專利名稱：交流接觸器節能保護器的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種電器元件的節能保護的交流接觸器節能保護器。
目前，交流接觸器由于使用安全、控制方便、各種電器性能都較理想而廣泛應用于工業和其他生產領域中的各種單、三相電器設備的遠程和自動控制開關。交流接觸器在常規使用中，由于運行時工作電流大，總功率約92％的電能都損失在磁滯、渦流、及短路環上，線圈的有功功耗大部份也變成熱量而損失，此外，吸持和啟動不穩定，振動噪聲大，散熱差，容易使交流接觸器損壞，縮短了交流接觸器的使用壽命。
本實用新型的目的是提供一種交流接觸器節能保護器，它不僅價格低，結構簡單、方便實用，同時，安裝了交流接觸器節能保護器的交流接觸器在運行中由于采取大電流吸合、小直流電流吸持的工作方式，因此，交流接觸器運行時的功耗甚微，無振動噪聲，改善了吸合性能，解決了在用電高峰時交流接觸器難以正常吸合和吸持的現象，觸頭不會產生電孤，對交流接觸器起到了運行保護作用，延長了交流接觸器的使用時間。
本實用新型是由降壓穩壓電路、大電流吸合延時控制電路、小直流電流吸持控制電路和交流接觸器線圈控制電路組成，降壓穩壓電路由電容C3、C5、電阻R4、二極管D2、D3和穩壓管Dw組成；交流接觸器線圈的交流控制電源Vac被電容C5降壓、二極管D3半波整流，穩壓管Dw穩壓后，分成二路輸出；一路直接向小直流電流吸持控制電路提供脈動直流電源；另一路通過二極管D2隔離后，被電容C3濾波后向大電流吸合延時控制電路提供穩定的直流電源；電阻R4向電容C5提供放電回路。大電流吸合延時控制電路由電阻R1、電容C1、C2、二極管D1、D5、與接成單穩態的時基集成電路555組成，通過二極管D5隔離后向交流接觸器線圈控制電路提供交流接觸器CJ吸合時所需的高電平延時信號。小直流電流吸持控制電路是由電阻R2、R3、微調電阻W1、電容C4、二極管D4和單結晶體管BT1組成典型的可控硅觸發電路；向交流接觸器線圈控制電路中的可控硅BT2提供輸出小脈動直流電流所需的觸發信號，該觸發信號通過二極管D4隔離后與大電流吸合延時控制電路提供的高電平延時信號疊加，共同向交流接觸器線圈控制電路提供控制信號。交流接觸器線圈控制電路由單向可控硅BT2、電容C6、二極管D6組成；單向可控硅BT2在大電流吸合延時控制電路提供的高電平延時信號作用下飽和導通，向交流接觸器CJ線圈提供吸合時所需的大電流的半波直流電，電容C6為單向可控硅BT2提供反向電壓保護，二極管D6為交流接觸器CJ線圈提供續流回路。在高電平信號延時期間，可控硅BT2飽和導通，向交流接觸器CJ的線圈提供吸合時所需的大電流；在高電平信號延時過后，由小直流電流吸持控制電路向可控硅BT2提供小導通角的脈沖觸發信號，從而實現由可控硅BT2向交流接觸器CJ線圈提供吸持所需的脈動小直流電流。
由于采取了上述方案，交流接觸器節能保護器以交流接觸器運行所需的大電流吸合，小直流電流吸持的節能方式工作，保證了交流接觸器的微功耗運行，從而實現了交流接觸器吸合迅速，吸持穩定，節能運行，延長使用壽命的目的。
以下結合附圖和實施例對本實用新型做進一步說明

圖1是本實用新型的原理方框圖。
圖2是本實用新型的電路原理圖。
圖3是本實用新型的另一電路原理圖。
圖4是本實用新型的實施例的電路原理圖。
圖5是本實用新型的另一實施例的電路原理圖。
