设有节电单元的节电型交流接触器的制造方法
【专利摘要】一种设有节电单元的节电型交流接触器,由第一压控开关电路、储能电路和第二压控开关电路三部份组成,特征在于：其为四端口网络,端口N1、N2为其输入端口,端口P1、P2为其输出端口；输入端口N1、N2分别与AC电压的S1、S2端连接,输出端口P1、P2分别与传统交流接触器中的励磁线圈L的A1、A2端连接；其中，N1端、第一压控开关电路、储能电路、第二压控开关电路、N2端依次串联,P1端从第一压控开关电路与储能电路的连接处引出,P2端从储能电路与第二压控开关电路的连接处引出。
【专利说明】设有节电单元的节电型交流接触器
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及低压电器领域，尤其涉及一种具有节电功能的设有节电单元的节电型交流接触器。
【背景技术】
[0002]交流接触器是一种应用非常广泛的低压电器。其工作原理是利用电磁铁带动动触点(动合触点)与静触点(动断触点)闭合或分离，达到接通或切断电路的目的。它适用于起动或控制三相感应电动机和其它用电设备。
[0003]图1为传统的交流接触器的工作原理图。这种传统的交流接触器主要由动铁芯、静铁芯、励磁线圈、复位弹簧、动断触点、动合触点组成。当励磁线圈接通AC220V、AC110V或AC380V电压(以下通称AC220V、AC110V或AC380V为AC电压或励磁电源)时，动铁芯受励磁线圈产生的磁力的作用而与静铁芯闭合，与动铁芯联动的动合触点也随之闭合，外电路便通过此动合触点而接通；当励磁线圈上的AC电压断开时，动铁芯失磁并受复位弹簧的作用而与静铁芯分离，动合触点复位断开，外电路便随之被切断。
[0004]综上所述，这种传统的交流接触器的工作过程可分为“吸合”、“吸持”、“复位”三个阶段:
[0005]1、吸合:励磁线圈与AC电压接通，动、静铁芯吸合。在此阶段，为克服
[0006]动铁芯的惯性和复位弹簧的弹力，励磁电源必须提供较大的功率(以下称此功率为“吸合功率”)，动、静铁芯才能互相吸合；
[0007]2、吸持:励磁线圈继续与AC电压接通，动、静铁芯继续保持吸合的状态。在此阶段，励磁电源只须提供较小的功率(以下称此功率为“吸持功率”)，动、静铁芯也能继续吸合。若在此阶段，励磁电源提供过大的吸持功率，将造成电能浪费并导致交流接触器不应有的发热升温；
[0008]3、复位:励磁线圈断开AC电压，动、静铁芯“复位”分离。
[0009]交流接触器的用途千差万别，结构也千差万别，但它们的工作原理均与图1相同。
[0010]传统的交流接触器由于吸合与吸持阶段励磁线圈中均通以相同的AC电压，
[0011]因此存在以下的严重缺点:
[0012]1、无谓的耗电:前已述，在吸合和吸持阶段，传统的交流接触器的励磁线圈中均通以“相同的”AC电压，使吸持功率过大，造成了无谓的电能损耗；
[0013]2、发热:无谓的电能损耗所伴生的恶果是“升温发热”，严重时，甚至会烧毁传统的交流接触器的励磁线圈；
[0014]3、吸合动作的优劣“凭运气”:在励磁线圈接通AC电压的时刻，AC电压的瞬时值较高时，所述的传统交流接触器强力吸合；相反，所述的励磁线圈接通AC电压的时刻，AC电压的瞬时值较低时，所述的传统交流接触器则滞钝吸合，在此情况下，其动合触点或动断触点就可能因打火严重而烧毁。
[0015]针对传统的交流接触器存在的严重缺点，电子、电器行业内的技术人员研究、设计了多种用于改善传统的交流接触器性能的“节电线路”、“节电器”、“节能交流接触器”。中国专利申请号为97216246.1的“高效节能交流接触器”、申请号为94202133.9的“节能交流接触器装置”、申请号为201010144412.4的“一种节能交流接触器”公开了各自专利 申请人:的研究成果；杭州、常州、珠海等地的院校或厂商也有用于改善传统交流接触器性能的“节电器”问世。
[0016]上述的现有技术的确为改善传统交流接触器的性能，作出了有益的探索并取得了一定的成就，但普遍存在以下的缺陷:
[0017]1、结构复杂，难以实施；
[0018]2、所用的电子器件太多，电子线路太复杂；采用单片机控制的“交流接
