电子式零投切接触器制造技术

本实用新型专利技术公开一种电子式零投切接触器，该接触器在线路中通电或断电的瞬间由附加的数字逻辑电路和电力电子元件来承受强电电路的瞬态过程，待瞬态过程结束后，由接触器投入运行，电力电子元件退出运行，从而达到零投切的目的。整个系统包括：数字逻辑电路即稳态指令触发电路和瞬态指令触发电路，以及晶闸管瞬态接入电路、接触器稳态接入电路三部分。此种接触器的最大优点是：利用附加上的数字逻辑电路，从根本上解决了接触器在通电时产生的巨大的浪涌电流，断开时产生的拉弧问题。它的生产和使用，可以提高传统接触器的电寿命和可靠性。（*该技术在2010年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本技术涉及一种融合了电力电子技术的全新电子式交流接触器，适用工业和民用各种场合，属于低压电器
在电工和电力系统中，为了减少线路的电压损耗和提高电力线路的功率因数，几乎每一家工厂、企业、大楼都必须按供电部门的要求，安装无功功率自动补偿装置。其电气原理，就是根据电力网络的负载状况自动投入或退出并联的电力电容，以补偿无功损耗。由于是自动投切，而电力负载又是一个不断变化的动态过程，由此造成电力电容的投切频率要大大高于手动投切。这种情况导致了一个技术难题的产生，这就是电力电容在投入瞬间的浪涌电流过大，难以克服。因此，在电力行业中，使用无功补偿器，在投入电力电容时，往往会在接触器触点处产生极大的火花，在切断电力电容时，又容易粘住触头，造成咬死，松不开现象。之所以出现上述的问题，是因为电容器固有的物理特性是电容两端的电压不能跃变。在电力电容投入电网的瞬间，由于其初始态端电压为零，一下子投到220V或380V电压的电网中，将造成巨大的浪涌电流，其幅值在不加其他措施时，通常为器件额定电流的20倍以上，因此导致交流接触器和电力电容本身受到大电流冲击而损坏。为解决这个问题，通常的解决办法有下列两种(1)采用带预投电阻的CJ19型专用接触器；(2)采用双向晶闸管取代投切电力电容的接触器。上述两种方案都有各自的弊端。因为若采用(1)方案，并不能解决触头烧损问题，因为它是利用机械弹簧加电阻对于三相同时投入。而实际上，每相之间相位差为120度，不可能保证三相电容在投入时每相都保证无浪涌电流的投入，何况机械式接触器由于弹簧新旧程度不同，应力不一样，同样很快会失去保护触头不烧损的作用。试验证明，采用(1)方案时，其浪涌电流仍为电力电容额定电流的9-10倍。采用方案(2)尽管可以减少浪涌电流，但会带来另外的副作用。表现在这时是用双向晶闸管取代接触器，其导通时有0.8V左右的导通压降，会造成电路功耗过大。其二，由于晶闸管在过零时有一个死区电压，造成电压电流的不连续性，从而使电网中产生较大的谐波成份。后种状况，在电力系统中是被严格禁止的。因为，电网谐波成份过大会导致电力系统中许多自动控制设备失灵，酿成更大的电力事故。其三，完全用双向晶闸管代替接触器也造成整体成本过高。本技术的目的是提供一种新的电子式零投切接触器，该接触器在线路中通电或断电的瞬间由附加的电力电子元件来承受强电电路的瞬态过程，待瞬态过程结束后，由接触器投运行，电力电子元件退出运行，从而达到零投切的目的。此技术方案的最大优点是从根本上解决了接触器在通电时产生的巨大浪涌电流，断开时产生的拉弧问题。由于该接触器量大面广，在低压线路中缺它不可，因此它的生产、使用，可以解决接触器电寿命短的问题并提高其可靠性，对接触器来说是具有革命性的变化。本技术的任务是这样完成的1、在接触器通电之前，先由电力电子元件将接触器触点两端短接，使负载浪涌电流经由双向晶闸管通过。然后接通接触器电源，使触点闭合，延迟一段时间后，晶闸管退出。接触器断电时与上述类似，也是先接通并联于接触器触头两端的双向晶闸管，再使接触器断电，延迟一段时间后，晶闸管退出运行。2、每一相的强电执行部分都设计成过零触发电路。当晶闸管导通控制指令发出后，该相并不立即动作，而要到本相电压过零点时，才开始导通，浪涌电流几乎与额定电流相等。3、作为接触器的单体产品，控制方式要简单化。为此，本技术采用由电子元件组成的硬件数字逻辑电路，完成电路所要求的工作时序，并实现了单一化指令触发。其触发和工作时序图见图3波形图。由图3的工作时序结合附图说明图1、2、4的电气原理图可见，整个电气原理图由三大部分组成(1)指令触发系统；(2)晶闸管瞬态接入系统；(3)接触器稳态接入系统。当本电子型过零投切接触器接收到投入指令时，控制逻辑首先启动双向晶闸管使之导通，这时接触器的触点尚未接通，巨大的浪涌电流从晶闸管一侧通过，随后，控制逻辑再接通接触器，使之触点闭合。由于在此之前触点两端已有晶闸管处于导通态，因此接触器的触点间电压仅为双向晶闸管的导通电压0.8V左右。