专利名称：交流接触器节能保护器的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种电器元件的节能保护的交流接触器节能保护器。
目前，交流接触器由于使用安全、控制方便、各种电器性能都较理想而广泛应用于工业和其他生产领域中的各种单、三相电器设备的远程和自动控制开关。交流接触器在常规使用中，由于运行时工作电流大，总功率约92％的电能都损失在磁滞、涡流、及短路环上，线圈的有功功耗大部份也变成热量而损失，此外，吸持和启动不稳定，振动噪声大，散热差，容易使交流接触器损坏，缩短了交流接触器的使用寿命。
本实用新型的目的是提供一种交流接触器节能保护器，它不仅价格低，结构简单、方便实用，同时，安装了交流接触器节能保护器的交流接触器在运行中由于采取大电流吸合、小直流电流吸持的工作方式，因此，交流接触器运行时的功耗甚微，无振动噪声，改善了吸合性能，解决了在用电高峰时交流接触器难以正常吸合和吸持的现象，触头不会产生电孤，对交流接触器起到了运行保护作用，延长了交流接触器的使用时间。
本实用新型是由降压稳压电路、大电流吸合延时控制电路、小直流电流吸持控制电路和交流接触器线圈控制电路组成，降压稳压电路由电容C3、C5、电阻R4、二极管D2、D3和稳压管Dw组成；交流接触器线圈的交流控制电源Vac被电容C5降压、二极管D3半波整流，稳压管Dw稳压后，分成二路输出；一路直接向小直流电流吸持控制电路提供脉动直流电源；另一路通过二极管D2隔离后，被电容C3滤波后向大电流吸合延时控制电路提供稳定的直流电源；电阻R4向电容C5提供放电回路。大电流吸合延时控制电路由电阻R1、电容C1、C2、二极管D1、D5、与接成单稳态的时基集成电路555组成，通过二极管D5隔离后向交流接触器线圈控制电路提供交流接触器CJ吸合时所需的高电平延时信号。小直流电流吸持控制电路是由电阻R2、R3、微调电阻W1、电容C4、二极管D4和单结晶体管BT1组成典型的可控硅触发电路；向交流接触器线圈控制电路中的可控硅BT2提供输出小脉动直流电流所需的触发信号，该触发信号通过二极管D4隔离后与大电流吸合延时控制电路提供的高电平延时信号叠加，共同向交流接触器线圈控制电路提供控制信号。交流接触器线圈控制电路由单向可控硅BT2、电容C6、二极管D6组成；单向可控硅BT2在大电流吸合延时控制电路提供的高电平延时信号作用下饱和导通，向交流接触器CJ线圈提供吸合时所需的大电流的半波直流电，电容C6为单向可控硅BT2提供反向电压保护，二极管D6为交流接触器CJ线圈提供续流回路。在高电平信号延时期间，可控硅BT2饱和导通，向交流接触器CJ的线圈提供吸合时所需的大电流；在高电平信号延时过后，由小直流电流吸持控制电路向可控硅BT2提供小导通角的脉冲触发信号，从而实现由可控硅BT2向交流接触器CJ线圈提供吸持所需的脉动小直流电流。
由于采取了上述方案，交流接触器节能保护器以交流接触器运行所需的大电流吸合，小直流电流吸持的节能方式工作，保证了交流接触器的微功耗运行，从而实现了交流接触器吸合迅速，吸持稳定，节能运行，延长使用寿命的目的。
以下结合附图和实施例对本实用新型做进一步说明
图1是本实用新型的原理方框图。
图2是本实用新型的电路原理图。
图3是本实用新型的另一电路原理图。
图4是本实用新型的实施例的电路原理图。
图5是本实用新型的另一实施例的电路原理图。
