設(shè)有節(jié)電單元的節(jié)電型交流接觸器的制造方法
【專利摘要】一種設(shè)有節(jié)電單元的節(jié)電型交流接觸器,由第一壓控開關(guān)電路、儲能電路和第二壓控開關(guān)電路三部份組成,特征在于：其為四端口網(wǎng)絡(luò),端口N1、N2為其輸入端口,端口P1、P2為其輸出端口；輸入端口N1、N2分別與AC電壓的S1、S2端連接,輸出端口P1、P2分別與傳統(tǒng)交流接觸器中的勵磁線圈L的A1、A2端連接；其中，N1端、第一壓控開關(guān)電路、儲能電路、第二壓控開關(guān)電路、N2端依次串聯(lián),P1端從第一壓控開關(guān)電路與儲能電路的連接處引出,P2端從儲能電路與第二壓控開關(guān)電路的連接處引出。
【專利說明】設(shè)有節(jié)電單元的節(jié)電型交流接觸器
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及低壓電器領(lǐng)域，尤其涉及一種具有節(jié)電功能的設(shè)有節(jié)電單元的節(jié)電型交流接觸器。
【背景技術(shù)】
[0002]交流接觸器是一種應(yīng)用非常廣泛的低壓電器。其工作原理是利用電磁鐵帶動動觸點(動合觸點)與靜觸點(動斷觸點)閉合或分離，達(dá)到接通或切斷電路的目的。它適用于起動或控制三相感應(yīng)電動機(jī)和其它用電設(shè)備。
[0003]圖1為傳統(tǒng)的交流接觸器的工作原理圖。這種傳統(tǒng)的交流接觸器主要由動鐵芯、靜鐵芯、勵磁線圈、復(fù)位彈簧、動斷觸點、動合觸點組成。當(dāng)勵磁線圈接通AC220V、AC110V或AC380V電壓(以下通稱AC220V、AC110V或AC380V為AC電壓或勵磁電源)時，動鐵芯受勵磁線圈產(chǎn)生的磁力的作用而與靜鐵芯閉合，與動鐵芯聯(lián)動的動合觸點也隨之閉合，外電路便通過此動合觸點而接通；當(dāng)勵磁線圈上的AC電壓斷開時，動鐵芯失磁并受復(fù)位彈簧的作用而與靜鐵芯分離，動合觸點復(fù)位斷開，外電路便隨之被切斷。
[0004]綜上所述，這種傳統(tǒng)的交流接觸器的工作過程可分為“吸合”、“吸持”、“復(fù)位”三個階段:
[0005]1、吸合:勵磁線圈與AC電壓接通，動、靜鐵芯吸合。在此階段，為克服
[0006]動鐵芯的慣性和復(fù)位彈簧的彈力，勵磁電源必須提供較大的功率(以下稱此功率為“吸合功率”)，動、靜鐵芯才能互相吸合；
[0007]2、吸持:勵磁線圈繼續(xù)與AC電壓接通，動、靜鐵芯繼續(xù)保持吸合的狀態(tài)。在此階段，勵磁電源只須提供較小的功率(以下稱此功率為“吸持功率”)，動、靜鐵芯也能繼續(xù)吸合。若在此階段，勵磁電源提供過大的吸持功率，將造成電能浪費并導(dǎo)致交流接觸器不應(yīng)有的發(fā)熱升溫；
[0008]3、復(fù)位:勵磁線圈斷開AC電壓，動、靜鐵芯“復(fù)位”分離。
[0009]交流接觸器的用途千差萬別，結(jié)構(gòu)也千差萬別，但它們的工作原理均與圖1相同。
[0010]傳統(tǒng)的交流接觸器由于吸合與吸持階段勵磁線圈中均通以相同的AC電壓，
[0011]因此存在以下的嚴(yán)重缺點:
[0012]1、無謂的耗電:前已述，在吸合和吸持階段，傳統(tǒng)的交流接觸器的勵磁線圈中均通以“相同的”AC電壓，使吸持功率過大，造成了無謂的電能損耗；
