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一种恒磁保持交流接触器控制电路及其控制方法   0    0

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专利申请流程有哪些步骤?
专利申请流程图
申请
申请号:指国家知识产权局受理一件专利申请时给予该专利申请的一个标示号码。唯一性原则。
申请日:提出专利申请之日。
2013-05-15
申请公布
申请公布指发明专利申请经初步审查合格后,自申请日(或优先权日)起18个月期满时的公布或根据申请人的请求提前进行的公布。
申请公布号:专利申请过程中,在尚未取得专利授权之前,国家专利局《专利公报》公开专利时的编号。
申请公布日:申请公开的日期,即在专利公报上予以公开的日期。
2013-09-11
授权
授权指对发明专利申请经实质审查没有发现驳回理由,授予发明专利权;或对实用新型或外观设计专利申请经初步审查没有发现驳回理由,授予实用新型专利权或外观设计专利权。
2015-03-04
预估到期
发明专利权的期限为二十年,实用新型专利权期限为十年,外观设计专利权期限为十五年,均自申请日起计算。专利届满后法律终止保护。
2033-05-15
基本信息
有效性 有效专利 专利类型 发明专利
申请号 CN201310177422.1 申请日 2013-05-15
公开/公告号 CN103247475B 公开/公告日 2015-03-04
授权日 2015-03-04 预估到期日 2033-05-15
申请年 2013年 公开/公告年 2015年
缴费截止日
分类号 H01H47/02 主分类号 H01H47/02
是否联合申请 独立申请 文献类型号 B
独权数量 1 从权数量 1
权利要求数量 2 非专利引证数量 0
引用专利数量 0 被引证专利数量 0
非专利引证
引用专利 被引证专利
专利权维持 9 专利申请国编码 CN
专利事件 转让 事务标签 公开、实质审查、授权、权利转移
申请人信息
申请人 第一申请人
专利权人 江苏大学 当前专利权人 沈阳欧诺尔电器有限公司
发明人 潘天红、谢华、盛占石 第一发明人 潘天红
地址 江苏省镇江市京口区学府路301号 邮编 212013
申请人数量 1 发明人数量 3
申请人所在省 江苏省 申请人所在市 江苏省镇江市
代理人信息
代理机构
专利代理机构是经省专利管理局审核,国家知识产权局批准设立,可以接受委托人的委托,在委托权限范围内以委托人的名义办理专利申请或其他专利事务的服务机构。
南京知识律师事务所 代理人
专利代理师是代理他人进行专利申请和办理其他专利事务,取得一定资格的人。
李媛媛
摘要
本发明公开了一种恒磁保持交流接触器控制电路及其控制方法。控制电路由电源及检测模块、控制及驱动模块、执行模块组成,控制电路的外围采用三线制,并外接一个常开的启动开关和一个常闭的停止开关,其中,控制及驱动模块由微处理器MCU、第一驱动电路、第二驱动电路、继电器J1线圈和继电器J2线圈组成;执行模块由电感L1、整流桥BD1、电容C1、电容C2、二极管D1、二极管D2、继电器J1线圈的五个触头、继电器J2线圈的五个触头和接触器线圈组成。本发明的控制电路结构简单、成本低、工作能耗小、安装方便、安全性能高、可靠性强、反应速度快。
  • 摘要附图
    一种恒磁保持交流接触器控制电路及其控制方法
  • 说明书附图:图1
    一种恒磁保持交流接触器控制电路及其控制方法
  • 说明书附图:图2
    一种恒磁保持交流接触器控制电路及其控制方法
法律状态
序号 法律状态公告日 法律状态 法律状态信息
1 2023-03-03 专利权的转移 登记生效日: 2023.02.20 专利权人由江阴智产汇知识产权运营有限公司变更为沈阳欧诺尔电器有限公司 地址由214400 江苏省无锡市江阴市澄江中路159号D501-3变更为110000 辽宁省沈阳市沈北新区七星大街73-10号
2 2016-08-03 著录事项变更 发明人由潘天红 谢华 盛占石变更为徐培凤 潘天红 谢华 盛占石
3 2015-03-04 授权
4 2013-09-11 实质审查的生效 IPC(主分类): H01H 47/02 专利申请号: 201310177422.1 申请日: 2013.05.15
5 2013-08-14 公开
权利要求
权利要求书是申请文件最核心的部分,是申请人向国家申请保护他的发明创造及划定保护范围的文件。
1.一种恒磁保持交流接触器控制电路,由电源及检测模块、控制及驱动模块、执行模块组成,其特征在于,控制电路的外围采用三线制,并外接一个常开的启动开关和一个常闭的停止开关,停止开关一端与220V交流电的L端相连,另外一端同时与启动开关的一端和电源及检测模块相连,所述启动开关的另外一端与电源及检测模块相连;其中,控制及驱动模块由微处理器MCU、第一驱动电路、第二驱动电路、继电器J1线圈和继电器J2线圈组成,微处理器MCU的I/O口P0与第一驱动电路的一端相连,第一驱动电路的另一端与继电器J1线圈的一端相连,继电器J1线圈的另外一端与第一驱动电路中的地端相连,微处理器MCU的I/O口P1与第二驱动电路的一端相连,第二驱动电路的另一端与继电器J2线圈的一端相连,继电器J2线圈的另外一端与第二驱动电路中的地端相连;执行模块由电感L1、整流桥BD1、电容C1、电容C2、二极管D1、二极管D2、继电器J1线圈的触点、继电器J2线圈的触点和接触器线圈组成,所述继电器J1线圈的触点包括转换型触点部分J1A的1端子、2端子、
3端子和动合型触点部分J1B的4端子、5端子,所述继电器J2线圈的触点包括转换型触点部分J2A的1端子、2端子、3端子和动合型触点部分J2B的4端子、5端子,所述电感L1的一端与220V交流电的L端相连,另一端与整流桥BD1交流输入端的其中一端相连,整流桥BD1的另外一交流输入端与220V交流电的N端相连,所述整流桥BD1的直流输出正端与电容C1的一端相连并且与转换型触点部分J1A的3端子、转换型触点部分J2A的2端子相连,转换型触点部分J1A的1端子与二极管D1的阴极以及接触器线圈的一端、电容C2的一端相连,所述接触器线圈的另一端与二极管D2的阴极、电容C2的另一端以及转换型触点部分J2A的1端子相连,所述二极管D1的阳极与动合型触点部分J1B的5端子并且与转换型触点部分J2A的3端子相连,所述二极管D2的阳极与动合型触点部分J2B的5端子并且与转换型触点部分J1A的2端子相连,动合型触点部分J1B的4端子与动合型触点部分J2B的
4端子、电容C1的另一端以及整流桥BD1的直流输出负端相连。

