CN201081811Y

CN201081811Y - 一种交流接触器的节能延寿装置

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Publication number: CN201081811Y
Application number: CNU2007201182445U
Authority: CN
Inventors: 凌岩
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2007-01-29
Filing date: 2007-01-29
Publication date: 2008-07-02
Anticipated expiration: 2017-01-29

Abstract

一种交流接触器节能延寿装置，是在交流接触器外附加的一个电子装置，有一个方型的塑料外壳，外壳的上表面有两个输入接线端子，外壳的下端两侧有两根输出导线，其内部的电路由整流驱动电路、限流电路、延时电路三部分电路组成，各部分的连接关系是这样的，整流驱动电路的一个输入端接到电源上，另一个输入端接限流电路，整流驱动电路的输出接交流接触器的线圈，限流电路的另一端接到电源的另一端，延时电路接于电源的两端，延时电路的输出控制一个继电器，通过该继电器的触点控制限流电路的投入和切除。本装置具有价格低、性能稳定可靠的优点，在交流接触器线圈回路里加装本装置后，具有节能、降耗、延长交流接触器使用寿命的效果。

Description

一种交流接触器的节能延寿装置

所属技术领域

本实用新型专利涉及一种交流接触器的节能延寿装置，尤其是一种对普通的交流接触器进行节能改造，同时降低交流接触器的发热，延长交流接触器使用寿命的装置，本实用新型专利属于电学领域。

技术背景

接触器是一种应用非常广泛的自动化控制电器。接触器主要用于频繁接通或分断交、直流电路，交流接触器是接触器中的一种，是采用交流电源作为接触器的操作电源，普通的交流接触器在吸合后，依然通着交流操作电源，功耗比较大，所以普通交流接触器发热现象十分严重，不仅浪费电能，而且使交流接触器的使用寿命缩短。

查阅文献得知，目前国内关于交流接触器节能方面的专利很多，这类专利可以分为两大类：第一类采用对接触器的结构进行改造，使接触器吸合后靠机械装置使接触器触点保持接通，同时使线圈断电，达到节能的目的。第二类采用不改动接触器的结构，对接触器的驱动电源加以改进，比如采用直流大电流吸合后再用小电流维持吸合的方式等等。目前，这两类专利产品均未得到广泛的应用，在实际应用中依然大量使用传统的普通交流接触器，为什么这些具有节能效果的交流接触器没有得到广泛的应用呢？原因是多方面的，但无外乎有价格高、电路复杂、可靠性低等缺点，由于这些交流接触器节能的专利存在以上诸多的缺点，所以这些关于交流接触器节能的专利并未得到很好的推广和使用。

发明内容

本实用新型专利的目的在于设计一种针对目前广泛使用的普通交流接触器进行节能改造并延长其使用寿命的小装置，本装置不改变交流接触器的结构，仅从交流接触器的驱动电源上改造，便于在现有正在使用的普通交流接触器上使用，降低其能耗并延长其使用寿命，本装置具有价格低、电路简单、可靠性高的特点，使交流接触器节能装置能真正的得到大范围的推广使用，节约宝贵的电能，为建立节约型的社会贡献力量。

本实用新型是这样来实现的：

本实用新型所述的一种交流接触器节能延寿装置，是在交流接触器外附加的一个电子装置，不改变现有普通交流接触器的结构，只是将本装置的输出端通过两根导线与现有的交流接触器的线圈接线端相联，再将交流操作电源接到本装置的输入端上，便可以使接触器节能运行，便于在正在使用的接触器进行节能改造。

本实用新型所述的一种交流接触器节能延寿装置，有一个方型的塑料外壳，外壳的上表面有两个输入接线端子，在壳内一块装有电子元件的线路板，外壳的下端两侧有两根输出导线，这两根导线接至交流接触器的线圈，外壳的下端两侧各有一个固定孔。

本实用新型专利所述的一种交流接触器节能延寿装置，其内部的电路由整流驱动电路、限流电路、延时电路三部分电路组成，各部分的连接关系是这样的，整流驱动电路的一个输入端接到输入接线端子上，另一个输入端接限流电路，整流驱动电路的输出接交流接触器的线圈，限流电路的另一端接到输入接线端子的另一端，延时电路接于输入接线端子的两端，延时电路的输出控制一个继电器，通过该继电器的触点控制限流电路的投入和切除。

整流驱动电路由整流桥堆D4和续流二极管D5组成，D4的输入端一端接电源L，另一端接限流电路中的J1，D4的输出端并接D5，然后输出至交流接触器线圈。

限流电路由继电器J的常闭触点J1和R5、R6、C4组成，继电器J的常闭触点J1的一端接整流电路中的D4，另一端接电源N；在J1上还并联有R5、R6、C4组成的限流支路：C4与R6并联后一端接J1与N的连接点，另一端与R5相联，R5的另一端接J1与D4的连接点。