[0013]2、發(fā)熱:無謂的電能損耗所伴生的惡果是“升溫發(fā)熱”，嚴(yán)重時，甚至?xí)龤鹘y(tǒng)的交流接觸器的勵磁線圈；
[0014]3、吸合動作的優(yōu)劣“憑運氣”:在勵磁線圈接通AC電壓的時刻，AC電壓的瞬時值較高時，所述的傳統(tǒng)交流接觸器強力吸合；相反，所述的勵磁線圈接通AC電壓的時刻，AC電壓的瞬時值較低時，所述的傳統(tǒng)交流接觸器則滯鈍吸合，在此情況下，其動合觸點或動斷觸點就可能因打火嚴(yán)重而燒毀。
[0015]針對傳統(tǒng)的交流接觸器存在的嚴(yán)重缺點，電子、電器行業(yè)內(nèi)的技術(shù)人員研究、設(shè)計了多種用于改善傳統(tǒng)的交流接觸器性能的“節(jié)電線路”、“節(jié)電器”、“節(jié)能交流接觸器”。中國專利申請?zhí)枮?7216246.1的“高效節(jié)能交流接觸器”、申請?zhí)枮?4202133.9的“節(jié)能交流接觸器裝置”、申請?zhí)枮?01010144412.4的“一種節(jié)能交流接觸器”公開了各自專利 申請人:的研究成果；杭州、常州、珠海等地的院?；驈S商也有用于改善傳統(tǒng)交流接觸器性能的“節(jié)電器”問世。
[0016]上述的現(xiàn)有技術(shù)的確為改善傳統(tǒng)交流接觸器的性能，作出了有益的探索并取得了一定的成就，但普遍存在以下的缺陷:
[0017]1、結(jié)構(gòu)復(fù)雜，難以實施；
[0018]2、所用的電子器件太多，電子線路太復(fù)雜；采用單片機(jī)控制的“交流接
[0019]觸器節(jié)電器”則易受交流接觸器本身或電機(jī)等電器的電磁干擾而導(dǎo)致內(nèi)部程序執(zhí)行錯誤、產(chǎn)生“飛跳”誤控ー此誤控在某些場合會釀成大禍！
[0020]3、實施生產(chǎn)的產(chǎn)品售價太高，例如廣東省珠海市某有限公司生產(chǎn)的QXJB型交流接觸器節(jié)電器的售價高達(dá)1500元/臺！小型的交流接觸器的售價才二十多元，中型的交流接觸器的售價也只有幾百元，如此昂貴的“QXJB型交流接觸器節(jié)電器”將使用戶寥寥。
[0021]4、由于電子線路復(fù)雜，所用的電子器件多，因此，交流接觸器的節(jié)電控制部份難以與交流接觸器集成為一體，所述的節(jié)電控制部份須另設(shè)ー個盒子，造成用戶安裝不便、接線麻煩。
[0022]正是由于現(xiàn)有技術(shù)存在以上缺陷，所以出現(xiàn)了以下的情況:“目前我國節(jié)電型交流接觸器已經(jīng)有一定的市場，但還不夠普及，傳統(tǒng)型交流接觸器目前在用戶使用上占主導(dǎo)地位。主要原因是節(jié)電型接觸器價格較貴，用戶在一次性投入上還不能接受，有待于國家在節(jié)能型接觸器的推廣上加大政策力度，促進(jìn)節(jié)能型接觸器的廣泛應(yīng)用”。(參考文獻(xiàn)1:錢金川等.交流接觸器節(jié)能技術(shù)綜述.中國電子商情.2011年第4期)
[0023]針對現(xiàn)有技術(shù)的現(xiàn)狀，本實用新型要迖到的目標(biāo)是:
[0024]1、秉著“至精必須至簡，唯有簡單實用才能長久流傳”的出發(fā)點，“應(yīng)用電子技木，改造傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)”，設(shè)計一種電子線路盡量簡單的、所用器件盡量少的、價格盡量廉的、性能超過現(xiàn)有技術(shù)的、“至精至筒”的節(jié)電交流接觸器專用的“節(jié)電單元”;
