CN107359694B - 后备式接触器保持型自适应抗晃电装置及其方法 - Google Patents

后备式接触器保持型自适应抗晃电装置及其方法 Download PDF

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Abstract

一种后备式接触器保持型自适应抗晃电装置，包括储能电容、磁簧切换开关、后备直流供电模块以及控制器，所述磁簧切换开关具有与接触器线圈的第一端连接的主触点、与所述外部交流电源的正极连接的常闭触点以及与所述储能电容的正极以及后备直流供电模块的正极连接的常开触点，所述储能电容的正极以及负极分别与所述外部交流电源的正极以及负极连接，所述接触器线圈的第二端与所述外部交流电源的负极、储能电容的负极以及后备直流供电模块的负极连接，所述控制器与所述磁簧切换开关连接。本发明可自适应接触器容量,真正实现后备式抗晃电。

Description

后备式接触器保持型自适应抗晃电装置及其方法
技术领域
本发明涉及抗晃电技术领域，尤其涉及一种后备式接触器保持型自适应抗晃电装置及其方法。
背景技术
现有接触器抗晃电保持型装置存在以下问题：
1、传统抗晃电装置是安装在抽屉柜内，由于抽屉面板小，导致无法安装人机交互面板，因此装置必须全部安装在抽屉内部，所以在操作时必须拉开抽屉，在电力设计上，拉开抽屉电源会断电，导致无法对装置操作。传统的应对方式是将抗晃电装置拆下来操作，导致维护和运行工作量大，带来人工成本大量消耗。专利(抗晃电装置自适应控制***及其控制方法,CN201310613038.1)、专利(一种采用旁路模式的抗晃电模块及其控制方法，CN201310591575.0)、专利(防晃电模块的智能跳闸控制***及其控制方法，CN201310610955.4)以及专利(一种抗晃电接触器延时装置，CN201410220204.6)均没有考虑该问题。
2、传统抗晃电装置无法自动适应接触器容量，必须根据不同接触器不同容量，更改装置接线或者调整整定参数，造成调试维护繁杂，难度大。专利(抗晃电装置自适应控制***及其控制方法,CN201310613038.1)提出采用软件计算方式进行电流自适应，但接触器即使同一种规格，保持电流也存在差异，因此保持住的可靠性不高，很难在实际产品应用。
3、传统抗晃电装置无法真正实现后备式抗晃电。专利(一种采用旁路模式的抗晃电模块及其控制方法，CN201310591575.0)提出的旁路(后备)电路，采用了继电器作为切换开关，由于目前继电器切换最小时间在7ms以上，对于电压波动可以保持接触器，但对于电压骤降L型跌落，接触器很难保持，尤其是大容量接触器，因此其应用受到限制，并且切换过程接触器触点有抖动现象。专利(防晃电模块的智能跳闸控制***及其控制方法，CN201310610955.4)和专利(抗晃电装置自适应控制***及其控制方法,CN201310613038.1)所提出的电路，在正常运行时，将IGBT串入接触器回路，一旦装置驱动故障则IGBT无法工作，此时接触器无法正常运行，因此不是真正意义上的旁路式，在装置故障时影响接触器。
发明内容
基于此，针对上述技术问题，提供一种后备式接触器保持型自适应抗晃电装置及其方法。
为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：
一种后备式接触器保持型自适应抗晃电装置，包括储能电容、磁簧切换开关、后备直流供电模块以及控制器，所述磁簧切换开关具有与接触器线圈的第一端连接的主触点、与所述外部交流电源的正极连接的常闭触点以及与所述储能电容的正极以及后备直流供电模块的正极连接的常开触点，所述储能电容的正极以及负极分别与所述外部交流电源的正极以及负极连接，所述接触器线圈的第二端与所述外部交流电源的负极、储能电容的负极以及后备直流供电模块的负极连接，所述控制器与所述磁簧切换开关连接。
