低功耗继电器、接触器制造技术

一种低功耗的磁保持式或机械保持式断电器，接触器，在运行期间，受一控制电路的监控作用，断电时可自行退出吸合状态。（*该技术在2011年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
现有的直流继电器或接触器在通电运行的过程中，其线圈要始终保持一定的维持电流，消耗一定的电能以维持其吸力，线圈发热，有时甚至因线圈发热烧毁而不能工作。现有的磁保持式或机械保持式继电器、接触器，虽然在运行中不再消耗电能，但在外电路停电时却不能恢复到释放状态，因而也限制了它的使用范围。例如联邦德国AEG公司所生产的LS4型低功耗直流接触器在运行期间消耗功率仍为6.5W，BBC公司生产的B37型接触器功耗为12W，法国里昂(LYON)的CEM公司生产的IOR型磁保持式接触器，虽在运行时不消耗电能，但在外电路停电时不能退出吸合状态。本专利技术提供了一种低功耗的直流继电器、接触器，在通电的瞬间吸合后，靠永磁体的磁力或机械力保持吸合状态，在运行中受一检测、控制电路的作用，一旦断电，在此控制电路作用下可使之退出吸合状态，此控制电路的耗电甚微，只相当于原继电器或接触器的百分之一甚至千分之一。本专利技术的关键在于有一套检测、控制电路。以磁保持继电器为例说明其工作过程，如图(1)(虚框外部份)在控制触点接通的瞬间，电流经二极管D1、D2间接点A和继电器线圈J向电容器C2充电，通电线圈内铁芯的磁极性和永磁体的极性相异，产生的吸力使继电器吸合并靠永磁体的磁力保持吸合，在C2充电完成后线圈不再消耗电能，控制触点断电时，C2上的电荷由PNP型三极管的发射极端点B、基极、稳压管W1、电阻R1、线圈J形成基极电流，经过放大了的集电极电流通过J也形成电流，此电流和接通时的电流方向相反，产生的斥力使继电器释放，在吸合后磁保持期间整个系统只有R1耗电，其耗电是原继电器线圈的1/β，因R1阻值甚大所以功耗甚微，如三极管改成复合管耗电只有1/ββ1，(β、β1分别是二只三极管放大倍数)，此时可将一功率较大的NPN型三极管集电极接B点，发射极接地，基极和上述PNP管的集电极相接(另也可和PNP型三极管复合)。图中R1是检测电阻，也是基极电阻，它和C1组成RC延迟电路，并可以吸收电源的杂波，W1的稳压作用可以避免系统的误动作，稳压管W2和R2串联可以吸收过电压。将上述电路的控制触点改换成虚框内的操作系统即可成为低功耗磁保持式接触器。按动K1，经过接触器线圈向C2充电，接触器吸合。由永磁力保持吸合，由闭合了的常开触点给系统以维持电流。按动K2，C2经过集电极的放大电流使线圈反方向通电，所产生的斥力使接触器释放，外电路停电时线圈反方向通电，可使接触器自行释放。以上电路也可以作为单线圈机械自锁式继电器、接触器控制电路使用。这时无论线圈是正向或反向通电，皆表现为对衔铁的吸引。这种自锁方式为衔铁每吸动一次，带动机械系统使继电器、接触器改变一次状态。对于双线圈式磁保持或机械保持式继电器、接触器可以接成图(2)的形式。外控触点KC2闭合，吸引线圈J2通电吸合并自保，在常闭触点J2断电后，C3电容器继续向J2提供电源以保障J2充分的吸合，之后，J2不再消耗电能。与此同时KC1接通，电源经过D1、R、D2、向C2充电，在KC1断电时，形成的集电极电流使释放线圈J1通电吸动，使继电器回复到释放状态。为了减少过大的电流对二极管D1、D2、的冲击，增加一限流电阻R，或再增加一个受R作用的热继电器。图(3)为双线圈磁保持式或机械保持式接触器的控制电路。按动K2，吸引线圈J2通电吸合并自保，自身的常闭触点断开后J2不再消耗电能，按动K1，释放线圈J1通电后使接触器释放，当外电路停电时，三极管的集电极电流经过二极管D3流向J2，可使接触器释放。为了增加吸合和释放的可靠性、可以在K1、K2的上方与触点之间分别增加C3、C4两只电容，即在触点断电后仍有电容向线圈提供电流，以使之充分的吸合或释放。在三极管的集电极和J1之间串接有二极管D3，以防止J1的感应高压对系统的干扰。以上各图中也可以将三极管接成复合管的形式以增强电流、增大功率。对于单线圈机械自保式接触器，可用如图(4)所示的控制电路。按动K1，电源经常闭触点、K1、J到地形成通路，在动铁芯运动的过程中，常闭触点断开后，电容C3仍可向J提供电流以保证机械系统可靠的锁紧，其电流呈衰减状，当C3电量放完后，即使长时间按动K1，线圈J也无电流，如果不用C3，在常闭触点两端跨接一限流电阻也可。当接触器处于接通状态时，按动转换开关K2，C2上的电量流经线圈J，将动铁芯吸动一次，接触器即可释放，在接通状态时，因为两铁芯间的距离很小，即使C2的容量不很大，也可以在二铁芯间产生较大的吸力。适当设计C2的容量，可以使之在断开状态时(二铁芯间距离很大)，C2的放电能量不足以使铁芯吸合，而在吸合状态时，C2的能量可以可靠的吸动铁芯使之释放，(铁芯间的吸力和距离的平方成反比)。也可以在集电极和线圈之间增加一常开触点以增加可靠性。对于使用较高电压如220V，380V的接触器，选用耐压高的晶体管较为困难，可用可控硅驱动接触器，而将上述电路作为可控硅的触发电路。由本人申请的“节能型接触器”(专利号87216224.5)，在频繁的开闭时，可控硅可能发生误触发，在外电路发生低频率振颤时也可能误触发，图(5)是改进后的控制电路。按动K1，线圈J通电并吸动铁芯，在铁芯运动过程中，常闭触点断开，依靠C6电容的电量铁芯继续加速并机械锁定，C6储电量放完，即使K1仍处于接通状态线圈也无电流通过，在常闭触点二端跨接一限流电阻可以代替C6。接触器处于接通状态时，按动转换开关K2，C5上的电量向线圈J放电，吸动铁芯使之释放。适当设计C5的数值，使之在释放状态不能吸合，而在吸合状态时可以释放。在工作过程中，电网上的瞬间高压脉冲，以及开闭时线圈的感应作用，经过分压整流后，使三极管发射极的电位略有增高，高到一定程度会使三极管导通而错误的向可控硅输出一触发信号。在电容器C4的二端跨接一稳压管W2，W2的导通可以将过电压泄放，W2的稳压值高于C4二端正常电压值而低于正常值易W1稳压值之和。为了防止外电路频繁的停送电引起的可控硅误触发而长期导通，安装一个热继电器RJ，此热继电器受电阻R1的热作用，R1可用PTC型电阻，此种电阻发热时其阻值迅速增大，电阻发热到一定程度时可断开电路。对于较高电压磁自保式接触器，可在K1和地之间增加一吸合线圈Jc并断开和J的连线，按动K1，Jc接通后产生的吸力使接触器吸合并磁自保持。按动K2，J通电产生的斥力使接触器释放，其余电路和上述相同。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种微功耗磁保持式或机械保持式继电器、接触器，其特征是：（１）、二极管Ｄ↓［１］的正端接电源、二极管Ｄ↓［１］，Ｄ↓［２］串联接点Ａ和地之间分别接有阻值较大的电阻Ｒ↓［１］和电容Ｃ↓［２］，ＰＮＰ型三极管的集电极接地，基极和稳压管Ｗ↓［１］的正端相接，Ｗ↓［１］负端和Ａ相接，二极管Ｄ↓［２］负端和三极管的发射极相接的接点为Ｂ，接点Ｂ和地之间分别串接有稳压管Ｗ↓［２］、电阻Ｒ↓［２］及电容Ｃ↓［２］、继电器线圈Ｊ。