2.如权利要求1所述的一种恒磁保持交流接触器控制电路的控制方法,具体如下:
接通220V交流电源,当按下启动开关时,微处理器MCU的P2口的输入信号KG发生电平翻转,由高电平变为低电平;当按下停止开关时,微处理器MCU的P3口的输入信号ST发生电平翻转,由高电平变为低电平;
当输入信号KG为高电平时,微处理器MCU无输出信号;当输入信号KG为低电平时,微处理器MCU的P0口输出信号为低电平,通过第一驱动电路、第二驱动电路使得继电器J1线圈导通、继电器J2线圈不通;
当输入信号ST为高电平时,微处理器MCU无输出信号;当输入信号ST为低电平时,微处理器MCU的P1口的输出信号为低电平,此时通过第一驱动电路、第二驱动电路使得继电器J2线圈导通、继电器J1线圈不通;
当继电器J1线圈、继电器J2线圈均无电流通过时,接触器线圈没有电流流过,此时接触器处于断开状态;当继电器J1线圈通电、继电器J2线圈不通电时,继电器J1线圈的转换型触点部分J1A的1端子、3端子相连,同时继电器J1线圈的动合型触点部分J1B的4端子、5端子相连,继电器J2的转换型触点部分J2A的1端子、3端子相连,同时继电器J2线圈的动合型触点部分J2B的4端子、5端子断开,此时接触器线圈有正向电流流过,从而使接触器吸合,吸合后在磁铁的作用下,两个铁心始终保持吸合状态;
当继电器J2线圈通电、继电器J1线圈不通电时,继电器J1线圈的转换型触点部分J1A的1端子、2端子相连,同时继电器J1线圈的动合型触点部分J1B的4端子、5端子断开,继电器J2线圈的转换型触点部分J2A的1端子、3端子相连,同时继电器J2线圈的动合型触点部分J2B的4端子、5端子相连,此时接触器线圈有反向电流通过,从而接触器弹开。
说明书

