电子型节电交流接触器的制造方法
【专利摘要】本发明公开了一种电子型节电交流接触器，包括附加电子单元与常规交流接触器两部份，常规交流接触器由动断触点、动合触点、动铁芯、静铁芯、复位弹簧、励磁线圈所组成；附加电子单元是四端口网络，设有第一输入端口、第二输入端口、第一输出端口和第二输出端口；第一输入端口、第二输入端口分别与AC电压的第一端和第二端连接，第一输出端口、第二输出端口分别与励磁线圈的第一端和第二端连接；附加电子单元的内部设有开关电路和储能电路；开关电路的一端接第一输入端口；另一端接第一输出端口以及储能电路的一端；储能电路的另一端接第二输出端口以及第二输入端口；其中，开关电路由气体放电管组成，储能电路由电容组成。
【专利说明】电子型节电交流接触器
【技术领域】
[0001]本发明涉及低压电器领域，尤其涉及一种仅用二个电子器件改造而成的“电子型节电交流接触器”。
【背景技术】
[0002]交流接触器是一种应用非常广泛的低压电器，截止2012年，我国在线运行的交流接触器多达10亿只，而且以每年新增8000万只的速度递增。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、ACllOV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，并且，“吸合功率”越大，吸合越干脆越快速；
[0006]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；
[0007]3、复位:励磁线圈断开AC电压，动、静铁芯“复位”分离。
[0008]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。
[0009]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，因此存在以下的严重缺点:
[0010]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；
[0011]2、发热:无谓的电能损耗所产生的恶果是“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；
[0012]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，所述的常规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，所述的常规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；[0013]4、存在烦人的交流噪声；
[0014]5、功率因素低。
[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”公开了专利 申请人:各自的研究成果；杭州、常州、珠海等地的院校或厂商也有用于改善常规交流接触器性能的“节电器”问世。
[0016]上述的现有技术的确为改善常规交流接触器的性能，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”误控一此误控在某些场合会酿成大祸！
[0019]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。
[0020]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一个盒子，造成用户安装不便、接线麻烦。
[0021]5、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自身的电耗(AC — DC转换损耗、IC电耗、执行器电耗等)将增大，有的甚至大到与小型接触器的吸持功率相比拟的地步。
[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”。(参考文献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，本发明要迖到的目标是:秉着“至精必须至简，唯有简单实用才能长久流传”和“没有最好，只有更好”的宗旨，“应用电子技术，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，“至精至简”的“电子型节电交流接触器”。
【发明内容】
[0024]一种电子型节电交流接触器，包括附加电子单元与常规交流接触器两部份，其特征在于:
[0025]所述的常规交流接触器由动断触点DD、动合触点DH、动铁芯M、静铁芯G、复位弹簧F、励磁线圈L所组成；
[0026]所述的附加电子单元是四端口网络，设有N1、N2、P1、P2四个端口，端口 N1、N2为其两个输入端口，P1、P2为其两个输出端口 ；输入端口 N1、N2分别与AC电压的S1、S2端连接，输出端口 P1、P2分别与所述的励磁线圈L的A1、A2端连接；
[0027]所述的四端口网络附加电子单元的内部设有开关电路和储能电路，其连接方式为:所述的开关电路的一端接所述的NI端、另一端接所述的Pl端，所述的储能电路的一端接所述的Pl端、另一端接所述的P2端，所述的P2端与所述的N2端相连接；或者:所述的开关电路的一端接所述的N2端、另一端接所述的P2端，所述的储能电路的一端接所述的Pl端、另一端接所述的P2端，所述的Pl端与所述的NI端相连接；
