一种提高电磁接触器响应速度的控制电路

摘要

一种提高电磁接触器响应速度的控制电路，其特征在于：它包括双绕组电磁线圈、可控续流电路单元、钳位续流电路单元、包含半导体开关元件线圈驱动电路单元、快速建立系统电源电路和综合控制单元电路，本发明设计一种提高电磁式接触器响应速度的控制电路，保证接触器产品在接收到释放指令后快速断开的同时消除或限制反向过电压在可靠的安全应用范围内。

说明书

技术领域

本发明属于低压电气技术领域，具体讲就是涉及一种提高电磁接触器响应速度的控制电路。 

背景技术

接触器是一种用于远距离、频繁地接通和分断交、直流主电路和大容量控制电路的电器，其主要的控制对象为电动机，也可用作控制电热设备、电照明、电焊机和电容器组等电力负载。接触器具有较高的操作频率，最高操作频率可达每小时1200次。接触器的寿命很高，机械寿命一般为数百万次至一千万次，电寿命一般为数十万次至数百万次。在电路中并不要求接触器具有分断短路电流的能力，当线路发生短路时，由与接触器相串联的熔断器或断路器进行保护。 

接触器按电压等级分为高压和低压接触器；按电流种类分为交流和直流接触器；按操作机构分为电磁式、液压式、气动式接触器；按动作方式分为直动式和转动式接触器；按主触头的数量分为单极、两极、三极，最多可有五极的接触器；按接触器未动作前主触头的位置分为常开触头或常闭触头接触器。 

其中，电磁式接触器通常通过给电磁线圈施加交流或者直流电压产生磁势来控制接触器产品主触头的接通与断开，但是由于电磁线圈是强感性负载，当其失电瞬间会产生高压过冲导致磁势消失，因此需要通过续流来消除高压过冲或将高压过冲限制在产品或系统的安全承受范围之内。然而续流虽然很好的解决了高压过冲的技术难题，但却使接触器断开延时时间变长。接触器断开延时时间变长与接触器产品在接收到释放指令后，断开延时时间越短越好或在设定的固定延时时间下主触头断开的技术指标不符，降低了接触器使用的安全性。 

发明内容

本发明的目的是针对现有电磁式接触器产品动作延时长及产品动作过程中线圈会产生反向高电压的技术缺陷，设计一种提高电磁式接触器响应速度的控制电路，保证接触器产品在接收到释放指令后快速断开的同时消除或限制反向过电压在可靠的安全应用范围内。 

技术方案 

为了实现上述技术目的，本发明设计一种提高电磁接触器响应速度的控制电路，其特征在于：它包括双绕组电磁线圈，所述双绕组电磁线圈与可控续流电路单元、钳位续流电路单元并联连接,双绕组电磁线圈与包含半导体开关元件线圈驱动电路单元相连接,所述可控续流电路单元输入端分别与快速建立系统电源电路输出端、综合控制单元电路输出端相连接,所述包含半导体开关元件线圈驱动电路单元输入端分别与综合控制单元电路输出端、快速建立系统电源电路输出端相连接，所述快速建立系统电源电路输出端与综合控制单元电路输入端相连接,所述的包含半导体开关元件线圈驱动电路单元输出端分别与钳位续流电路输入端、可控续流电路单元的输出端相连接。 

所述双绕组电磁线圈包括吸合线圈和保磁线圈。 

所述可控续流电路单元能够与钳位续流电路单元组合或单独的可控续流电路单元B或单独的钳位续流电路单元为双绕组电磁线圈构建续流回路。 

所述包含半导体开关元件线圈驱动电路包括晶闸管、场效应管、绝缘栅双极型晶体管的半导体开关元件。 

有益效果 

本发明设计一种提高电磁式接触器响应速度的控制电路，保证接触器产品在接收到释放指令后快速断开的同时消除或限制反向过电压在可靠的安全应用范围内。 

附图说明

附图1是本发明的电路关系布局示意图。 

附图2是本发明中吸合线圈与可控续流电路、钳位续流电路组合单元连接关系示意图。 

附图3是本发明中保磁线圈与钳位续流电路连接关系示意图。 

附图4是本发明中包含半导体开关元件线圈驱动电路连接关系示意图。 

附图5是本发明中快速建立系统电源电路连接关系示意图。 

附图6是本发明中综合控制单元电路连接关系示意图。 

其中，1、可控续流电路和钳位续流电路组合单元，2、吸合线圈，3、钳位续流电路，4、保磁线圈，5、包含半导体开关元件线圈驱动电路，6、快速建立系统电源电路，7、综合控制单元电路。 