技术领域

[0001] 本发明涉及一种恒磁保持交流接触器,具体涉及一种基于微处理器MCU控制的、节能型恒磁保持交流接触器控制电路及其控制方法,属于电气工程领域。

背景技术

[0002] 交流接触器是电气设备中产量大、使用面广的主要电器产品之一,其主要控制对象是电动机、变压器、照明、电阻炉等各种用电设备,其应用涉及到工业、农业、交通运输、商业、人民生活和国民经济各方面。恒磁保持交流接触器在结构上与传统电磁机构的最大区别在于:吸合后线圈无需通电即可实现吸合位置的保持功能,具可靠性高,节能效果显著。目前,关于恒磁结构和控制电路的设计,结构较为复杂,且存在拉弧短路现象,需要进一步改善其性能。
[0003] 中国专利200820216240.5公布了一种恒磁保持交流接触器。当为线圈提供正向电流时,接触器吸合,并在电流断开后,通过恒磁力保持吸合状态;利用储能电容放电为线圈提供反向电流,克服恒磁力断开接触器。其控制电路存在以下缺陷:(1)电路结构复杂,特别是储能电路部分元器件较多,提高了成本;(2)接触器工作过程中控制继电器始终工作,因此电路能耗仍然较高。
[0004] 中国专利201210287412.9公布了一种改进后的控制电路,该电路结构简单、元器件少,接触器吸合后控制继电器不再通电,降低了能耗。但该控制电路采用行程按键,安装较为复杂并且行程开关按键闭合后断开会有拉弧现象,容易造成正负极拉弧短路。此外,在释放过程中当线圈通电时间过长时,会导致接触器重新吸合。

