其特征在于，所述的输出电路包括高压整流、高压反响保护、高低压转换续流电路。
5.根据权利要求1所述的接触器电源装置，其特征在于，所述的接触器电源装置还设定有动作电压，所述动作电压包括启动电压、脱扣电压以及晃电电压。
6.根据权利要求5所述的接触器电源装置，其特征在于，所述的动作电压由微处理器进行控制。
7.根据权利要求1所述的接触器电源装置，其特征在于，所述的接触器的工作维持电压为50-500V，工作吸合电压为150-420V。
8.根据权利要求1所述的接触器电源装置，其特征在于，所述的接触器接触器为交流接触器或直流接触器。
【文档编号】H02M5/00GK204244086SQ201420526544
【公开日】2015年4月1日 申请日期:2014年9月15日 优先权日:2014年9月15日
【发明者】陈志豪, 陈远峰 申请人:常熟市工友电器控制成套设备厂