[0025]2、該至精至簡的“節(jié)電單元”可用于改造在線使用的傳統(tǒng)交流接觸器，使這些交流接觸器升級成為“節(jié)電型交流接觸器”；
[0026]3、該至精至簡的“節(jié)電單元”也可集成到將要生產(chǎn)的傳統(tǒng)交流接觸器中，使交流接觸器的制造商生產(chǎn)出與“節(jié)電單元” 一體化的新型的“節(jié)電交流接觸器”。
實用新型內(nèi)容
[0027]為了達(dá)到上述目標(biāo)，本實用新型設(shè)計的技術(shù)方案是:一種設(shè)有節(jié)電單元的節(jié)電型交流接觸器，由第一壓控開關(guān)電路、儲能電路和第二壓控開關(guān)電路三部份組成，特征在于:其為四端ロ網(wǎng)絡(luò)，端ロ N1、N2為其輸入端ロ，端ロ Pl、P2為其輸出端ロ；輸入端ロN1、N2分別與AC電壓的S1、S2端連接，輸出端ロ P1、P2分別與傳統(tǒng)交流接觸器中的勵磁線圈L的A1、A2端連接；并且，所述的第一壓控開關(guān)電路、儲能電路、第二壓控開關(guān)電路可按下述三種方法組成所述的四端ロ網(wǎng)絡(luò):
[0028](a) NI端、第一壓控開關(guān)電路、儲能電路、第二壓控開關(guān)電路、N2端依次串聯(lián)，Pl端從第一壓控開關(guān)電路與儲能電路的連接處引出，P2端從儲能電路與第二壓控開關(guān)電路的連接處引出；
[0029](b) NI端、第一壓控開關(guān)電路、第二壓控開關(guān)電路、儲能電路、N2端依次串聯(lián)，Pl端從第二壓控開關(guān)電路與儲能電路的連接處引出，P2端與N2端連接；
[0030](c) NI端、儲能電路、第一壓控開關(guān)電路、第二壓控開關(guān)電路、N2端依次串聯(lián)，Pl端與NI端連接，P2端從儲能電路與第一壓控開關(guān)電路的連接處引出。
[0031]所述的AC電壓的SI端、S2端可以互易連接端口，所述的勵磁線圈之Al端、A2端也可以互易連接端口。
[0032]本實用新型所述的交流接觸器的節(jié)電單元與傳統(tǒng)交流接觸器相結(jié)合，即可組成新型的節(jié)電型交流接觸器。
[0033]所述的第一壓控開關(guān)電路由單極型瞬態(tài)電壓抑制二極管TVSl組成、儲能電路由電容C組成、第二壓控開關(guān)電路由單極型瞬態(tài)電壓抑制二極管TVS2組成。
[0034]所述的交流接觸器的節(jié)電單元的電路結(jié)構(gòu)為:
[0035]Ca)單極型瞬態(tài)電壓抑制二極管TVSl的負(fù)極接所述的四端口網(wǎng)絡(luò)的NI端、正極接四端口網(wǎng)絡(luò)的Pl端；電容C的一端也接所述的Pl端，另一端接所述的四端口網(wǎng)絡(luò)的P2端；單極型瞬態(tài)電壓抑制二極管TVS2的正極也接所述的P2端，負(fù)極接所述的四端口網(wǎng)絡(luò)
N2立而；
[0036]或者為(b):所述的NI端、單極型瞬態(tài)電壓抑制二極管TVSl的正極、TVSl的負(fù)極、Pl端、電容C的一端、電容C的另一端、P2端、單極型瞬態(tài)電壓抑制二極管TVS2的負(fù)極、TVS2的正極、N2端依次相串聯(lián)組成所述的交流接觸器的節(jié)電單元；