发明内容

[0005] 本发明为克服上述现有控制电路的结构复杂、能耗高,充放电脉冲时间较长,可靠性不高,反应速度慢,无法彻底灭弧等问题,提供一种结构简单、成本低、工作能耗小、安装方便、安全性能高、可靠性强、反应速度快、基于微处理器MCU的智能化节能型控制电路。本发明的另外一个目的是提供该控制电路的控制方法。
[0006] 本发明的控制电路采用的技术方案如下:
[0007] 一种恒磁保持交流接触器控制电路,由电源及检测模块、控制及驱动模块、执行模块组成,控制电路的外围采用三线制,并外接一个常开的启动开关和一个常闭的停止开关,停止开关一端与220V交流电的L端相连,另外一端同时与启动开关的一端和电源及检测模块相连,所述启动开关的另外一端与电源及检测模块相连;其中,控制及驱动模块由微处理器MCU、第一驱动电路、第二驱动电路、继电器J1线圈和继电器J2线圈组成,微处理器MCU的I/O口P0与第一驱动电路的一端相连,第一驱动电路的另一端与继电器J1线圈的一端相连,继电器J1的另外一端与第一驱动电路中的地端相连,微处理器MCU的I/O口P1与第二驱动电路的一端相连,第二驱动电路的另一端与继电器J2线圈的一端相连,继电器J2的另外一端与第二驱动电路中的地端相连;执行模块由电感L1、整流桥BD1、电容C1、电容C2、二极管D1、二极管D2、继电器J1线圈的五个触头(其中转换型触点部分J1A为1、2、3端子,且在继电器线圈不通电时,1端与2端相连,当继电器线圈通电时,转换为1端与3端子相连;动合型触点部分J1B为4、5端子,且在继电器线圈不通电时断开,继电器线圈通电时吸合)、继电器J2线圈的五个触头(其中转换型触点部分J2A为1、2、3端子,且在继电器线圈不通电时,1端与3端相连,当继电器线圈通电时,转换为1端与2端子相连;动合型触点部分J2B为4、5端子,且在继电器线圈不通电时断开,继电器线圈通电时吸合)和接触器线圈组成,电感L1的一端与220V交流电的L级相连,另一端与整流桥BD1交流输入端的其中一端相连,整流桥BD1的另外一交流输入端与220V交流电的N级相连,整流桥BD1的直流输出正端与电容C1的一端相连并且与继电器J1的转换型触点部分J1A的3端、继电器J2的转换型触点部分J2A的2端相连,继电器J1的转换型触点部分J1A的1端与二极管D1的阴极以及交流接触器线圈的一端、电容C2的一端相连,交流接触器的另一端与二极管D2的阴极、电容C2的另一级以及继电器J2的转换型触点部分J2A的1端相连,二极管D1的另一端与继电器J1的动合型触点部分J1B的5端并且与继电器J2的转换型触点部分J2A的3端相连,二极管D2的另一端子与继电器J2的动合型触点部分J2B的5端并且与继电器J1的转换型触点部分J1A的2端相连,继电器J1的动合型触点部分J1B的4端与继电器J2的动合型触点部分J2B的4端、电容C1的另一端以及整流桥BD1的直流输出负端相连。
[0008] 本发明的控制方法如下:接通220V交流电源,当按下启动开关时,微处理器MCU的P2口的输入信号KG发生电平翻转,由高电平变为低电平;当按下停止开关时,微处理器MCU的P3口的输入信号ST发生电平翻转,由高电平变为低电平;当输入信号KG为高电平时,微处理器MCU无输出信号;当输入信号KG为低电平时,微处理器MCU的P0口输出信号为低电平,通过第一驱动电路、第二驱动电路使得继电器J1线圈导通、继电器J2线圈不通;当输入信号ST为高电平时,微处理器MCU无输出信号;当输入信号ST为低电平时,微处理器MCU的P1口的输出信号为低电平,此时通过第一驱动电路、第二驱动电路使得继电器J2线圈导通、继电器J1线圈不通;当继电器J1线圈、继电器J2线圈均无电流通过时,接触器线圈没有电流流过,此时接触器处于断开状态;当继电器J1线圈通电、继电器J2线圈不通电时,继电器J1线圈的触头1和3相连,同时继电器J1线圈的触头4和5相连,继电器J2线圈的触头 1和3相连,继电器J2线圈的触头 4和5断开,这时接触器线圈有正向电流流过,从而使接触器吸合,吸合后在磁铁的作用下,两个铁心始终保持吸合状态;当继电器J2线圈通电、继电器J1线圈不通电时,继电器J1线圈的触头1和2相连,继电器J1线圈的触头4和5断开,继电器J2线圈的触头1和2相连,同时继电器J2线圈的触头4和5相连,这时接触器线圈有反向电流通过,从而接触器弹开。
[0009] 本发明具有的有益效果是:
[0010] 1、电路结构简单、元器件少,成本低,线圈几乎无温升,能耗低,无噪音;
[0011] 2、采用降压电容取代传统的变压器,体积小,极大的节省了仪器仪表的空间,节约了成本;
[0012] 3、采用继电器替代行程按键,简化了安装工艺并将继电器的一对端子设计成分断点,保护了电路,彻底避免造成正负极拉弧短路,安全性能得到极大的提高;
[0013] 4、用微处理器MCU来控制线圈通电,提高了接触器吸合、释放的反应速度,避免通电时间过长导致的重吸合现象,提高了系统的精度,实现了精确化控制;
[0014] 5、接触器采用三线制,外围电路直接连控制开关键,可直接替换原有的接触器,安装方便。

