一种基于单极电磁开关的交流接触器分相控制系统的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种基于单极电磁开关的交流接触器分相控制系统。
【背景技术】
[0002] 电磁式交流接触器是一种主要用于远距离频繁接通与断开主电路的控制电器，是 控制电器中产量大、使用面广的电器产品之一，主要的控制对象是电动机、变压器、照明、电 阻炉等各种用电设备。因此，其应用领域包含工业、农业、交通运输、商业、人民生活和国民 经济等各方面。
[0003] 传统电磁式交流接触器在合闸时铁心和触头的撞击能量大，是影响电器机械寿命 的重要原因。同时，还会造成触头和铁心的回跳现象，产生拉弧，侵蚀触头；在吸持阶段，电 磁机构的磁滞、涡流损耗大，铁心与线圈发热严重，铁心由硅钢片叠成，铁心端面装加有分 磁环，这些都给电器增加了成本和制作的复杂性；分闸时触头间产生的电弧能量大，使触头 烧损，甚至产生熔焊，严重降低了电器的电寿命；传统电磁式交流接触器三极触头机构由一 个电磁机构进行控制，合、分闸相位都是随机的，因此，在分闸过程中，分断电弧无法控制， 并存在首开相问题，给触头带来极大的损坏。在投切电容器等特殊负载时，还常常伴随着吸 合过电压和涌流，降低了电能质量，造成电气设备绝缘损坏，引起保护电器误动作，影响系 统的安全性和可靠性。因此，研究电磁式交流接触器的智能分相控制技术，具有十分重要的 实际意义与经济价值。
[0004] 由于近来电力电子、计算机和微电子技术等学科的快速发展，电磁式交流接触器 的智能化控制成为了可能：采用激磁分段控制方案，将电磁机构的吸合过程分成通电阶段 和停歇阶段，降低了铁心碰撞和触头弹跳；带反馈的智能交流接触器则通过调压器控制线 圈的供电电压、计算触头的位移等措施，实现了吸反力的合理配合。将闭环斩波技术引入交 流接触器的智能控制中，以线圈电流作为反馈量，改变电力电子开关的接通和分断时间比 例，实时控制激磁电流，使起动过程与保持过程实现闭环控制，可大幅度提高接触器的各项 性能指标。
[0005] 在交流接触器吸持控制方面，先后发展了节电线圈、节能型交流接触器和节电器 等，目前，大都采用低压直流保持方式，实现了交流接触器的节能无声运行。随着新材料、新 工艺不断更新，永磁交流接触应运而生。利用永磁体使接触器保持吸合状态，具有零部件 少、结构简单、无噪音、几乎不受电网电压波动影响且节能效果好等优点。
[0006] 在交流接触器分断控制领域，零电流分断控制技术得到普遍的关注。但是，由于交 流三相电路具有不同的相位，实现三相电路的零电流分断控制存在一定的难度。目前有一 种方案是改变了三相触头的开距，在结构上实现首开相与另外两项电路的不同时刻吸合与 分断，从而控制首开相实现零电流分断，此方案对接触器的本体要求高，尤其对不同负载和 长期运行后的开关，将造成零电流分断控制失败；另一种方案是采用了电力电子无触点开 关与触头相结合的复合开关模式，正常工作时，无触点开关处于关断状态，主回路电流流经 主触头，合分闸时，电流通过无触点开关流通，抑制了触头在合闸与分闸时的电弧，实现无 弧接通与分断控制，但是，此时在电路中将不存在可见的断口，对系统的安全造成隐患，在 许多场合并不适用。
【发明内容】
[0007] 本发明的目的在于提供一种基于单极电磁开关的交流接触器分相控制系统，以克 服现有技术中存在的缺陷。
[0008] 为实现上述目的，本发明的技术方案是：一种基于单极电磁开关的交流接触器分 相控制系统，提供一三相交流接触器，所述三相交流接触器包括分别对应接入三相线路中 的第一单极电磁开关、第二单极电磁开关以及第三单极电磁开关，其特征在于，所述三相交 流接触器还包括一智能控制模块；所述智能控制模块包括第一线圈控制回路、第二线圈控 制回路以及第三线圈控制回路；所述第一线圈控制回路、所述第二线圈控制回路以及所述 第三线圈控制回路的第一端以及第二端分别对应与所述第一单极电磁开关的第一电磁机 构、第二单极电磁开关的第二电磁机构以及第三单极电磁开关的第三电磁机构相连；所述 第一线圈控制回路、所述第二线圈控制回路以及所述第三线圈控制回路的第三端分别对应 连接至一整流滤波电路的输出端；所述第一线圈控制回路、所述第二线圈控制回路以及所 述第三线圈控制回路的第四端分别对应连接至一模块供电电源的第一输出端；所述第一 线圈控制回路、所述第二线圈控制回路以及所述第三线圈控制回路的第五端分别对应连接 至一dsPIC系统的第一PffM输出端、第二PffM输出端以及第三PffM输出端；所述第一线圈 控制回路、所述第二线圈控制回路以及所述第三线圈控制回路的第六端分别对应连接至所 述dsPIC系统的第一ADC输入端、第二ADC输入端以及第三ADC输入端；所述整流滤波电 路的输出端还与所述模块供电电源的输入端相连；所述模块供电电源的第二输出端与所 述dsPIC系统的电源输入端相连；所述整流滤波电路的输入端与一线圈控制回路电源的第 一输出端相连；所述线圈控制回路电源的第二输出端与一线圈输入电压采样电路输入端相 连；所述线圈输入电压采样电路的输出端连接至所述dsPIC系统的第四ADC输入端；所述 dsPIC系统的I/O输入端经一用于判断线路相序的相序检测电路分别对应连接至所述三相 线路，所述dsPIC系统根据所述相序检测电路获取的各个线路的相序确定各极开关动作顺 序；所述dsPIC系统的第五ADC输入至第十ADC输入端经一用于采集线路三相相电压以及 三相相电流信号的电压电流检测电路对应连接至所述三相线路，所述dsPIC系统根据所述 线路三相相电压以及三相相电流信号判断线路电压电流过零时刻。
[0009] 在本发明一实施例中，所述第一线圈控制回路、所述第二线圈控制回路以及所述 第三线圈控制回路均包括一斩波开关、一米样电阻、一续流电路、一去磁电路、一去磁开关 以及一驱动电路；所述斩波开关的第一端分别与所述去磁电路一端以及所述去磁开关一端 相连，并分别对应作为所述第一线圈控制回路、所述第二线圈控制回路以及所述第三线圈 控制回路的第一端；所述去磁电路另一端以及所述去磁开关另一端相连，并连接至所述续 流电路的一端；所述续流电路的另一端分别对应作为所述第一线圈控制回路、所述第二线 圈控制回路以及所述第三线圈控制回路的第二端以及第三端；所述斩波开关的第二端连接 至所述驱动电路的输出端，所述驱动电路的第一输入端分别对应作为所述第一线圈控制回 路、所述第二线圈控制回路以及所述第三线圈控制回路的第四端，所述驱动电路的第二输 入端分别对应作为所述第一线圈控制回路、所述第二线圈控制回路以及所述第三线圈控制 回路的第五端；所述斩波开关的第三端经所述采样电阻