[0019]触器节电器”则易受交流接触器本身或电机等电器的电磁干扰而导致内部程序执行错误、产生“飞跳”误控ー此误控在某些场合会酿成大祸！
[0020]3、实施生产的产品售价太高，例如广东省珠海市某有限公司生产的QXJB型交流接触器节电器的售价高达1500元/台！小型的交流接触器的售价才二十多元，中型的交流接触器的售价也只有几百元，如此昂贵的“QXJB型交流接触器节电器”将使用户寥寥。
[0021]4、由于电子线路复杂，所用的电子器件多，因此，交流接触器的节电控制部份难以与交流接触器集成为一体，所述的节电控制部份须另设ー个盒子，造成用户安装不便、接线麻烦。
[0022]正是由于现有技术存在以上缺陷，所以出现了以下的情况:“目前我国节电型交流接触器已经有一定的市场，但还不够普及，传统型交流接触器目前在用户使用上占主导地位。主要原因是节电型接触器价格较贵，用户在一次性投入上还不能接受，有待于国家在节能型接触器的推广上加大政策力度，促进节能型接触器的广泛应用”。(參考文献1:钱金川等.交流接触器节能技术综述.中国电子商情.2011年第4期)
[0023]针对现有技术的现状，本实用新型要迖到的目标是:
[0024]1、秉着“至精必须至简，唯有简单实用才能长久流传”的出发点，“应用电子技木，改造传统产业”，设计一种电子线路尽量简单的、所用器件尽量少的、价格尽量廉的、性能超过现有技术的、“至精至筒”的节电交流接触器专用的“节电单元”;
[0025]2、该至精至简的“节电单元”可用于改造在线使用的传统交流接触器，使这些交流接触器升級成为“节电型交流接触器”；
[0026]3、该至精至简的“节电单元”也可集成到将要生产的传统交流接触器中，使交流接触器的制造商生产出与“节电单元” 一体化的新型的“节电交流接触器”。
实用新型内容
[0027]为了达到上述目标，本实用新型设计的技术方案是:一种设有节电单元的节电型交流接触器，由第一压控开关电路、储能电路和第二压控开关电路三部份组成，特征在于:其为四端ロ网络，端ロ N1、N2为其输入端ロ，端ロ Pl、P2为其输出端ロ；输入端ロN1、N2分别与AC电压的S1、S2端连接，输出端ロ P1、P2分别与传统交流接触器中的励磁线圈L的A1、A2端连接；并且，所述的第一压控开关电路、储能电路、第二压控开关电路可按下述三种方法组成所述的四端ロ网络:
[0028](a) NI端、第一压控开关电路、储能电路、第二压控开关电路、N2端依次串联，Pl端从第一压控开关电路与储能电路的连接处引出，P2端从储能电路与第二压控开关电路的连接处引出；
[0029](b) NI端、第一压控开关电路、第二压控开关电路、储能电路、N2端依次串联，Pl端从第二压控开关电路与储能电路的连接处引出，P2端与N2端连接；
[0030](c) NI端、储能电路、第一压控开关电路、第二压控开关电路、N2端依次串联，Pl端与NI端连接，P2端从储能电路与第一压控开关电路的连接处引出。
[0031]所述的AC电压的SI端、S2端可以互易连接端口，所述的励磁线圈之Al端、A2端也可以互易连接端口。
[0032]本实用新型所述的交流接触器的节电单元与传统交流接触器相结合，即可组成新型的节电型交流接触器。
[0033]所述的第一压控开关电路由单极型瞬态电压抑制二极管TVSl组成、储能电路由电容C组成、第二压控开关电路由单极型瞬态电压抑制二极管TVS2组成。
[0034]所述的交流接触器的节电单元的电路结构为:
[0035]Ca)单极型瞬态电压抑制二极管TVSl的负极接所述的四端口网络的NI端、正极接四端口网络的Pl端；电容C的一端也接所述的Pl端，另一端接所述的四端口网络的P2端；单极型瞬态电压抑制二极管TVS2的正极也接所述的P2端，负极接所述的四端口网络
N2立而；
[0036]或者为(b):所述的NI端、单极型瞬态电压抑制二极管TVSl的正极、TVSl的负极、Pl端、电容C的一端、电容C的另一端、P2端、单极型瞬态电压抑制二极管TVS2的负极、TVS2的正极、N2端依次相串联组成所述的交流接触器的节电单元；