[0037]或者為(c):所述的NI端、單極型瞬態(tài)電壓抑制二極管TVSl的負(fù)極、TVSl的正極、單極型瞬態(tài)電壓抑制二極管TVS2的正極、TVS2的負(fù)極、Pl端、電容C的一端、電容C的另一端、P2端、N2端依次相串聯(lián)組成所述的交流接觸器的節(jié)電單元；
[0038]或者為(d):所述的NI端、單極型瞬態(tài)電壓抑制二極管TVSl的正極、TVSl的負(fù)極、單極型瞬態(tài)電壓抑制二極管TVS2的負(fù)極、TVS2的正極、Pl端、電容C的一端、電容C的另一端、P2端、N2端依次相串聯(lián)組成所述的交流接觸器的節(jié)電單元；
[0039]或者為(e):所述的NI端、Pl端、電容C的一端、電容C的另一端、P2端、單極型瞬態(tài)電壓抑制二極管TVSl的負(fù)極、TVSl的正極、單極型瞬態(tài)電壓抑制二極管TVS2的正極、TVS2的負(fù)極、N2端依次相串聯(lián)組成所述的交流接觸器的節(jié)電單元；
[0040]或者為(f):所述的NI端、Pl端、電容C的一端、電容C的另一端、P2端、單極型瞬態(tài)電壓抑制二極管TVSl的正極、TVSl的負(fù)極、單極型瞬態(tài)電壓抑制二極管TVS2的負(fù)極、TVS2的正極、N2端依次相串聯(lián)組成所述的交流接觸器的節(jié)電單元。
[0041]上述多種電路結(jié)構(gòu)的交流接觸器的節(jié)電單元的共同特征是；均由單極型瞬態(tài)電壓抑制二極管TVS1、單極型瞬態(tài)電壓抑制二極管TVS2、電容C三只電子元件串聯(lián)后組成，其輸出端Pl均從電容C的一端引出，另一輸出端P2均從電容C的另一端引出。
[0042]所述的單極型瞬態(tài)電壓抑制二極管可以用雙極型瞬態(tài)電壓抑制二極管、壓敏電阻或穩(wěn)壓二極管替代。
[0043]理論分析和實驗樣機(jī)的長時間的運行結(jié)果(本實用新型僅有三個電子元件，樣機(jī)很容易做)均證明，應(yīng)用本實用新型，可以取得以下有益效果:[0044]1、價廉:本實用新型中用于改進(jìn)傳統(tǒng)交流接觸器性能的至精至簡的“節(jié)電單元”，僅有單極型瞬態(tài)電壓抑制二極管TVSl、單極型瞬態(tài)電壓抑制二極管TVS2、電容C三個電子元件，總成本小于0.4元人民幣。僅花0.4元錢，就可使傳統(tǒng)交流接觸器提升為優(yōu)良性能的“節(jié)電型交流接觸器”，解決了參考文獻(xiàn)I所揭示的問題:“目前我國節(jié)電型交流接觸器已經(jīng)有一定的市場，但還不夠普及，傳統(tǒng)型交流接觸器目前在用戶使用上占主導(dǎo)地位。主要原因是節(jié)電型接觸器價格較貴，用戶在一次性投入上還不能接受，有待于國家在節(jié)能型接觸器的推廣上加大政策力度，促進(jìn)節(jié)能型接觸器的廣泛應(yīng)用”，為節(jié)電型交流接觸器大面積推廣創(chuàng)造了條件；
[0045]2、物美:上述三個電子元件的體積均纖小，可將它們集成到傳統(tǒng)交流接觸器的內(nèi)部，制造成一體化的、外觀悅目的節(jié)電型交流接觸器。這一點，現(xiàn)有技術(shù)均望塵莫及、難以做到；