如图2所示，本实用新型是由降压稳压电路、大电流吸合延时控制电路、小直流电流吸持控制电路和交流接触器线圈控制电路组成。降压稳压电路由电容C3、C5、电阻R4、二极管D2、D3和稳压管Dw组成；降压电容C5与放电电阻R4并联，电容C5的一端与交流接触器线圈的交流控制电源Vac的一端连接，电容C5的另一端分别与整流二极管D3的阴极和稳压二极管Dw的阴极连接在一起，整流二极管D3的阳极和稳压二极管Dw的阳极分别与交流接触器线圈的交流控制电源Vac的另一端连接在一起，形成公共地端，整流二极管D3是以为降压电容C5提供续流的方式实现半波整流。交流接触器线圈的交流控制电源Vac被电容C5降压、二极管D3半波整流，稳压管Dw稳压后，分成二路输出；一路直接向小直流电流吸持控制电路提供脉动直流电源；另一路通过二极管D2隔离后，被电容C3滤波后向大电流吸合延时控制电路提供稳定的直流电源；电阻R4向电容C5提供放电回路。大电流吸合延时控制电路由电阻R1、电容C1、C2、二极管D1、D5、与接成单稳态的时基集成电路555组成；电阻R1的一端与电容C1的一端连接后，分别与集成电路555的置位端TR(低电平置位)和复位端TH(高电平复位)连接，电阻R1的另一端接直流电源的正极，电容C1的另一端接公共地端，组成RC充放电电路，为时基集成电路555提供延时触发信号。当交流接触器线圈的交流控制电源Vac接通时，由于电容C1两端的电压Vc1不能突变，这时Vc1＜ Vdd，时基集成电路555被置位，在输出端OUT输出高电位信号，该高电位信号一直延续至电容C1两端的电压Vc1＞ Vdd时555时基集成电路被复位时止，该高电位信号的廷时时间约为t=1．1RC；该高电位信号通过二极管D5隔离后向交流接触器线圈控制电路提供交流接触器CJ吸合时所需的高电平延时信号，二极管D1与电阻R1并联，为电容C1提供放电回路。小直流电流吸持控制电路是由电阻R2、R3、微调电阻W1、电容C4、二极管D4和单结晶体管BT1组成典型的可控硅导通角可调的触发电路，向交流接触器线圈控制电路提供交流接触器CJ吸持时所需的脉动小直流电流的触发信号，该触发信号通过二极管D4隔离后与大电流吸合延时控制电路提供的高电平延时信号叠加，共同向交流接触器线圈控制电路提供控制信号。交流接触器线圈控制电路由单向可控硅BT2、电容C6、二极管D6组成；单向可控硅BT2的阴极与公共地端连接，阳极通过负载即交流接触器CJ线圈与交流接触器线圈的交流控制电源Vac的非公共地端的另一端连接；单向可控硅BT2在大电流吸合延时控制电路提供的高电平延时信号作用下饱和导通，输出半波直流电，由于交流接触器CJ线圈的直流电阻很小，所以，饱和导通的单向可控硅BT2输出的半波直流电能够向交流接触器CJ线圈提供吸合时所需的大电流；电容C6与单向可控硅BT2并联，为单向可控硅BT2提供反向电压保护；二极管D6的阳极与单向可控硅BT2的阳极连接，二极管D6的阴极与交流接触器线圈的交流控制电源Vac的非公共地端的另一端连接，并且，二极管D6与交流接触器CJ线圈并联，为交流接触器CJ线圈提供续流回路。在高电平信号延时期间，单向可控硅BT2饱和导通，向交流接触器CJ线圈提供吸合时所需的大电流；在高电平信号延时过后，由小直流电流吸持控制电路向单向可控硅BT2提供小导通角的脉冲触发信号，从而实现由单向可控硅BT2向交流接触器CJ线圈提供吸持所需的脉动小直流电流。
由于大型大功率交流接触器线圈的交流阻抗较小，直流电阻更小，如果还使用直流电流吸合，不符合安全使用规定，所以，应使用交流电流吸合小直流电流吸持的控制方式。如图3所示，大直流电流吸合的控制方式由交流吸合的控制方式取代，从而实现由小功率的控制元件去控制大型交流接触器的目的。
从图3可知，交流接触器线圈控制电路中增加了一路由单向可控硅BT3控制小型交流接触器CJ2及为小型交流接触器CJ2提供续流的二极管D7组成的控制电路。单向可控硅BT3的阴极与公共地端连接，阳极与小型交流接触器CJ2线圈的一端连接，小型交流接触CJ2线圈的另一端与交流接触器线圈的交流控制电源Vac的非公共地端的另一端连接，二极管D7与小型交流接触器CJ2的线圈并联，为其提供续流；小型交流接触器CJ2的常闭主触点CJ2-1与二极管D6串联后与大型交流接触器CJ1的吸合线圈并联，为其提供续流；小型交流接触器CJ2的常开主触点CJ2-2与单向可控硅BT2并联，实现大型交流接触器CJ1的交流吸合控制。大电流吸合延时控制电路中的通过二极管D5隔离后向交流接触器线圈控制电路提供吸合时所需的高电平延时信号不再控制单向可控硅BT2，而是由隔离二极管D5的阴极与单向可控硅BT3的触发极连接，控制单向可控硅BT3的导通延时后截止，从而通过控制小型交流接触器CJ2主触头的吸合延时后跳闸的控制，实现大型交流接触器CJ1的交流吸合后由脉动小直流电流吸持的目的。