本方案还包括用于设置抗晃电时间的拨码开关，所述拨码开关与所述控制器连接，且该拨码开关具有两位开关，其时间设定范围为0-9.9秒。
所述磁簧切换开关采用高压水银磁簧切换开关。
本方案还包括充电电阻、充电二极管以及放电二极管，所述充电电阻的一端与所述充电二极管的正极连接，另一端用于与所述外部交流电源的正极连接，所述充电二极管的负极与所述储能电容的正极连接，所述放电二极管的正极与所述储能电容的正极连接，负极与所述第一磁簧切换开关的常开触点连接。
本方案还包括防反向二极管以及续流二极管，所述防反向二极管的正极与所述后备直流供电模块的正极连接，负极与所述磁簧切换开关的常开触点连接，所述续流二极管的正极与所述接触器线圈的第二端连接，负极与所述第一磁簧切换开关的常开触点连接。
本方案还涉及一种后备式接触器保持型自适应抗晃电方法，包括：
将磁簧切换开关的主触点与接触器线圈的第一端连接，常闭触点与外部交流电源的正极连接，常开触点与储能电容的正极以及后备直流供电模块的正极连接，所述储能电容的正极以及负极分别与所述外部交流电源的正极以及负极连接，所述接触器线圈的第二端与所述外部交流电源的负极、储能电容的负极以及后备直流供电模块的负极连接，控制器与所述磁簧切换开关连接，使所述接触器线圈由所述外部交流电源供电；
所述外部交流电源供电在供电过程中，为所述储能电容充电；
在所述控制器收到晃电信号后，进行抗晃电处理：
根据预设的抗晃电时间，进行计时；
通过所述控制器控制所述磁簧切换开关，使所述磁簧切换开关的主触点从常闭触点切换至与常开触点吸合,所述储能电容瞬间放电给所述接触器线圈，以直流脉冲保持接触器触点吸合，放电结束后，所述后备直流供电模块给所述接触器线圈提供保持电压；
若在抗晃电时间内外部电压恢复、抗晃电时间结束或者收到抗晃电退出指令时，则通过所述控制器控制磁簧切换开关，使所述磁簧切换开关的主触点分别从常开触点切换至与常闭触点吸合,由所述外部交流电源向接触器线圈供电。
本方案还包括：
通过所述控制器读取拨码开关的8421码，并换算为时间，将该时间作为预设的抗晃电时间，所述拨码开关具有两位开关，所述拨码开关与所述控制器连接，且该拨码开关具有两位开关，其时间设定范围为0-9.9秒，所述拨码开关设置为00代表抗晃电退出指令。
所述磁簧切换开关采用高压水银磁簧切换开关。
本发明可自适应接触器容量,真正实现后备式抗晃电。
附图说明
下面结合附图和具体实施方式本发明进行详细说明：
图1为本发明的结构示意图；
图2为本发明的拨码开关的示意图。
具体实施方式
如图1以及图2所示，一种后备式接触器保持型自适应抗晃电装置，包括储能电容C、磁簧切换开关K1、后备直流供电模块DC以及控制器W。
储能电容C的正极以及负极与外部交流电源AC的正极以及负极连接后，可进行充电。
磁簧切换开关K1具有与接触器线圈KM的第一端连接的主触点a、与外部交流电源AC的正极连接的常闭触点b以及与储能电容C的正极以及后备直流供电模块DC的正极连接的常开触点c，接触器线圈KM的第二端与外部交流电源AC的负极、储能电容C的负极以及后备直流供电模块DC的负极连接，控制器W与磁簧切换开关K1连接。
具体地，本发明还设置了充电电阻R、充电二极管D1以及放电二极管D2，充电电阻R的一端与充电二极管D1的正极连接，另一端用于与外部交流电源AC的正极连接，充电二极管D1的负极与储能电容C的正极连接，放电二极管D2的正极与储能电容C的正极连接，负极与磁簧切换开关K1的常开触点c连接。
在储能电容C充电时，其经充电二极管D1以及充电电阻R与外部交流电源AC的正极连接，进行限流和保护，在放电时，由放电二极管D2提供快速放电通路。
具体地，本发明还设置了防反向二极管D3以及续流二极管D4，防反向二极管D3的正极与后备直流供电模块DC的正极连接，负极与磁簧切换开关K1的常开触点c连接，防止反充，续流二极管D4的正极与接触器线圈KM的第二端连接，负极与磁簧切换开关K1的常开触点c连接，起到续流作用，以限制线圈的反电动势电压，保护电路。
