抗晃电智能交流接触器设计

时间:2011-05-31来源:网络

  为了模拟晃电电压,选用一个DC 分段型脉冲激励源接入单片机的RA1 模拟通道,虚拟示波器中第一条曲线表示DC 分段型脉冲激励源,模拟采样电压;第二条表示强激磁回路,第三条表示低压保持回路;第四条表示抗晃电保持回路;竖线①表示采样电压达到阈值,竖线②表示发生晃电时刻,竖线③、④表示电压恢复时刻,由图4 可以看出,DC 脉冲激励源达到阈值后,强激磁回路打开一极短时间(15 ms 左右) 后关闭,继而低压保持回路打开(第三条曲线置高电平),接触器完成正常起动及保持过程;此后电压虽然有波动,但位于晃电界限以上,接触器仍然处于低压保持状态(第三条曲线保持为高电平),本文电源模块采用单片开关电源,具有宽电压输入的特点,因此,即使电压轻微下跌,在实际中仍能输出稳定电压,使实际中的接触器处于稳定的低压保持状态。

  如图4 所示,当电压下降到额定值的60%时,即认为发生晃电,此时抗晃电回路打开( 第二条曲线在发生晃电时刻即时刻②置高电平),低压保持回路关闭(第三条曲线发生晃电时刻即时刻②置低电平);当晃电在设定时间内结束电压恢复正常时,低压保持回路打开( 第三条曲线在电压恢复时刻即时刻③置高电平),抗晃电回路关闭(第二条曲线在电压恢复时刻即时刻③置低电平)。在时刻④位置之前的一次晃电,晃电发生时间超过预设的抗晃电延时时间,在整个延时时间范围内,抗晃电保持回路置高电平,延时时间超过预设值后立即跳变为低电平,此时接触器分断。由虚拟示波器的波形图可知该智能控制模块程序具有抗晃电功能。

  在此基础上,完成了整体硬件电路的安装与调试。样机硬件实物如图5 所示,可以看出抗晃电智能控制模块由三块PCB 板构成,配合160 A以下的交流接触器可稳定工作。


图5 样机硬件实物图。

  驱动回路测试波形如图6 所示。图6( a) 和图6(b) 为采样电压波形、强激磁驱动信号、低压保持驱动信号,通过这三条的波形的对比可得出:

  系统上电瞬间,采样电压达到吸合阈值,强激磁回路控制端瞬间置高电平,接通强激磁回路,接触器线圈接220 V 高电压,进行吸合动作;吸合过程结束后,低压保持回路控制端置高电平,强激磁回路控制端跳变为低电平,接通低压保持回路,同时断开强激磁起动回路,接触器在低电压下保持吸合状态,完成接触器的高压起动、低压保持过程控制。

  图6( c) 中当连续晃电( 第一条曲线电压下跌)且每次晃电时间都在设定值内时,抗晃电回路都能及时打开(第二条曲线在第一条曲线下跌时置高电平),当电压恢复正常时,抗晃电回路又能及时切断(第二条曲线置在第一条曲线电压恢复时置低电平),图6(d) 中,当连续晃电时,低压保持回路与抗晃电回路的信号波形是互补的;当晃电发生且晃电时间在设定值之内时,低压保持回路切断,抗晃电回路打开;当电压恢复时,低压保持回路打开,抗晃电回路切断;图6( d) 中最后一次晃电时,晃电时间超过预设值,低压保持回路切断,抗晃电保持回路打开并且保持到预设时间后切断,此时低压保持回路仍是切除状态,接触器线圈失电,接触器断开。至此,完成了抗晃电智能交流接触器的整体调试,形成了高电压直流起动、低电压直流保持、抗晃电、具有故障延时时间设定、节能无声运行等特点的新型智能电器,具有工作稳定、性价比高等特点。


图6 驱动回路测试波形图。

  4 结语

  该模块具有宽电压输入、交直流通用、直流高电压起动、直流低电压保持、节能无声运行、抗晃电延时分断、断电立即分断、可通信等功能,将其与不同的接触器本体配合,可形成系列抗晃电智能交流接触器产品。

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关键词: 设计 接触器 交流 智能

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