低功耗數(shù)控接觸器的設(shè)計(jì)與應(yīng)用
摘要:
本文敘述的低功耗數(shù)控接觸器,是一種為適應(yīng)新型工業(yè)自動(dòng)化控制、低壓供電控制系統(tǒng)復(fù)雜化而設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)開(kāi)關(guān)元件,產(chǎn)品通過(guò)采用間隔儲(chǔ)能、單脈沖觸動(dòng)電流、永磁機(jī)構(gòu)與程序控制技術(shù)構(gòu)成的控制系統(tǒng),操動(dòng)接觸器閉合與分?jǐn)唷=鉀Q了100A~800A規(guī)格接觸器低功率起動(dòng)、運(yùn)動(dòng)可控、嚴(yán)酷環(huán)境使用的三大技術(shù)難題。其主要技術(shù)特點(diǎn):(1)起動(dòng)功率4.352 VA;保持功率0.116VA;運(yùn)行耗電量0.0022kW/h;(2)工作電壓DC24V;線圈溫升值6K;閉合噪聲值不大于10dB;(3)在同一元件上實(shí)現(xiàn)了電力與電子的結(jié)合。使產(chǎn)品具有節(jié)能、環(huán)保及信息化的技術(shù)特征。
關(guān)鍵詞:低功耗數(shù)控接觸器、間隔儲(chǔ)能、低功率起動(dòng)、單脈沖觸動(dòng)電流、程序控制驅(qū)動(dòng)電路及永磁機(jī)構(gòu)。
中圖分類號(hào):TM572
0 引言
交流接觸器在工業(yè)過(guò)程自動(dòng)化以及低壓終端供電這兩大領(lǐng)域的應(yīng)用十分廣泛,有著扎實(shí)的市場(chǎng)基礎(chǔ)[2]。但是現(xiàn)有技術(shù)的交流接觸器在工業(yè)過(guò)程自動(dòng)化領(lǐng)域應(yīng)用時(shí)存在著:起動(dòng)功率大、運(yùn)動(dòng)可控性差、系統(tǒng)構(gòu)成復(fù)雜等主要問(wèn)題。
附言說(shuō)明:本產(chǎn)品于2006年12月通過(guò)由四川省科技廳主持的科技成果鑒定,(《科技成果鑒定證書(shū)》川科鑒字[2006]第451號(hào),登記號(hào):9512007Y0011)結(jié)論:達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平。
本項(xiàng)目已獲國(guó)家發(fā)明專利,專利號(hào)為ZL200510021642.0
尤其是在可編程邏輯控制器件(PLC)驅(qū)動(dòng)大型交流接觸器時(shí),需要經(jīng)過(guò)中間級(jí)放大才能實(shí)現(xiàn),并且需要專設(shè)控制電路降低吸合時(shí)的功耗,制約了控制系統(tǒng)的應(yīng)用與發(fā)展。
本文介紹了根據(jù)文獻(xiàn)[5]所提出的低功耗數(shù)控接觸器,是一種為適應(yīng)新型工業(yè)自動(dòng)化控制、低壓供電控制系統(tǒng)復(fù)雜化而設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)開(kāi)關(guān)元件。低功耗數(shù)控接觸器在秉承交流接觸器基本性能的基礎(chǔ)上,運(yùn)用編程代碼控制技術(shù)對(duì)主電路電流的接通、承載及分?jǐn)嗖賱?dòng)過(guò)程進(jìn)行控制,使得產(chǎn)品的核心技術(shù)性能指標(biāo)得到大幅度提升。
1 技術(shù)方案構(gòu)思
本項(xiàng)目的技術(shù)方案構(gòu)思為:低功耗數(shù)控接觸器的工作頻率為1200次/小時(shí),間隔時(shí)間為3秒,在間隔時(shí)間內(nèi)為儲(chǔ)能電容充電,用積聚電能平緩起動(dòng)時(shí)的電流沖擊;利用儲(chǔ)能電容對(duì)勵(lì)磁線圈放電形成的單脈沖觸動(dòng)電流,結(jié)合永磁機(jī)構(gòu),控制電路精確控制觸動(dòng)電流在過(guò)零點(diǎn)處切換,完成主觸頭閉合,同時(shí)依靠永磁吸力保持閉合狀態(tài)。通過(guò)上述構(gòu)思實(shí)現(xiàn)節(jié)能、環(huán)保以及信息化的技術(shù)特征。
產(chǎn)品的主要技術(shù)特點(diǎn)是:
(1)大容量接觸器起動(dòng)功率小于8VA的產(chǎn)品,國(guó)內(nèi)外尚屬空白。降低起動(dòng)功率不僅僅是為了節(jié)能,其核心作用在于能夠兼容電子電路,實(shí)現(xiàn)信息化。SD-100低功耗數(shù)控接觸器的起動(dòng)功率實(shí)測(cè)值:4.352 VA
(2)產(chǎn)品在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中引入晶體管的設(shè)計(jì)理念,設(shè)置了類似于基極的控制端子,實(shí)現(xiàn)了在同一元件上 “強(qiáng)電”與“弱電”的結(jié)合。接入電子電路的方法及功耗相當(dāng)于一只普通的中功率晶體管,其驅(qū)動(dòng)方式可選擇兼容或隔離的形式,極大地方便了自動(dòng)化控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì),為實(shí)現(xiàn)信息化搭建了一個(gè)可行的技術(shù)平臺(tái)。
(3)克服交流接觸器與生俱來(lái)的“運(yùn)動(dòng)不可控性”。使得接觸器吸合時(shí)間和釋放時(shí)間允許誤差標(biāo)準(zhǔn)值不大于±1ms(實(shí)測(cè)最大時(shí)間誤差值:吸合-0.335ms,釋放-0.124ms)。
(4)產(chǎn)品的環(huán)境適應(yīng)性有了突破性進(jìn)展。溫度、傾斜、搖擺、振動(dòng)、沖擊及電磁兼容等環(huán)境適應(yīng)性指標(biāo),均達(dá)到了國(guó)際先進(jìn)水平[4]。如:
低溫:工作溫度:-25℃(不間斷工作制),-40℃(1h短時(shí)工作制)。
高溫:工作溫度:55℃(不間斷工作制),70℃(1h短時(shí)工作制)。
下表是本產(chǎn)品和國(guó)外GMC系列產(chǎn)品部分特性指標(biāo)對(duì)比:
特 性 指 標(biāo) 項(xiàng) 目
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SD-100型 低功耗數(shù)控接觸器
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GMC-100型 交流接觸器
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標(biāo)稱電壓 (DC)
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24V
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24V
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起動(dòng)功率 (VA)
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8
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