[0046]3、可靠:電子產(chǎn)品的可靠性與所用的電子器件的數(shù)量成反比，價格與所用
[0047]的電子器件的數(shù)量成正比。所用的電子器件越多，電子線路越復(fù)雜，就意味著可靠性越低、價格越高。本實用新型僅用三個電子器件，而且都是強電用的不怕電磁干擾的功率型器件，因此，不但成本低，而且可靠性極高；
[0048]4、延壽:一臺傳統(tǒng)的CJX2交流接觸器、一臺用本實用新型的“節(jié)電單元”改造的CJX2交流接觸器，在室溫為34° C的同一地點同時運行10小時后，前者表面的溫度已超50° C，摸之燙手；后者，表面的溫度仍為室溫。溫升是電子、電器產(chǎn)品的大敵，溫升越高，產(chǎn)品的使用壽命就越短，反之，使用壽命就可延長。因此，本實用新型具有延長產(chǎn)品使用壽命的“延壽”功能；
[0049]5、快速:本實用新型設(shè)有“閾值電壓”，AC電壓大于“閾值電壓”、“吸合電壓”足夠高時，交流接觸器才做吸合動作。因此，本實用新型吸合動作強勁有力、聲音清脆、吸合速度快。本實用新型快速吸合的優(yōu)點，可以減少觸頭的電弧、防止觸頭燒灼失效，對保護(hù)觸頭、延長接觸器壽命具有重要的作用。
[0050]6、節(jié)電:溫升低，是節(jié)電的直觀表現(xiàn)，實測結(jié)果也表明，本實用新型的節(jié)電效率大于80 %。
[0051]7、省料:選取合適的電容C的值，既可減少勵磁線圈L的圈數(shù)，又可保證節(jié)電性能。發(fā)揮本實用新型的此優(yōu)點，就可使交流接觸器降低昂貴的漆包銅線的消耗量。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0052]圖1為交流接觸器的工作原理圖；
[0053]圖2為實施例1、實施例2的原理方框圖；
[0054]圖3為實施例1的電路原理圖；
[0055]圖4為實施例2的電路原理圖；
[0056]圖5為實施例3、實施例4的原理方框圖；
[0057]圖6為實施例3的電路原理圖；
[0058]圖7為實施例4的電路原理圖；
[0059]圖8為實施例5、實施例6的原理方框圖；
[0060]圖9為實施例5的電路原理圖；[0061]圖10為實施例6的電路原理圖:
[0062]圖11為AC電壓及阻尼振蕩電壓UC的波形圖。
【具體實施方式】
[0063]下面結(jié)合附圖，說明本實用新型的實施方式。
[0064]圖2為本實用新型之實施例1、實施例2的原理方框圖，圖3為實施例1的電路原理圖。圖2、圖3中:虛線方框100表示本實用新型即交流接觸器的節(jié)電單元(以下簡稱“節(jié)電単元”)，其為具有兩個輸入端即NI與N2端、兩個輸出端即Pl與P2端的四端ロ網(wǎng)絡(luò)；所述的節(jié)電單元100中的101為第一壓控開關(guān)電路、102為儲能電路、103為第二壓控開關(guān)電路、L為傳統(tǒng)交流接觸器中的勵磁線圈、Al、A2為其之兩個連接端ロ。
[0065]結(jié)合圖2 ；N1端、第一壓控開關(guān)電路101、儲能電路102、第二壓控開關(guān)電路103、N2端依次串聯(lián)組成所述的節(jié)電單元100，其之Pl端從第一壓控開關(guān)電路101與儲能電路102的連接處引出、P2端從儲能電路102與第二壓控開關(guān)電路103的連接處引出；輸入端ロN1、N2分別與AC電壓的S1、S2端連接，輸出端ロ P1、P2分別與勵磁線圈L的A1、A2端連接。