所以接触器触点几乎是处于空载操作，而不会产生触点火花使触点受损。当接触器接入后一段时间，晶闸管退出运行，此后的稳定工作状态由接触器来承担。因此不会如晶闸管导通时那样产生谐波，干扰电网。当控制逻辑发出切断接触器的指令时，与投入时类似，先由晶闸管投入运行，再使接触器触点退出，同样道理，由于接触器退出瞬间，晶闸管仍处于导通态，因此，不会使接触器触点产生断电时的拉弧现象。然后，延迟一段时间，再使晶闸管退出。由于接触器在投和和退出运行时刻，其触点均处于零负载状态，故称之为“零投切接触器”。以下结合附图及实施例对本技术作进一步说明。图1为本技术的附加数字逻辑电路的电路方框图。图2为本技术的附加数字逻辑电路线路原理图。图3为本技术的接触器触发和工作时序图。图4为本技术单相强电控制回路电气原理图。图5为本技术三相强电控制回路电气原理图。参照图1，这是本技术的数字逻辑电路方框图，其中1为指令触发电路，2为晶闸管瞬态接入电路，3为接触器稳态接入电路。上述三部分电路的接配顺序是指令触发电路的输出端与晶闸管接入电路的输入端相接，指令触发电路输出端与接触器稳态接入电路的输入端相连。参照图2，指令触发系统包括稳态指令触发电路和瞬态指令触发电路。在图中，由与非门U2和非门U1、及电阻R2电容C1组成接触器的稳态指令触发时序。其中A点与C点时序图如图3所示，电阻R2、电容器C1组成的积分电路使C点波形比A点延迟一段时间。由C点波形控制接触器的投切。由与非门U2、U5非门U6及电容C3，电阻R6组成晶闸管启动时序以保证如以上所述的晶闸管触发先于接触器通电所要求的时序，并保证接触器动作之后的一段时间，晶闸管退出。由非门U4、和与非门U3，电容C2，电阻R2、R3、R4组成的接触器退出指令时序。当A点输入由高变低时，E点产生一负跳变脉冲，使晶闸管触发导通，并同样持续至接触器断电退出电路之后的一段时间，才使晶闸管退出运行，上述波形图仍如图3所示，与非门U7，非门U8保证在接触器的投入与退出时G点提供晶闸管所需的时序。以上的工作时序，既可以供给单相强电回路工作，又可以供给三相强电回路工作。数字逻辑电路即指令触发电路和晶闸管瞬态度接入电路及接触器稳态接入电路，它们之间的接配顺序是指令触发电路的输出端与晶闸管瞬态接入电路的输入端相接，指令触发电路的另一输出端与接触器稳态接入电路的输入端相接。数字逻辑电路包括稳态指令触发电路和瞬态指令触发电路，所述的稳态指令触发电路由非门U1、与非门U2、电阻R1、电容器C1所组成，所述的瞬态指令触发电路由与非门1U2、与非门U3、非门U4、与非门U5、非门U6、与非门U7、非门U8、电容器C2、电容器C3、电阻R2-R4、电阻R6组成，上述电路的接配关系是电阻R1的一端连接A点、电容器C2、电阻R2的一端及与非门U2的2脚，电阻R1的另一端与B点、电容器C1一端及非门U1的输入端相接，电容器C1的另一端接地，非门U1的输出端与与非门U2的1脚相接，与非门U2的3脚与与非门U5的2脚相接，与非门U5的1脚与非门U6的输出端及与非门U7的1脚，F点相本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电子式过零投切接触器，其特征在于其接触器上附加了数字逻辑电路，即由指令触发电路，晶闸管瞬态接入电路和接触器稳态接入电路所组成，线路的三部分的接配关系是指令触发电路的输出端与晶闸管接入电路的输入端相接，指令触发电路另一输出端与接触器稳态接入电路输入端相连。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1．一种电子式过零投切接触器，其特征在于其接触器上附加了数字逻辑电路，即由指令触发电路，晶闸管瞬态接入电路和接触器稳态接入电路所组成，线路的三部分的接配关系是指令触发电路的输出端与晶闸管接入电路的输入端相接，指令触发电路另一输出端与接触器稳态接入电路输入端相连。2．根据权利要求1所述的电子式零投切接触器，其特征在于数字逻辑电路中的指令触发电路包括；稳态指令触发电路和瞬态指令触发电路两部分，所述的稳态指令触发电路，由非门U1、与非门U2、电阻R1、电容器C1所组成，所述的瞬态指令触发电路由与非门U2、U3、非门U4、与非门U5、非门U6、与非门U7、非门U8、电容器C2、C3、电阻R2-R4、R6组成，上述电路的接配关系是电阻R1的一端连接A点、电容器C2、电阻R2的一端及与非门U2的2脚，电阻R1的另一端与B点、电容器C1一端及非门U1的输入端相接，电容器C1的另一端接地，非门U1的输出端与与非门U2的1脚相接，与非门U2的3脚与与非门U5...

【专利技术属性】
技术研发人员：林在荣，
申请(专利权)人：林在荣，
类型：实用新型
国别省市：31[中国|上海]