本发明采用磁簧切换开关，寿命长，不容易损坏。
较佳的，磁簧切换开关K1采用高压水银磁簧切换开关，动作速度快，操作时间范围100μs至300μs，切换耐压高达上千伏，水银接点具有大电路开关能力，不像普通继电器容易烧坏粘连，此特点保证了开关切换接点的长寿命。
为了设置抗晃电时间，本发明还设置了拨码开关K2，拨码开关K2与控制器W连接，且该拨码开关K2具有两位开关，第一位拨码开关表示秒，第二位拨码开关表示0.1秒，其时间设定范围为0-9.9秒。若两位拨码开关设置为00，则表示抗晃电功能退出。
本发明由于采用了拨码开关，可以在没有电的情况下进行调试，本发明实现无电调试，无需考虑安装位置，大大减轻调试难度、调试时间和调试成本，特别适合抽屉柜。
使用时，将磁簧切换开关K1的主触点a与接触器线圈KM的第一端连接，常闭触点b与外部交流电源AC的正极连接，常开触点c与储能电容C的正极以及后备直流供电模块DC的正极连接，储能电容C的正极以及负极分别与外部交流电源AC的正极以及负极连接，接触器线圈KM的第二端与外部交流电源AC的负极、储能电容C的负极以及后备直流供电模块DC的负极连接，控制器W与磁簧切换开关K1连接，使接触器线圈KM由外部交流电源AC供电。
在供电过程中，外部交流电源AC为储能电容C充电。
在控制器W收到晃电信号后，进行抗晃电处理：
1、根据预设的抗晃电时间，进行计时。
2、通过控制器W控制磁簧切换开关K1，使磁簧切换开关K1主触点a从常闭触点b切换至与常开触点c吸合,由后备直流供电模块DC向接触器线圈KM供电：
此时，储能电容C的能量瞬间释放给接触器线圈KM，以强有力直流脉冲保持接触器触点吸合，电能释放后，后备直流供电模块DC自然给接触器线圈提供保持电压。
需要指出的是，磁簧切换开关K1的常闭触点b与主触点a初始吸合，从外部交流电源AC得电后，在控制器W的控制下，常闭触点b与主触点a仍旧吸合，当控制器W收到晃电信号后，控制器W控制主触点a与常开触点c吸合，若本发明装置发生内部故障或者损坏，磁簧切换开关K1无法得电，由于b为常闭触点，c为常开触点，此时，无需控制器W的控制，主触点a就会从常开触点c切换至于常闭触点b，故可在硬件方式上使接触器自动切换至外部交流电源AC供电。
3、若在抗晃电时间内外部电压恢复、抗晃电时间结束(不管外部电压是否恢复)或者收到抗晃电退出指令时，则通过控制器W控制磁簧切换开关K1，使磁簧切换开关K1的主触点a从常开触点c切换至与常闭触点b吸合,由外部交流电源AC向接触器线圈KM供电。
其中，本发明通过控制器W读取拨码开关K2的8421码，并换算为时间，将该时间作为预设的抗晃电时间，拨码开关K2具有两位开关，其时间设定范围为0-9.9秒，拨码开关K2与控制器W连接。
拨码开关K2设置为00代表抗晃电退出指令。
使用本发明抗晃电装置，在正常时接触器线圈KM由外部交流电源AC，装置处于备用状态，在抗晃电时间内，装置将接触器线圈KM切换至后备直流供电模块DC，在抗晃电时间到或抗晃电时间内外部电压恢复时，装置再将接触器线圈KM切换至外部交流电源AC。一般工厂的晃电在数秒内，而且极少发生，本发明装置只在很短时间内起作用，因此使用寿命大大延长。另外装置如果内部故障损坏，在硬件方式上接触器将自动切换至外部交流电源AC供电，并且在硬件方式上抗晃电功能自动退出。因此装置故障不影响接触器的正常操作，实现物理意义上的后备式。
本发明自适应接触器容量，针对不同容量的接触器，无需更设置参数或更改接线，简化选型、减少备件库存、减少安装与调试的时间和难度、减少产品维护工作量。
但是，本技术领域中的普通技术人员应当认识到，以上的实施例仅是用来说明本发明，而并非用作为对本发明的限定，只要在本发明的实质精神范围内，对以上所述实施例的变化、变型都将落在本发明的权利要求书范围内。