[0066]所述的AC電壓的SI端、S2端可以互易連接端ロ，所述的勵磁線圈之Al端、A2端也可以互易連接端ロ。
[0067]本實用新型所述的節(jié)電單元 100與傳統(tǒng)交流接觸器相結(jié)合，即可組成新型的節(jié)電型交流接觸器。
[0068]再結(jié)合圖2、圖3:第一壓控開關(guān)電路101由單極型瞬態(tài)電壓抑制二極管TVSl組成、儲能電路102由電容C組成、第二壓控開關(guān)電路103由單極型瞬態(tài)電壓抑制二極管TVS2組成。
[0069]本實施例1的電路結(jié)構(gòu)為:單極型瞬態(tài)電壓抑制二極管TVSl的負(fù)極端接節(jié)電單元100的輸入端NI端、正極接節(jié)電單元100的輸出端Pl端；電容C的一端也接節(jié)電單元100的輸出端Pl端，另一端接節(jié)電單元100的輸出端P2端；單極型瞬態(tài)電壓抑制二極管TVS2的正極也接所述的P2端，負(fù)極接節(jié)電單元100的輸入端N2端。
[0070]下面結(jié)合附圖闡述本實施例1的工作過程:
[0071]結(jié)合圖2、圖3、圖11:從S1、S2端輸入的AC電壓的數(shù)學(xué)表達(dá)式為:
[0072]
【權(quán)利要求】
1.一種設(shè)有節(jié)電單元的節(jié)電型交流接觸器，由第一壓控開關(guān)電路、儲能電路和第二壓控開關(guān)電路三部份組成，特征在于:所述設(shè)有節(jié)點單元的節(jié)電型交流接觸器為四端ロ網(wǎng)絡(luò)，其具有第一輸入端ロ(NI)、第二輸入端ロ(N2)、第一輸出端ロ(Pl)和第二輸出端ロ(P2);第一輸入端ロ(NI)和第二輸入端ロ(N2)分別與AC電壓的第一端(SI)和第二端(S2)連接，第一輸出端ロ(Pl)和第二輸出端ロ(P2)分別與勵磁線圈(L)的第一端(Al)和第二端(A2)連接； 其中，第一輸入端ロ(NI)、第一壓控開關(guān)電路、儲能電路、第二壓控開關(guān)電路、第二輸入端ロ(N2)依次串聯(lián)，第一輸出端ロ(Pl)從第一壓控開關(guān)電路與儲能電路的連接處引出，第二輸出端ロ(P2)從儲能電路與第二壓控開關(guān)電路的連接處引出。
2.如權(quán)利要求1所述的設(shè)有節(jié)電單元的節(jié)電型交流接觸器，其特征在于: 第一壓控開關(guān)電路由第一單極型瞬態(tài)電壓抑制ニ極管(TVSl)組成、儲能電路由電容(C)組成、第二壓控開關(guān)電路由第二單極型瞬態(tài)電壓抑制ニ極管(TVS2)組成； 其中，第一單極型瞬態(tài)電壓抑制ニ極管(TVS1)的負(fù)極接所述的四端ロ網(wǎng)絡(luò)的第一輸入端ロ(NI )、正極接四端ロ網(wǎng)絡(luò)的第一輸出端ロ(Pl);電容(C)的一端也接所述的第一輸出端ロ(P1)，另一端接所述的四端ロ網(wǎng)絡(luò)的第二輸出端ロ(P2);第二單極型瞬態(tài)電壓抑制ニ極管(TVS2)的正極也接所述的第二輸出端ロ(P2)，負(fù)極接所述的四端ロ網(wǎng)絡(luò)的第二輸入端 ロ(N2)。
【文檔編號】H01H47/02GK203386660SQ201320466687
【公開日】2014年1月8日 申請日期:2013年8月1日 優(yōu)先權(quán)日:2013年8月1日
【發(fā)明者】汪孟金 申請人:寧波市鎮(zhèn)海華泰電器廠