在图4所示的实施例中，当按下起动按钮QA时，交流电源Vac分二路输入；一路经交流接触器线圈控制电路，由于电容C6的容量较小，通过的电流很小，不能使交流接触器CJ吸合；另一路被电容C5降压，由二极管D3半波整流，被稳压二极管Dw稳压后，分二路输出。其中一路脉动直流电向由单结晶体管BT1触发电路组成的小直流电流吸持控制电路提供与交流电源Vac同频同相的半波直流电源，由单结晶体管BT1触发电路输出控制单向可控硅BT2导通角可调的触发信号，由于单向可控硅BT2的导通角较小，输出的微小脉动直流电流也不足以使交流接触器CJ吸合；另一路脉动直流电通过二极管D2隔离后，被电容C3滤波，向由接成单稳态的555时基集成电路组成大电流吸合延时控制电路提供稳定的直流电源。单稳态的555时基集成电路在电容C1通过电阻R1充电至Vc1＞ Vdd的这段时间内输出高电平信号，该信号通过二极管D5隔离后，触发单向可控硅BT2饱和导通，向交流接触器CJ线圈提供吸合时所需的大电流；在高电平信号延时过后，由小直流电流吸持控制电路向单向可控硅BT2提供小导通角的脉冲触发信号，向交流接触器CJ线圈提供吸持所需的小直流电流，从而使交流接触器实现了大电流吸合，小直流电流吸持的目的。
在图5所示的实施例中，当按下起动按钮QA时，交流电源Vac分二路输入；一路经交流接触器线圈控制电路，由于电容C6的容量较小，通过的电流很小，不能使大型交流接触器CJ1吸合；另一路被电容C5降压，由二极管D3半波整流，被稳压二极管Dw稳压后，分二路输出。其中一路脉动直流电向由单结晶体管BT1触发电路组成的小直流电流吸持控制电路提供与交流电源Vac同频同相的半波直流电源，由单结晶体管BT1触发电路输出控制单向可控硅BT2导通角可调的触发信号，由于单向可控硅BT2的导通角较小，输出的微小脉动直流电流也不足以使大型交流接触器CJ1吸合；另一路脉动直流电通过二极管D2隔离后，被电容C3滤波，向由接成单稳态的555时基集成电路组成大电流吸合延时控制电路提供稳定的直流电源。单稳态的555时基集成电路在电容C1通过电阻R1充电至Vc1＞ Vdd的这段时间内输出高电平信号，该信号通过二极管D5隔离后，控制单向可控硅BT3的饱和导通，向小型交流接触器CJ2线圈提供吸合时所需的大电流，从而使小型交流接触器CJ2的线圈吸合，小型交流接触器CJ2的常闭主触点CJ2-1先断开，常开主触点CJ2-2才跟着接通，此时，大型交流接触器CJ1的线圈通过小型交流接触器CJ2接通的常开主触点CJ2-2与交流电源Vac形成交流回路，实现大型交流接触器CJ1的交流吸合。当大电流吸合延时控制电路中的单稳态555时基集成电路输出的高电平信号延时过后，单向可控硅BT3的从饱和导通变为截止状态，小型交流接触器CJ2的线圈由于失电而跳闸，使大型交流接触器CJ1线圈的交流回路断开，这时，由单结晶体管BT1触发电路控制单向可控硅BT2输出的微小脉动直流电流使大型交流接触器CJ1维持吸合，实现大型交流接触器CJ1的交流吸合后由脉动小直流电流吸持的目的。