延时电路由C1、R1、D1、C2、R2、D2、R3、R4、C3、D3、J、Q组成，C1与R1并联后一端接交流电源L，另一端接D1的输入端，D1的另一个输入端接交流电源N，D1的输出端为延时电路电源的+及-，C2一端接+另一端接-，R2一端接+，另一端通过D2接-，R3一端接+，另一端与R4、C3、Q的基极相联，R4的另一端、C3的负极、Q的发射极相连后接至-，D3与J并联后一端接+，另一端接Q的集电极。

本实用新型专利所述的一种交流接触器节能延寿装置，其工作原理是这样的：

本装置的输入端L、N之间通上交流操作电源后，电流沿两个回路流动：第一条回路经C1降压限流、D1整流后，返回N，D1整流后向延时电路提供工作电源，C2作用为滤波，使电压脉动的直流电变为电压平稳的直流电，R2和发光二极管D2串联后接于延时电路工作电源之间，其作用两个，一是起到电源指示灯的作用，通时还兼有稳压的作用，在继电器J不吸合时，由于R2和D2的作用，使电源电压不至于升的过高而超过电容C2的耐压值而使其击穿，在电源未加上之前，C3上残存的电荷会通过R4放掉，所以在延时电路的刚上电的时候，C3上没有电荷，相当于短路，Q的基极被钳制在低电位，所以刚上电的时候，Q是处于截止状态的，J因Q的截止而不能吸合，此时接在限流电路里的J的常闭触点J1是闭合的，电源加上后，电压经R3向C3充电，C3上的电压逐渐升高，经过一段时间后，当电压升高到一定程度时，Q导通，J得电吸合，此时接在限流电路里的J的常闭触点J1断开。

另一条回路交流电源经D4、J1返回N，在刚上电的时候，由于延时电路的作用，J1是闭合的，所以交流电源全部加到整流桥堆D4的输入端，经D4整流后，输出脉动的直流电给接触器的线圈，接触器在这个高电压直流电的作用下，迅速吸合。由于延时电路的作用，经过一段时间后，继电器J动作，J1断开，由R5、C4、R6组成的限流支路串入整流电路，一个较小的交流电流经整流后变成一个较小的直流电流向交流接触器线圈供电，此时交流接触器相当于一个直流电磁铁，在很小的直流电流的供电的情况下能继续维持吸合。由于电容C4在交流电路呈现一定的容抗，根据电学公式，所以只要电容的容量确定后，在电压和频率不变的情况下，流经C4的电流就基本不变了，由于R6的阻值很大，流经C4的电流远远大于流经R6的电流，R6上的电流可以忽略不计，所以由5、C4、R6组成的限流支路的电流基本上是由C4的容抗来决定的，而限流支路和整流桥堆D4是串联的关系，所以，流经D4的电流是由C4的容抗数值来决定的，改变C4容量的大小，也就改变了接触器线圈中的电流的大小。理论和实际的试验均表明，交流接触器在用直流大电流吸合后，是否维持继续吸合，和交流接触器线圈中流过的电流有关，当交流接触器线圈中的电流减小到一定程度时，交流接触器就会释放，交流接触器维持吸合的最小电流的数值和交流接触器的电感量等参数有关，所以我们只需要根据交流接触器的规格，确定C4取一个合适的容量，使交流接触器线圈中的电流略大于交流接触器维持吸合的最小电流，这样就能达到使交流接触器维持吸合的情况下，线圈中的电流最小的目的，从而实现本实用新型专利所期望的降低交流接触器的耗能和发热的情况，延长交流接触器的使用寿命的目的。

电路中R1和R6的作用在于在电路断电后，使C1和C4上的残存的电荷释放，R5的作用是限制C4的充放电速度，避免C4出现发热的情况，D3、D5为续流二极管，其作用是在继电器J和交流接触器的线圈断电时，为电感中储存的电流能量提供一个施放的通路，避免电感断电后产生的高电压将其他元件击穿。

采用继电器作为交流接触器大电流吸合状态和小电流维持状态的转换控制元件，并利用其常闭触点作为电容限流支路的投入和切除的开关，是本实用新型的核心技术创新，这样设计的好处有：继电器是一种非常可靠的电气元件，目前常见的小型继电器在额定电压±30％的范围内均能可靠吸合，吸合后在低至额定电压20％时依然能保持吸合；继电器寿命较长，目前常见的小型继电器机械寿命一般都能达到一百万次；继电器触点容量较大，目前常见的小型继电器开闭240V交流电压触点容量可以达到7～16A，目前常见的最大规格的630A接触器的线圈功耗约为1.5KVA，最大电流不超过10A，所以小型继电器可以完全满足接通和分断所有交流接触器线圈电流的要求。用继电器和常见的用晶闸管等半导体器件控制接触器线圈的方式相比，具有更高的可靠性。