[0028]所述的开关电路由气体放电管⑶T (gaseous discharge tube)组成,所述的储能电路由电容C组成；
[0029]所述的气体放电管GDT、电容C 二只电子器件组成了所述的四端口附加电子单元；其电路结构和组成方式为:所述的NI端、气体放电管GDT、P1端、电容C、P2端、N2端依次相串联即组成为所述的四端口附加电子单元；或者:所述的NI端、Pl端、电容C、P2端、气体放电管GDT、N2端依次相串联即组成为所述的四端口附加电子单元；
[0030]所述的气体放电管⑶T可以用半导体放电管(thyristor surge suppressors)、静电抑止器(Electro-Static discharge)、瞬态电压抑制器(Transient VoltageSuppressor)或压敏电阻器(pressure sensitive resistor)中的任意一种例如半导体放电管替代；
[0031]所述的附加电子单元与常规交流接触器按所述的方式相组合，即可组成新型的“电子型节电交流接触器”。
[0032]所述的附加电子单元对随机接通的AC电压具有自动鉴别的功能^AC电压的瞬时值小于阈值电压时，电子型节电交流接触器不吸合；反之，当AC电压的瞬时值大于阈值电压、其所提供的吸合功率足够大 时，电子型节电交流接触器便强力吸合。
[0033]所述的开关电路两端之电压大于所述的阈值电压时，其导通；
[0034]所述的开关电路导通时，所述的储能电路充电储能。
[0035]应用本发明，可以取得以下有益效果:
[0036]1、价廉:本发明中用于改进常规交流接触器性能的至精至简的“附加电子单元”，仅有二个电子器件，总成本小于0.3元人民币。仅花几角钱，就可使常规交流接触器提升为优良性能的“电子型节电交流接触器”，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；
[0037]2、物美:上述二个电子器件的体积均纤小，可将它们集成到常规交流接触器的内部，制造成一体化的、外观悦目的电子型节电交流接触器。这一点，现有技术均望尘莫及、难以做到；
[0038]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。本发明仅用二个电子器件，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；[0039]4、延寿:一台传统的CJX2 — 2510交流接触器、一台用本发明的“附加电子单元”改造的同型号的CJX2 - 2510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60°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，本发明具有延长产品使用寿命的“延寿”功能；
[0040]5、快速:本发明设有“阈值电压”，AC电压大于“阈值电压”、“吸合功率”足够大时，交流接触器才做吸合动作。因此，本发明吸合动作强劲有力、声音清脆、吸合速度快。本发明快速吸合的优点，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。
[0041]6、节电:温升低，是节电的直观表现，实测结果也表明，本发明具有较高的节电效率。
[0042]为了实测本发明的节电效率，便制作了样机(仅需二个电子器件，样机很容易做)，用“EPM8200多功能电参数测量仪”分别测量以下两种交流接触器的指标:
[0043](I)、未加本发明之“附加电子单元”的CJX2 — 2510型常规交流接触器(以下简称常规件);
[0044](2)、按本发明所述的方法，所述的CJX2 - 2510型常规交流接触器加设“附加电子单元”后改造而成的新型的“电子型节电交流接触器”(以下简称新型件)。
[0045]结果如下表1:
[0046]表1
[0047]
【权利要求】
1.一种电子型节电交流接触器，包括附加电子单元与常规交流接触器两部份，其特征在于: 所述的常规交流接触器由动断触点(DD)、动合触点(DH)、动铁芯(M)、静铁芯(G)、复位弹簧(F)、励磁线圈(L)所组成； 所述的附加电子单元是四端口网络，设有第一输入端口(NI)、第二输入端口(N2)、第一输出端口(Pl)和第二输出端口(P2);第一输入端口(NI)、第二输入端口(N2)分别与AC电压的第一端(SI)和第二端(S2)连接，第一输出端口(P1)、第二输出端口(P2)分别与所述的励磁线圈(L)的第一端(Al)和第二端(A2)连接； 所述的附加电子单元的内部设有开关电路和储能电路；所述的开关电路的一端接所述的第一输入端口(NI)、另一端接所述的第一输出端口(Pl)以及所述储能电路的一端；所述储能电路的另一端接第二输出端口(P2)以及第二输入端口(N2)； 其中，所述的开关电路由气体放电管组成，所述的储能电路由电容组成。
2.如权利要求1所述的电子型节电交流接触器，其特征在于: 所述的气体放电管可以用半导体放电管、静电抑止器、瞬态电压抑制器或压敏电阻器中的任意一种替代。
【文档编号】H01H47/00GK103474293SQ201310422972
【公开日】2013年12月25日 申请日期:2013年9月16日 优先权日:2013年9月16日
【发明者】汪孟金 申请人:宁波市镇海华泰电器厂