Claims (8)

1.一种后备式接触器保持型自适应抗晃电装置，其特征在于，包括储能电容、磁簧切换开关、后备直流供电模块以及控制器，所述磁簧切换开关具有与接触器线圈的第一端连接的主触点、与外部交流电源的正极连接的常闭触点以及与所述储能电容的正极以及后备直流供电模块的正极连接的常开触点，所述储能电容的正极以及负极分别与所述外部交流电源的正极以及负极连接，所述接触器线圈的第二端与所述外部交流电源的负极、储能电容的负极以及后备直流供电模块的负极连接，所述控制器与所述磁簧切换开关连接。
2.根据权利要求1所述的一种后备式接触器保持型自适应抗晃电装置，其特征在于，还包括用于设置抗晃电时间的拨码开关，所述拨码开关与所述控制器连接，且该拨码开关具有两位开关，其时间设定范围为0-9.9秒。
3.根据权利要求1或2所述的一种后备式接触器保持型自适应抗晃电装置，其特征在于，所述磁簧切换开关采用高压水银磁簧切换开关。
4.根据权利要求3所述的一种后备式接触器保持型自适应抗晃电装置，其特征在于，还包括充电电阻、充电二极管以及放电二极管，所述充电电阻的一端与所述充电二极管的正极连接，另一端用于与所述外部交流电源的正极连接，所述充电二极管的负极与所述储能电容的正极连接，所述放电二极管的正极与所述储能电容的正极连接，负极与所述磁簧切换开关的常开触点连接。
5.根据权利要求4所述的一种后备式接触器保持型自适应抗晃电装置，其特征在于，还包括防反向二极管以及续流二极管，所述防反向二极管的正极与所述后备直流供电模块的正极连接，负极与所述磁簧切换开关的常开触点连接，所述续流二极管的正极与所述接触器线圈的第二端连接，负极与所述磁簧切换开关的常开触点连接。
6.一种后备式接触器保持型自适应抗晃电方法，其特征在于，包括：
将磁簧切换开关的主触点与接触器线圈的第一端连接，常闭触点与外部交流电源的正极连接，常开触点与储能电容的正极以及后备直流供电模块的正极连接，所述储能电容的正极以及负极分别与所述外部交流电源的正极以及负极连接，所述接触器线圈的第二端与所述外部交流电源的负极、储能电容的负极以及后备直流供电模块的负极连接，控制器与所述磁簧切换开关连接，使所述接触器线圈由所述外部交流电源供电；
所述外部交流电源供电在供电过程中，为所述储能电容充电；
在所述控制器收到晃电信号后，进行抗晃电处理：
根据预设的抗晃电时间，进行计时；
通过所述控制器控制所述磁簧切换开关，使所述磁簧切换开关的主触点从常闭触点切换至与常开触点吸合,所述储能电容瞬间放电给所述接触器线圈，以直流脉冲保持接触器触点吸合，放电结束后，所述后备直流供电模块给所述接触器线圈提供保持电压；
若在抗晃电时间内外部电压恢复、抗晃电时间结束或者收到抗晃电退出指令时，则通过所述控制器控制磁簧切换开关，使所述磁簧切换开关的主触点分别从常开触点切换至与常闭触点吸合,由所述外部交流电源向接触器线圈供电。
7.根据权利要求6所述的一种后备式接触器保持型自适应抗晃电方法，其特征在于，还包括：
通过所述控制器读取拨码开关的8421码，并换算为时间，将该时间作为预设的抗晃电时间，所述拨码开关具有两位开关，所述拨码开关与所述控制器连接，且该拨码开关具有两位开关，其时间设定范围为0-9.9秒，所述拨码开关设置为00代表抗晃电退出指令。
8.根据权利要求6或7所述的一种后备式接触器保持型自适应抗晃电方法，其特征在于，所述磁簧切换开关采用高压水银磁簧切换开关。
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