如圖2所示，本實用新型是由降壓穩壓電路、大電流吸合延時控制電路、小直流電流吸持控制電路和交流接觸器線圈控制電路組成。降壓穩壓電路由電容C3、C5、電阻R4、二極管D2、D3和穩壓管Dw組成；降壓電容C5與放電電阻R4并聯，電容C5的一端與交流接觸器線圈的交流控制電源Vac的一端連接，電容C5的另一端分別與整流二極管D3的陰極和穩壓二極管Dw的陰極連接在一起，整流二極管D3的陽極和穩壓二極管Dw的陽極分別與交流接觸器線圈的交流控制電源Vac的另一端連接在一起，形成公共地端，整流二極管D3是以為降壓電容C5提供續流的方式實現半波整流。交流接觸器線圈的交流控制電源Vac被電容C5降壓、二極管D3半波整流，穩壓管Dw穩壓后，分成二路輸出；一路直接向小直流電流吸持控制電路提供脈動直流電源；另一路通過二極管D2隔離后，被電容C3濾波后向大電流吸合延時控制電路提供穩定的直流電源；電阻R4向電容C5提供放電回路。大電流吸合延時控制電路由電阻R1、電容C1、C2、二極管D1、D5、與接成單穩態的時基集成電路555組成；電阻R1的一端與電容C1的一端連接后，分別與集成電路555的置位端TR(低電平置位)和復位端TH(高電平復位)連接，電阻R1的另一端接直流電源的正極，電容C1的另一端接公共地端，組成RC充放電電路，為時基集成電路555提供延時觸發信號。當交流接觸器線圈的交流控制電源Vac接通時，由于電容C1兩端的電壓Vc1不能突變，這時Vc1＜ Vdd，時基集成電路555被置位，在輸出端OUT輸出高電位信號，該高電位信號一直延續至電容C1兩端的電壓Vc1＞ Vdd時555時基集成電路被復位時止，該高電位信號的廷時時間約為t=1．1RC；該高電位信號通過二極管D5隔離后向交流接觸器線圈控制電路提供交流接觸器CJ吸合時所需的高電平延時信號，二極管D1與電阻R1并聯，為電容C1提供放電回路。小直流電流吸持控制電路是由電阻R2、R3、微調電阻W1、電容C4、二極管D4和單結晶體管BT1組成典型的可控硅導通角可調的觸發電路，向交流接觸器線圈控制電路提供交流接觸器CJ吸持時所需的脈動小直流電流的觸發信號，該觸發信號通過二極管D4隔離后與大電流吸合延時控制電路提供的高電平延時信號疊加，共同向交流接觸器線圈控制電路提供控制信號。交流接觸器線圈控制電路由單向可控硅BT2、電容C6、二極管D6組成；單向可控硅BT2的陰極與公共地端連接，陽極通過負載即交流接觸器CJ線圈與交流接觸器線圈的交流控制電源Vac的非公共地端的另一端連接；單向可控硅BT2在大電流吸合延時控制電路提供的高電平延時信號作用下飽和導通，輸出半波直流電，由于交流接觸器CJ線圈的直流電阻很小，所以，飽和導通的單向可控硅BT2輸出的半波直流電能夠向交流接觸器CJ線圈提供吸合時所需的大電流；電容C6與單向可控硅BT2并聯，為單向可控硅BT2提供反向電壓保護；二極管D6的陽極與單向可控硅BT2的陽極連接，二極管D6的陰極與交流接觸器線圈的交流控制電源Vac的非公共地端的另一端連接，并且，二極管D6與交流接觸器CJ線圈并聯，為交流接觸器CJ線圈提供續流回路。在高電平信號延時期間，單向可控硅BT2飽和導通，向交流接觸器CJ線圈提供吸合時所需的大電流；在高電平信號延時過后，由小直流電流吸持控制電路向單向可控硅BT2提供小導通角的脈沖觸發信號，從而實現由單向可控硅BT2向交流接觸器CJ線圈提供吸持所需的脈動小直流電流。
由于大型大功率交流接觸器線圈的交流阻抗較小，直流電阻更小，如果還使用直流電流吸合，不符合安全使用規定，所以，應使用交流電流吸合小直流電流吸持的控制方式。如圖3所示，大直流電流吸合的控制方式由交流吸合的控制方式取代，從而實現由小功率的控制元件去控制大型交流接觸器的目的。
從圖3可知，交流接觸器線圈控制電路中增加了一路由單向可控硅BT3控制小型交流接觸器CJ2及為小型交流接觸器CJ2提供續流的二極管D7組成的控制電路。單向可控硅BT3的陰極與公共地端連接，陽極與小型交流接觸器CJ2線圈的一端連接，小型交流接觸CJ2線圈的另一端與交流接觸器線圈的交流控制電源Vac的非公共地端的另一端連接，二極管D7與小型交流接觸器CJ2的線圈并聯，為其提供續流；小型交流接觸器CJ2的常閉主觸點CJ2-1與二極管D6串聯后與大型交流接觸器CJ1的吸合線圈并聯，為其提供續流；小型交流接觸器CJ2的常開主觸點CJ2-2與單向可控硅BT2并聯，實現大型交流接觸器CJ1的交流吸合控制。大電流吸合延時控制電路中的通過二極管D5隔離后向交流接觸器線圈控制電路提供吸合時所需的高電平延時信號不再控制單向可控硅BT2，而是由隔離二極管D5的陰極與單向可控硅BT3的觸發極連接，控制單向可控硅BT3的導通延時后截止，從而通過控制小型交流接觸器CJ2主觸頭的吸合延時后跳閘的控制，實現大型交流接觸器CJ1的交流吸合后由脈動小直流電流吸持的目的。