[0037]或者为(c):所述的NI端、单极型瞬态电压抑制二极管TVSl的负极、TVSl的正极、单极型瞬态电压抑制二极管TVS2的正极、TVS2的负极、Pl端、电容C的一端、电容C的另一端、P2端、N2端依次相串联组成所述的交流接触器的节电单元；
[0038]或者为(d):所述的NI端、单极型瞬态电压抑制二极管TVSl的正极、TVSl的负极、单极型瞬态电压抑制二极管TVS2的负极、TVS2的正极、Pl端、电容C的一端、电容C的另一端、P2端、N2端依次相串联组成所述的交流接触器的节电单元；
[0039]或者为(e):所述的NI端、Pl端、电容C的一端、电容C的另一端、P2端、单极型瞬态电压抑制二极管TVSl的负极、TVSl的正极、单极型瞬态电压抑制二极管TVS2的正极、TVS2的负极、N2端依次相串联组成所述的交流接触器的节电单元；
[0040]或者为(f):所述的NI端、Pl端、电容C的一端、电容C的另一端、P2端、单极型瞬态电压抑制二极管TVSl的正极、TVSl的负极、单极型瞬态电压抑制二极管TVS2的负极、TVS2的正极、N2端依次相串联组成所述的交流接触器的节电单元。
[0041]上述多种电路结构的交流接触器的节电单元的共同特征是；均由单极型瞬态电压抑制二极管TVS1、单极型瞬态电压抑制二极管TVS2、电容C三只电子元件串联后组成，其输出端Pl均从电容C的一端引出，另一输出端P2均从电容C的另一端引出。
[0042]所述的单极型瞬态电压抑制二极管可以用双极型瞬态电压抑制二极管、压敏电阻或稳压二极管替代。
[0043]理论分析和实验样机的长时间的运行结果(本实用新型仅有三个电子元件，样机很容易做)均证明，应用本实用新型，可以取得以下有益效果:[0044]1、价廉:本实用新型中用于改进传统交流接触器性能的至精至简的“节电单元”，仅有单极型瞬态电压抑制二极管TVSl、单极型瞬态电压抑制二极管TVS2、电容C三个电子元件，总成本小于0.4元人民币。仅花0.4元钱，就可使传统交流接触器提升为优良性能的“节电型交流接触器”，解决了参考文献I所揭示的问题:“目前我国节电型交流接触器已经有一定的市场，但还不够普及，传统型交流接触器目前在用户使用上占主导地位。主要原因是节电型接触器价格较贵，用户在一次性投入上还不能接受，有待于国家在节能型接触器的推广上加大政策力度，促进节能型接触器的广泛应用”，为节电型交流接触器大面积推广创造了条件；
[0045]2、物美:上述三个电子元件的体积均纤小，可将它们集成到传统交流接触器的内部，制造成一体化的、外观悦目的节电型交流接触器。这一点，现有技术均望尘莫及、难以做到；
[0046]3、可靠:电子产品的可靠性与所用的电子器件的数量成反比，价格与所用
[0047]的电子器件的数量成正比。所用的电子器件越多，电子线路越复杂，就意味着可靠性越低、价格越高。本实用新型仅用三个电子器件，而且都是强电用的不怕电磁干扰的功率型器件，因此，不但成本低，而且可靠性极高；
[0048]4、延寿:一台传统的CJX2交流接触器、一台用本实用新型的“节电单元”改造的CJX2交流接触器，在室温为34° C的同一地点同时运行10小时后，前者表面的温度已超50° C，摸之烫手；后者，表面的温度仍为室温。温升是电子、电器产品的大敌，温升越高，产品的使用寿命就越短，反之，使用寿命就可延长。因此，本实用新型具有延长产品使用寿命的“延寿”功能；
[0049]5、快速:本实用新型设有“阈值电压”，AC电压大于“阈值电压”、“吸合电压”足够高时，交流接触器才做吸合动作。因此，本实用新型吸合动作强劲有力、声音清脆、吸合速度快。本实用新型快速吸合的优点，可以减少触头的电弧、防止触头烧灼失效，对保护触头、延长接触器寿命具有重要的作用。
[0050]6、节电:温升低，是节电的直观表现，实测结果也表明，本实用新型的节电效率大于80 %。
[0051]7、省料:选取合适的电容C的值，既可减少励磁线圈L的圈数，又可保证节电性能。发挥本实用新型的此优点，就可使交流接触器降低昂贵的漆包铜线的消耗量。
【专利附图】
【附图说明】
[0052]图1为交流接触器的工作原理图；
[0053]图2为实施例1、实施例2的原理方框图；
[0054]图3为实施例1的电路原理图；
[0055]图4为实施例2的电路原理图；