【技术特征摘要】
一种微功耗磁保持式或机械保持式继电器、接触器，其特征是1、二极管D1的正端接电源、二极管D1、D2串联接点A和地之间分别接有阻值较大的电阻R1和电容C2，PNP型三极管的集电极接地，基极和稳压管W1的正端相接，W1负端和A相接，二极管D2负端和三极管的发射极相接的接点为B，接点B和地之间分别串接有稳压管W2、电阻R2及电容C2、继电器线圈J。2、如权利要求(1)所述的控制电路，当用于双线圈磁保持式或机械保持式继电器时，可将释放线圈J1接于三极管集电极和地之间，从电源到地之间分别串有常闭触点、外控制常开触点KC2、吸引线圈J2，在外控制常开触点KC2、常闭触点的接点和地之间还接有电容C3，二极管D1和电源之间接有另一外控制触点KC1。3、如权利要求(1)所述的控制电路，当用于双线圈接触器时，其三极管的集电极接有二极管D3，D3负端和释放线圈J1相接，在电源和地之间分别串接常开触点、释放开关K1、释放线圈J1以及常闭触点、接通开关...

【专利技术属性】
技术研发人员：毛荣之，邵长太，毛远，
申请(专利权)人：毛荣之，
类型：发明
国别省市：32[中国|江苏]