在圖4所示的實施例中，當按下起動按鈕QA時，交流電源Vac分二路輸入；一路經交流接觸器線圈控制電路，由于電容C6的容量較小，通過的電流很小，不能使交流接觸器CJ吸合；另一路被電容C5降壓，由二極管D3半波整流，被穩壓二極管Dw穩壓后，分二路輸出。其中一路脈動直流電向由單結晶體管BT1觸發電路組成的小直流電流吸持控制電路提供與交流電源Vac同頻同相的半波直流電源，由單結晶體管BT1觸發電路輸出控制單向可控硅BT2導通角可調的觸發信號，由于單向可控硅BT2的導通角較小，輸出的微小脈動直流電流也不足以使交流接觸器CJ吸合；另一路脈動直流電通過二極管D2隔離后，被電容C3濾波，向由接成單穩態的555時基集成電路組成大電流吸合延時控制電路提供穩定的直流電源。單穩態的555時基集成電路在電容C1通過電阻R1充電至Vc1＞ Vdd的這段時間內輸出高電平信號，該信號通過二極管D5隔離后，觸發單向可控硅BT2飽和導通，向交流接觸器CJ線圈提供吸合時所需的大電流；在高電平信號延時過后，由小直流電流吸持控制電路向單向可控硅BT2提供小導通角的脈沖觸發信號，向交流接觸器CJ線圈提供吸持所需的小直流電流，從而使交流接觸器實現了大電流吸合，小直流電流吸持的目的。
在圖5所示的實施例中，當按下起動按鈕QA時，交流電源Vac分二路輸入；一路經交流接觸器線圈控制電路，由于電容C6的容量較小，通過的電流很小，不能使大型交流接觸器CJ1吸合；另一路被電容C5降壓，由二極管D3半波整流，被穩壓二極管Dw穩壓后，分二路輸出。其中一路脈動直流電向由單結晶體管BT1觸發電路組成的小直流電流吸持控制電路提供與交流電源Vac同頻同相的半波直流電源，由單結晶體管BT1觸發電路輸出控制單向可控硅BT2導通角可調的觸發信號，由于單向可控硅BT2的導通角較小，輸出的微小脈動直流電流也不足以使大型交流接觸器CJ1吸合；另一路脈動直流電通過二極管D2隔離后，被電容C3濾波，向由接成單穩態的555時基集成電路組成大電流吸合延時控制電路提供穩定的直流電源。單穩態的555時基集成電路在電容C1通過電阻R1充電至Vc1＞ Vdd的這段時間內輸出高電平信號，該信號通過二極管D5隔離后，控制單向可控硅BT3的飽和導通，向小型交流接觸器CJ2線圈提供吸合時所需的大電流，從而使小型交流接觸器CJ2的線圈吸合，小型交流接觸器CJ2的常閉主觸點CJ2-1先斷開，常開主觸點CJ2-2才跟著接通，此時，大型交流接觸器CJ1的線圈通過小型交流接觸器CJ2接通的常開主觸點CJ2-2與交流電源Vac形成交流回路，實現大型交流接觸器CJ1的交流吸合。當大電流吸合延時控制電路中的單穩態555時基集成電路輸出的高電平信號延時過后，單向可控硅BT3的從飽和導通變為截止狀態，小型交流接觸器CJ2的線圈由于失電而跳閘，使大型交流接觸器CJ1線圈的交流回路斷開，這時，由單結晶體管BT1觸發電路控制單向可控硅BT2輸出的微小脈動直流電流使大型交流接觸器CJ1維持吸合，實現大型交流接觸器CJ1的交流吸合后由脈動小直流電流吸持的目的。