[0056]图5为实施例3、实施例4的原理方框图；
[0057]图6为实施例3的电路原理图；
[0058]图7为实施例4的电路原理图；
[0059]图8为实施例5、实施例6的原理方框图；
[0060]图9为实施例5的电路原理图；[0061]图10为实施例6的电路原理图:
[0062]图11为AC电压及阻尼振荡电压UC的波形图。
【具体实施方式】
[0063]下面结合附图，说明本实用新型的实施方式。
[0064]图2为本实用新型之实施例1、实施例2的原理方框图，图3为实施例1的电路原理图。图2、图3中:虚线方框100表示本实用新型即交流接触器的节电单元(以下简称“节电単元”)，其为具有两个输入端即NI与N2端、两个输出端即Pl与P2端的四端ロ网络；所述的节电单元100中的101为第一压控开关电路、102为储能电路、103为第二压控开关电路、L为传统交流接触器中的励磁线圈、Al、A2为其之两个连接端ロ。
[0065]结合图2 ；N1端、第一压控开关电路101、储能电路102、第二压控开关电路103、N2端依次串联组成所述的节电单元100，其之Pl端从第一压控开关电路101与储能电路102的连接处引出、P2端从储能电路102与第二压控开关电路103的连接处引出；输入端ロN1、N2分别与AC电压的S1、S2端连接，输出端ロ P1、P2分别与励磁线圈L的A1、A2端连接。
[0066]所述的AC电压的SI端、S2端可以互易连接端ロ，所述的励磁线圈之Al端、A2端也可以互易连接端ロ。
[0067]本实用新型所述的节电单元 100与传统交流接触器相结合，即可组成新型的节电型交流接触器。
[0068]再结合图2、图3:第一压控开关电路101由单极型瞬态电压抑制二极管TVSl组成、储能电路102由电容C组成、第二压控开关电路103由单极型瞬态电压抑制二极管TVS2组成。
[0069]本实施例1的电路结构为:单极型瞬态电压抑制二极管TVSl的负极端接节电单元100的输入端NI端、正极接节电单元100的输出端Pl端；电容C的一端也接节电单元100的输出端Pl端，另一端接节电单元100的输出端P2端；单极型瞬态电压抑制二极管TVS2的正极也接所述的P2端，负极接节电单元100的输入端N2端。
[0070]下面结合附图阐述本实施例1的工作过程:
[0071]结合图2、图3、图11:从S1、S2端输入的AC电压的数学表达式为:
[0072]
【权利要求】
1.一种设有节电单元的节电型交流接触器，由第一压控开关电路、储能电路和第二压控开关电路三部份组成，特征在于:所述设有节点单元的节电型交流接触器为四端ロ网络，其具有第一输入端ロ(NI)、第二输入端ロ(N2)、第一输出端ロ(Pl)和第二输出端ロ(P2);第一输入端ロ(NI)和第二输入端ロ(N2)分别与AC电压的第一端(SI)和第二端(S2)连接，第一输出端ロ(Pl)和第二输出端ロ(P2)分别与励磁线圈(L)的第一端(Al)和第二端(A2)连接； 其中，第一输入端ロ(NI)、第一压控开关电路、储能电路、第二压控开关电路、第二输入端ロ(N2)依次串联，第一输出端ロ(Pl)从第一压控开关电路与储能电路的连接处引出，第二输出端ロ(P2)从储能电路与第二压控开关电路的连接处引出。
2.如权利要求1所述的设有节电单元的节电型交流接触器，其特征在于: 第一压控开关电路由第一单极型瞬态电压抑制ニ极管(TVSl)组成、储能电路由电容(C)组成、第二压控开关电路由第二单极型瞬态电压抑制ニ极管(TVS2)组成； 其中，第一单极型瞬态电压抑制ニ极管(TVS1)的负极接所述的四端ロ网络的第一输入端ロ(NI )、正极接四端ロ网络的第一输出端ロ(Pl);电容(C)的一端也接所述的第一输出端ロ(P1)，另一端接所述的四端ロ网络的第二输出端ロ(P2);第二单极型瞬态电压抑制ニ极管(TVS2)的正极也接所述的第二输出端ロ(P2)，负极接所述的四端ロ网络的第二输入端 ロ(N2)。
【文档编号】H01H47/02GK203386660SQ201320466687
【公开日】2014年1月8日 申请日期:2013年8月1日 优先权日:2013年8月1日
【发明者】汪孟金 申请人:宁波市镇海华泰电器厂