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本发明做进一步说明。 

实施例 

如附图1所示，一种提高电磁接触器响应速度的控制电路，其特征在于：它包括双绕组电磁线圈A，所述双绕组电磁线圈A与可控续流电路单元B、钳位续流电路单元C并联连接,双绕组电磁线圈A与包含半导体开关元件线圈驱动电路单元D相连接,所述可控续流电路单元B输入端分别与快速建立系统电源电路E输出端、综合控制单元电路F输出端相连接,所述包含半导体开关元件线圈驱动电路单元D输入端分别与综合控制单元电路F输出端、快速建立系统电源电路E输出端相连接，所述快速建立系统电源电路E输出端与综合控制单元电路F输入端相连接,所述的包含半导体开关元件线圈驱动电路单元D输出端分别与钳位续流电路C输入端、可控续流电路单元B的输出端相连接。 

进一步，所述双绕组电磁线圈A包括吸合线圈和保磁线圈。 

进一步，所述可控续流电路单元B能够与钳位续流电路单元C组合或单独 的可控续流电路单元B或单独的钳位续流电路单元C为双绕组电磁线圈A构建续流回路。 

进一步，所述包含半导体开关元件线圈驱动电路D包括晶闸管、场效应管、绝缘栅双极型晶体管的半导体开关元件。 

如附图2～6所示，本发明的工作原理是当电磁系统接收到供电电压后，经过整流滤波，快速建立的系统电源电路6开始工作，经过一定延时后产生稳定的系统工作电源电压，此时综合控制单元电路7开始工作并持续收集、判别外部控制信号与指令同时识别当前供电电压是否越过产品的可靠动作阀值，当接收到确实的产品接通指令且识别到当前供电电压已达到产品可靠动作电压时，综合控制单元电路7就发出开启吸合线圈2的驱动指令并同时发出接通吸合线圈2的续流指令；包含半导体开关元件线圈驱动电路5将综合控制单元电路7发出的指令经过转换与传递后导通半导体开关元件，同时吸合线圈2的续流指令经过驱动芯片的转换后导通可控续流电路中的半导体元件，续流回路建立；吸合线圈2得电且存在低阻抗的续流回路，产品可完成吸动，经过预定的吸动延时后，综合控制单元电路7封锁吸合线圈2的驱动指令，吸合线圈2失电吸动过程完成。吸动过程结束的瞬间，综合控制单元电路7发出接通保磁线圈4的驱动指令，同样驱动指令经过转换与传递后驱动保磁线圈4的半导体开关元件被导通，保磁线圈4得电，产品触头可维持接通状态，至此产品的吸动并保持的过程完成。 

当综合控制单元电路7接收到确实有效的产品释放指令时，若需要产品快速断开，那么综合控制单元电路7即刻封锁保磁线圈4的驱动指令，同时给出断开吸合线圈2的续流指令，吸合线圈2低阻抗的续流通道被断开，同时驱动保磁线圈4的半导体开关元件也被断开，保磁线圈4失电，由于电感特性，保磁线圈4失电瞬间产生反向电压，此时保磁线圈4的钳位续流电路3开始为保磁线圈4续流，在钳位元件效应下保磁线圈4产生的反向电压会被钳位在可靠的安全范围之内，同时保磁线圈4的续流时间会被限制在短时间内；由于磁场的 互感作用，吸合线圈2也会随着保磁线圈4的瞬间断电而产生一个反向电势，此时吸合线圈2的低阻抗续流通道已被断开，无法形成续流电流；所以双线圈的续流时间都会很短，电磁场将会迅速消失，产品主触头就会在反力弹簧的作用下快速断开。若需要产品在某预定的时间段范围内的某一预定的时间下断开也可通过调节保磁线圈4续流回路中的钳位电压值来实现，从而达到断开延时时间可调节的效果。 

本发明设计一种提高电磁式接触器响应速度的控制电路，保证接触器产品在接收到释放指令后快速断开的同时消除或限制反向过电压在可靠的安全应用范围内。