權利要求1.一種交流接觸器節能保護器，它是由降壓穩壓電路、大電流吸合延時控制電路、小直流電流吸持控制電路和交流接觸器線圈控制電路組成，其特征是降壓穩壓電路由電容C3、C5、電阻R4、二極管D2、D3和穩壓管Dw組成，降壓電容C5與放電電阻R4并聯，電容C5的一端與交流接觸器線圈的交流控制電源Vac的一端連接，電容C5的另一端分別與整流二極管D3的陰極和穩壓二極管Dw的陰極連接在一起，整流二極管D3的陽極和穩壓二極管Dw的陽極分別與交流接觸器線圈的交流控制電源Vac的另一端連接在一起，形成公共地端，整流二極管D3是以為降壓電容C5提供續流的方式實現半波整流；交流接觸器線圈的交流控制電源Vac被電容C5降壓、二極管D3半波整流，穩壓管Dw穩壓后，分成二路輸出；一路直接向小直流電流吸持控制電路提供脈動直流電源，另一路通過二極管D2隔離后，被電容C3濾波后向大電流吸合延時控制電路提供穩定的直流電源，電阻R4向電容C5提供放電回路；大電流吸合延時控制電路由電阻R1、電容C1、C2、二極管D1、D5、與接成單穩態的時基集成電路555組成，電阻R1的一端與電容C1的一端連接后，分別與集成電路555的置位端TR(低電平置位)和復位端TH(高電平復位)連接，電阻R1的另一端接直流電源的正極，電容C1的另一端接公共地端，組成RC充放電電路；二極管D1與電阻R1并聯，為電容C1提供放電回路；接成單穩態的時基集成電路555的輸出端通過二極管D5隔離后向交流接觸器線圈控制電路提供吸合時所需大電流的高電平延時控制信號；小直流電流吸持控制電路是由電阻R2、R3、微調電阻W1、電容C4、二極管D4和單結晶體管BT1組成的典型的可控硅導通角可調的觸發電路，向交流接觸器線圈控制電路提供吸持時所需的脈動小直流電流的控制信號，該觸發信號通過二極管D4隔離后與大電流吸合延時控制電路提供的高電平延時信號疊加，共同向交流接觸器線圈控制電路中的單向可控硅BT2提供觸發信號；交流接觸器線圈控制電路由單向可控硅BT2、電容C6、二極管D6組成，單向可控硅BT2的陰極與公共地端連接，陽極通過負載即交流接觸器CJ線圈與交流接觸器線圈的交流控制電源Vac的非公共地端的另一端連接，電容C6與單向可控硅BT2并聯，為單向可控硅BT2提供反向電壓保護，二極管D6的陽極與單向可控硅BT2的陽極連接，二極管D6的陰極與交流接觸器線圈的交流控制電源Vac的非公共地端的另一端連接，并且，二極管D6與交流接觸器CJ線圈并聯，為交流接觸器CJ線圈提供續流回路；
2.根據權利要求1所述的一種交流接觸器節能保護器，其特征在于所述的交流接觸器線圈控制電路中的半波直流電流吸合方式可以由小功率的控制元件去控制大功率交流接觸器的交流電流吸合方式代替；在交流接觸器線圈控制電路中增加了一路由單向可控硅BT3控制小型交流接觸器CJ2及為小型交流接觸器CJ2提供續流的二極管D7組成的控制電路；單向可控硅BT3的陰極與公共地端連接，陽極與小型交流接觸器CJ2線圈的一端連接，小型交流接觸CJ2線圈的另一端與交流接觸器線圈的交流控制電源Vac的非公共地端的另一端連接，二極管D7與小型交流接觸器CJ2的線圈并聯，為其提供續流；小型交流接觸器CJ2的常閉主觸點CJ2-1與二極管D6串聯后與大型交流接觸器CJ1的吸合線圈并聯，為其提供續流；小型交流接觸器CJ2的常開主觸點CJ2-2與單向可控硅BT2并聯，大電流吸合延時控制電路中的通過二極管D5隔離后向交流接觸器線圈控制電路提供吸合時所需的高電平延時信號不再控制單向可控硅BT2，而是由隔離二極管D5的陰極與單向可控硅BT3的觸發極連接。
專利摘要一種電器元件使用的具有節能保護作用的交流接觸器節能保護器,它是由降壓穩壓電路、大電流吸合延時控制電路、小直流電流吸持控制電路和交流接觸器線圈控制電路組成;電源接通時,大電流吸合延時控制電路向交流接觸器線圈控制電路提供交流接觸器大電流吸合時所需的延時控制信號,吸合延時過后,小直流電流吸持控制電路提供交流接觸器吸持時所需小直流電流的控制信號,交流接觸器小直流電流吸持,實現交流接觸器節能運行。
文檔編號H01H47/00GK2427012SQ00228518
公開日2001年4月18日 申請日期2000年6月19日 優先權日2000年6月19日
發明者林永放 申請人:林永放