采用电阻和电容串联，作为交流接触器在小电流维持状态下的限流元件，是本实用新型的又一个重要特征，用电容作为限流元件有很多优点，在电源频率和电压不变的情况下，通过其的电流是稳定的，电容在电路里只有充电和放电，其本身并不消耗能量，效率较高，与限流电容串联的电阻的作用是限制电容充放的电流，避免电容发热情况发生，另外，采用电容作为限流元件，可以提高整个装置的功率因数。

本实用新型所述的一种交流接触器节能延寿装置，线路简单、选用稳定可靠的元器件和最优化的线路，经样品的试验证明，本装置具有价格低、性能稳定可靠的优点，在交流接触器控制回路里加装本装置后，完全能达到节能、降耗、延长交流接触器使用寿命的设计目的。

附图说明

下面结合附图和实施例对本实用新型做进一步的说明。

附图1为一种交流接触器节能延寿装置的剖面图。

图中：1-输入接线端子，2-外壳，3-线路板，4-输出导线，5-固定孔。

附图2为一种交流接触器节能延寿装置的电路图。

图中：1-延时电路，2-整流驱动电路，3-限流电路，4-输入接线端子，5-输出导线。

具体实施方式

在图1的实施例中，本实用新型所述的一种交流接触器节能延寿装置有一个方型的塑料外壳(2)，外壳的上表面有两个输入接线端子(1)，在壳内一块装有电子元件的线路板(3)，外壳的下端两侧有两根输出导线(4)，这两根导线接至交流接触器的线圈，外壳的下端两侧各有一个固定孔(5)。

在图2的实施例中，本实用新型所述的一种交流接触器节能延寿装置，其内部的电路由整流驱动电路(2)、限流电路(3)、延时电路(1)三部分电路组成，各部分的连接关系是这样的：整流驱动电路(2)的一个输入端接到输入接线端子(4)上，另一个输入端接限流电路(3)，整流驱动电路的输出(5)接交流接触器的线圈；限流电路(3)的另一端接到输入接线端子(4)的另一端，延时电路(1)接于接线端子(4)的两端，延时电路(1)的输出控制一个继电器，通过该继电器的触点控制限流电路(3)的投入和切除。

Claims

1.一种交流接触器节能延寿装置，其特征是：其内部的电路由整流驱动电路(2)、限流电路(3)、延时电路(1)三部分电路组成，各部分的连接关系是这样的：整流驱动电路(2)的一个输入端接到输入接线端子(4)上，另一个输入端接限流电路(3)，整流驱动电路的输出(5)接交流接触器的线圈；限流电路(3)的另一端接到输入接线端子(4)的另一端，延时电路(1)接于输入接线端子(4)的两端，延时电路(1)的输出控制一个继电器，通过该继电器的触点控制限流电路(3)的投入和切除。

2.根据权利要求1所述的一种交流接触器节能延寿装置，其特征是：该装置有一个方型的塑料外壳(2)，外壳的上表面有两个输入接线端子(1)，在壳内一块装有电子元件的线路板(3)，外壳的下端两侧有两根输出导线(4)，这两根导线接至交流接触器的线圈，外壳的下端两侧各有一个固定孔(5)。

3.根据权利要求1所述的一种交流接触器节能延寿装置，其特征是：整流驱动电路由整流桥堆D4和续流二极管D5组成，D4的输入端一端接电源L，另一端接限流电路中的J1，D4的输出端并接D5，然后输出至交流接触器线圈。

4.根据权利要求1所述的一种交流接触器节能延寿装置，其特征是：限流电路由继电器J的常闭触点J1和R5、R6、C4组成，继电器J的常闭触点J1的一端接整流电路中的D4，另一端接电源N；在J1上还并联有R5、R6、C4组成的限流支路：C4与R6并联后一端接J1与N的连接点，另一端与R5相联，R5的另一端接J1与D4的连接点。

5.根据权利要求1所述的一种交流接触器节能延寿装置，其特征是：延时电路由C1、R1、D1、C2、R2、D2、R3、R4、C3、D3、J、Q组成，C1与R1并联后一端接交流电源L，另一端接D1的输入端，D1的另一个输入端接交流电源N，D1的输出端为延时电路电源的+及-，C2一端接+另一端接-，R2一端接+，另一端通过D2接-，R3一端接+，另一端与R4、C3、Q的基极相联，R4的另一端、C3的负极、Q的发射极相连后接至-，D3与J并联后一端接+，另一端接Q的集电极。

6.根据权利要求1所述的一种交流接触器节能延寿装置，其特征是：采用继电器作为交流接触器大电流吸合状态和小电流维持状态的转换控制元件，并利用其常闭触点作为限流支路的投入和切除的开关。

7.根据权利要求1所述的一种交流接触器节能延寿装置，其特征是：采用电阻和电容串联，作为交流接触器在小电流维持状态下的限流元件，电容的容抗决定本支路电流大小，电阻的作用是限制电容充放电的电流，避免电容发热。