阈值电压控制的节电型交流接触器的制造方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种阈值电压控制的节电型交流接触器，其特征在于：其由阈值开关电路和传统交流接触器二部份组成，所述的阈值开关电路是一个设有N1、N2、P1、P2四个端口的四端口网络，端口N1、N2为其两个输入端口,P1、P2为其两个输出端口；所述的输入端口N1既与AC电压的S1端相连接也与动断辅助触头K的11端相连接；所述的输出端口P1既与所述的动断辅助触头K的12端相连接也与励磁线圈L的A1端相连接；所述的输入端口N2与AC电压的S2端相连接，所述的输出端口P2与所述的励磁线圈L的A2端相连接。
【专利说明】阈值电压控制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，尤其涉及一种可使传统交流接触器节约电能的“阈值电压控制的节电型交流接触器”。
【背景技术】
[0002]交流接触器(Alternating Current Contactor)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，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、励磁线圏、复位弹簧、动断触点、动合触点组成。当励磁线圏接通AC2 20V、AC 110 V或AC380V电压(以下通称AC220V、ACllOV或AC380V为AC电压或励磁电源)时，动铁芯受励磁线圏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；当励磁线圏上的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。在交流接触器中，这种“与动铁芯联动的触点”共有四组，其中三组用于接通或切断“三相电”的主触点，另一组为“动断”或“动合”的“辅助触点”——用于系统的控制。
[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:励磁线圏与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:励磁线圏继续与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、静铁芯就能继续吸合。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:励磁线圏断开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圏中均通以相同的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圏中均通以“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圏；
[0012]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传统交流接触器性能的“节电器”问世。
[0013]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:
[0014]1、结构复杂，难以实施；
[0015]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！
[0016]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近百元，如此昂贵的“QXJB型交流接触器节电器”将使用户寥寥。
[0017]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。
[0018]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。
[0019]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)
[0020]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”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“阈值电压控制的节电型交流接触器”。
【发明内容】
[0021]一种阈值电压控制的节电型交流接触器，其由阈值开关电路和传统交流接触器二部份组成，所述传统的交流接触器由动铁芯、静铁芯、励磁线圏、复位弹簧、动断触点、动合触点组成；
[0022]所述的阈值开关电路是一个设有N1、N2、P1、P2四个端口的四端口网络，端口 N1、N2为其两个输入端口，P1、P2为其两个输出端口 ；所述的输入端口 NI既与AC电压的SI端相连接也与动断辅助触头K的11端相连接；所述的输出端口 Pl既与所述的动断辅助触头K的12端相连接也与励磁线圈L的Al端相连接；所述的输入端口 N2与AC电压的S2端相连接，所述的输出端口 P2与所述的励磁线圈L的A2端相连接；
[0023]所述的四端口的阈值开关电路的电路结构及与所述的动断辅助触头K的连接方式为:所述的四端口的阈值开关电路由双极型瞬态电压抑制二极管TVS及储能电容C组成；所述的动断辅助触头K与双极型瞬态电压抑制二极管TVS相并联后一端与所述的NI端连接，另一端与所述的Pl端连接；储能电容C的一端与所述的Pl端连接，另一端与所述的P2端连接；所述的P2端与所述的N2端相连接。
[0024]进一步地，采用背靠背的第一单极型瞬态电压抑制二极管TVSl和第二单极型瞬态电压抑制二极管TVS2、气体放电管(gaseous discharge tube)⑶T、半导体放电管(thyristor surge suppressors) TSS、静电抑止器(Electro-Static discharge) ESD、压敏电阻器VDR、背靠背的第一稳压二极管和第二稳压二极管代替所述双极型瞬态电压抑制二极管TVS。
[0025]所述的AC电压的SI端、S2端可以互易连接。
[0026]所述的“动断辅助触头K”的11端、12端可以互易连接。
[0027]所述的“励磁线圈L”的Al端、A2端也可以互易连接。
[0028]应用本发明，可以取得以下有益效果:
[0029]1、价廉:本发明中用于改进传统交流接触器性能的至精至简的“阈值开关电路”，仅有二个电子器件(或三个电子器件)，总成本小于0.5元人民币。仅花几角钱，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；
[0030]2、物美:上述二个电子器件(或三个电子器件)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；
[0031]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(或三个电子器件)，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；
[0032]4、AC电压的作用范围宽，对励磁电源为AC220V的本发明，AC电压下降至187V时，仍能可靠吸合与吸持；
[0033]5、节电:实测结果也表明，本发明具有较高的节电效率。
[0034]为了实测本发明的节电效率，便制作了样机(仅需数个电子器件，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:
[0035](I)、未加本发明之“阈值开关电路”的CJX2 - 1201型传统交流接触器(以下简称传统件);
[0036](2)、按本发明所述的方法，所述的CJX2 - 1201型传统交流接触器加设“阈值开关电路”后改造而成的新型的“阈值电压控制的节电型交流接触器”(以下简称新型件)。
[0037]结果如下:
[0038]
【权利要求】
1.一种阈值电压控制的节电型交流接触器，其特征在于:其由阈值开关电路和传统交流接触器二部份组成，所述传统的交流接触器由动铁芯、静铁芯、励磁线圏、复位弹簧、动断触点、动合触点组成； 所述的阈值开关电路是一个设有N1、N2、P1、P2四个端口的四端口网络，端口 N1、N2为其两个输入端口，P1、P2为其两个输出端口 ；所述的输入端口 NI既与AC电压的SI端相连接也与动断辅助触头K的11端相连接；所述的输出端口 Pl既与所述的动断辅助触头K的12端相连接也与励磁线圈L的Al端相连接；所述的输入端口 N2与AC电压的S2端相连接，所述的输出端口 P2与所述的励磁线圈L的A2端相连接； 所述的四端口的阈值开关电路的电路结构及与所述的动断辅助触头K的连接方式为:所述的四端口的阈值开关电路由双极型瞬态电压抑制二极管TVS及储能电容C组成；所述的动断辅助触头K与双极型瞬态电压抑制二极管TVS相并联后一端与所述的NI端连接，另一端与所述的Pl端连接；储能电容C的一端与所述的Pl端连接，另一端与所述的P2端连接；所述的P2端与所述的N2端相连接。
2.如权利要求1所述的阈值电压控制的节电型交流接触器，其特征在于:采用背靠背的第一单极型瞬态电压抑制二极管和第二单极型瞬态电压抑制二极管、气体放电管(gaseous discharge tube)、半导体放电管(thyristor surge suppressors)、静电抑止器(Electro-Static discharge)、压敏电阻器、背靠背的第一稳压二极管和第二稳压二极管代替所述双极型瞬态电压抑制二极管。
【文档编号】H01H47/00GK203774191SQ201420152003
【公开日】2014年8月13日 申请日期:2014年3月31日 优先权日:2014年3月31日
【发明者】汪孟金 申请人:宁波市镇海华泰电器厂