实施方案

[0017] 本发明的节能型恒磁保持交流接触器控制电路(图1)由电源及检测模块101、控制及驱动模块102、执行模块103组成,外围采用三线制,外接一个常开的启动开关SW1和一个常闭的停止开关SW2。电源及检测模块101产生电路所需的稳定的直流电;当按下启动开关SW1时,微处理器MCU的P2口的输入信号KG发生电平翻转,由高电平变为低电平;当按下停止开关SW2时,微处理器MCU的P3口的输入信号ST发生电平翻转,由高电平变为低电平。当输入信号KG为高电平时,微处理器MCU无输出信号;当输入信号KG为低电平时,微处理器MCU的P0口输出低电平,通过驱动电路201、驱动电路202使得继电器J1线圈导通、继电器J2线圈不通;当输入信号ST为高电平时,微处理器MCU无输出信号;当输入信号ST为低电平时,微处理器MCU的P1口输出低电平,通过驱动电路201、驱动电路202使得继电器J2线圈导通、继电器J1线圈不通;当继电器J1线圈、继电器J2线圈均无电流通过时,接触器线圈301没有电流流过,此时接触器处于弹开状态;当继电器J1线圈通电、继电器J2线圈不通电时,继电器J1的转换型触点部分J1A的1、3触点相连同时继电器J1的动合型触点部分J1B的4、5触点相连,继电器J2的转换型触点部分J2A的1、3触点相连,继电器J2的动合型触点部分J2B的4、5触点断开,于是220V交流电源、电感L1、整流桥BD1、继电器J1线圈的1、3触点及4、5触点,接触器线圈301、继电器J2线圈的1、3触点,便形成了回路,使得接触器线圈301有正向电流流过,从而接触器吸合,吸合后在磁铁的作用,两个铁心始终保持吸合状态;当继电器J2线圈通电、继电器J1线圈不通电时继电器J1的转换型触点部分J1A的1、2触点相连,继电器J1的动合型触点部分J1B的4、5触头断开,继电器J2的转换型触点部分J2A的1、2触点相连,同时继电器J2的动合型触点部分J2B的4、5触头相连,于是电容C1、电容C2、电感L1、整流桥BD1、继电器J2的1、2触点及4、5触点,接触器线圈301、继电器J1的1、2触点,便形成了回路,使得接触器线圈301有反向电流通过,从而接触器弹开。
[0018] 继电器J1线圈、继电器J2线圈在由1、2触头相连转换为1、3触头相连或由1、3触头相连转换为1、2触头相连的过程中,有可能会产生电弧,本发明中,利用电容C2、二极管D1或D2以及继电器J1的1、2触头或者继电器J2的1、3触头组成回路,消除了该电弧,并且由于继电器J1线圈、继电器J2线圈的4、5触头在继电器不通电时断开,避免了拉弧短路情况的出现。
[0019] 接触器释放过程中,如果接触器线圈通电时间过长,有可能会导致接触器重新吸合。本发明中,利用微处理器MCU严格控制接触器线圈的通电时间,避免了接触器重新吸合的风险,提高了系统的可靠性。
[0020] 其工作过程如下:
[0021] 1、接触器吸合过程:接通220V交流电源,按下启动键SW1,微处理器MCU输入端P2的输入信号KG发生电平翻转,由高电平变为低电平,微处理器MCU检测到输入端P2的电平变化后,在输出端P0输出低电平、输出端P1输出高电平,通过驱动电路201、202使得继电器J1线圈通电、继电器J2线圈不通电,继电器J1线圈通电后,其1、2触头由吸合转变为断开、其1、3触头由断开转变为吸合同时其4、5触头由断开转变为吸合,继电器J2线圈不通电,仍保持其1、2触头吸合1、3触头并且4、5触头均断开。这样交流电经过电感L1、整流桥BD1、继电器J1线圈的1、3端子及接触器线圈301、继电器J2线圈的1、3端子、继电器J1线圈的4、5端子形成了一个回路,使得接触器线圈301有正向电流流过,从而接触器吸合。
[0022] 2、接触器释放过程:按下停止键SW2,微处理器MCU输入端P3的输入信号ST发生电平翻转,由高电平变为低电平,微处理器MCU检测到输入端P3的电平变化后,在输出端P0输出高电平、输出端P1输出低电平,通过驱动电路201、202使得继电器J1线圈断电、继电器J2线圈通电,继电器J1线圈断电后,其1、2触头由断开转变为吸合、其1、3触头由吸合转变为断开同时其4、5触头由吸合转变为断开,继电器J2线圈通电后,其1、2触头由吸合转变为断开、其1、3触头由断开转变为吸合同时其4、5触头由断开转变为吸合。这样电容C1、电容C2、继电器J2线圈的1、2端子及接触器的线圈301、继电器J1线圈的1、2端子、继电器J2线圈的4、5端子形成了一个回路,使得接触器线圈301有反向电流流过,从而使得接触器弹开。

附图说明

[0015] 图1是本发明接触器的原理图。
[0016] 图2是本发明接触器的工作电路示意图。
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