权利要求1.一种交流接触器节能保护器，它是由降压稳压电路、大电流吸合延时控制电路、小直流电流吸持控制电路和交流接触器线圈控制电路组成，其特征是降压稳压电路由电容C3、C5、电阻R4、二极管D2、D3和稳压管Dw组成，降压电容C5与放电电阻R4并联，电容C5的一端与交流接触器线圈的交流控制电源Vac的一端连接，电容C5的另一端分别与整流二极管D3的阴极和稳压二极管Dw的阴极连接在一起，整流二极管D3的阳极和稳压二极管Dw的阳极分别与交流接触器线圈的交流控制电源Vac的另一端连接在一起，形成公共地端，整流二极管D3是以为降压电容C5提供续流的方式实现半波整流；交流接触器线圈的交流控制电源Vac被电容C5降压、二极管D3半波整流，稳压管Dw稳压后，分成二路输出；一路直接向小直流电流吸持控制电路提供脉动直流电源，另一路通过二极管D2隔离后，被电容C3滤波后向大电流吸合延时控制电路提供稳定的直流电源，电阻R4向电容C5提供放电回路；大电流吸合延时控制电路由电阻R1、电容C1、C2、二极管D1、D5、与接成单稳态的时基集成电路555组成，电阻R1的一端与电容C1的一端连接后，分别与集成电路555的置位端TR(低电平置位)和复位端TH(高电平复位)连接，电阻R1的另一端接直流电源的正极，电容C1的另一端接公共地端，组成RC充放电电路；二极管D1与电阻R1并联，为电容C1提供放电回路；接成单稳态的时基集成电路555的输出端通过二极管D5隔离后向交流接触器线圈控制电路提供吸合时所需大电流的高电平延时控制信号；小直流电流吸持控制电路是由电阻R2、R3、微调电阻W1、电容C4、二极管D4和单结晶体管BT1组成的典型的可控硅导通角可调的触发电路，向交流接触器线圈控制电路提供吸持时所需的脉动小直流电流的控制信号，该触发信号通过二极管D4隔离后与大电流吸合延时控制电路提供的高电平延时信号叠加，共同向交流接触器线圈控制电路中的单向可控硅BT2提供触发信号；交流接触器线圈控制电路由单向可控硅BT2、电容C6、二极管D6组成，单向可控硅BT2的阴极与公共地端连接，阳极通过负载即交流接触器CJ线圈与交流接触器线圈的交流控制电源Vac的非公共地端的另一端连接，电容C6与单向可控硅BT2并联，为单向可控硅BT2提供反向电压保护，二极管D6的阳极与单向可控硅BT2的阳极连接，二极管D6的阴极与交流接触器线圈的交流控制电源Vac的非公共地端的另一端连接，并且，二极管D6与交流接触器CJ线圈并联，为交流接触器CJ线圈提供续流回路；
2.根据权利要求1所述的一种交流接触器节能保护器，其特征在于所述的交流接触器线圈控制电路中的半波直流电流吸合方式可以由小功率的控制元件去控制大功率交流接触器的交流电流吸合方式代替；在交流接触器线圈控制电路中增加了一路由单向可控硅BT3控制小型交流接触器CJ2及为小型交流接触器CJ2提供续流的二极管D7组成的控制电路；单向可控硅BT3的阴极与公共地端连接，阳极与小型交流接触器CJ2线圈的一端连接，小型交流接触CJ2线圈的另一端与交流接触器线圈的交流控制电源Vac的非公共地端的另一端连接，二极管D7与小型交流接触器CJ2的线圈并联，为其提供续流；小型交流接触器CJ2的常闭主触点CJ2-1与二极管D6串联后与大型交流接触器CJ1的吸合线圈并联，为其提供续流；小型交流接触器CJ2的常开主触点CJ2-2与单向可控硅BT2并联，大电流吸合延时控制电路中的通过二极管D5隔离后向交流接触器线圈控制电路提供吸合时所需的高电平延时信号不再控制单向可控硅BT2，而是由隔离二极管D5的阴极与单向可控硅BT3的触发极连接。
专利摘要一种电器元件使用的具有节能保护作用的交流接触器节能保护器,它是由降压稳压电路、大电流吸合延时控制电路、小直流电流吸持控制电路和交流接触器线圈控制电路组成;电源接通时,大电流吸合延时控制电路向交流接触器线圈控制电路提供交流接触器大电流吸合时所需的延时控制信号,吸合延时过后,小直流电流吸持控制电路提供交流接触器吸持时所需小直流电流的控制信号,交流接触器小直流电流吸持,实现交流接触器节能运行。
文档编号H01H47/00GK2427012SQ00228518
公开日2001年4月18日 申请日期2000年6月19日 优先权日2000年6月19日
发明者林永放 申请人:林永放