一种接触器节能附件的制作方法

专利2025-12-16  11


本发明涉及接触器,尤其涉及一种接触器节能附件。


背景技术:

1、现有专利解决方案

2、一、通过接触器外挂附件,通过附件的触点与电容串联。触点常闭段接入驱动电压,通过闭合触点接入接触器线圈,常开点串联电容,通过电容后接入接触器线圈。初始状态为附件触点闭合端接入电压,驱动接触器吸合,当接触器吸合后带动外挂附件触点由常闭转为常开,常开点将电压引入电容再接入线圈,这样通过电容进行降压,形成容抗,降低电流,从而实现节能。

3、缺点:金属件开关不能主动在过零时选择断开,这样会在断开时候产生拉弧,接入线圈功率越大,产生拉弧现象越明显,从而烧坏触点,导致触点转换功能失效。串接电容也有一定的电容失效风险,当电容失效或者电容容值发生变化时,会导致限流与设计参数不符,导致设计的功能失效。

4、二、通过驱动电路控制mos管对电压进行斩波后接入线圈。初始状态为通过电路控制mos管常开,延时一段时间后控制电路控制mos管为脉宽调制模式,通过斩波将功耗降低。

5、缺点:通过斩波控制需要保持电压稳定才能达到预期效果,当电压过高时节能效果会变差,当电压变低时接触器保持会不可靠。

6、现有常规接触器产品存在的问题:

7、接触器铁芯对极面要求极高,稍有异物吸合就会产生较大的噪声和震动,容易引起客诉。

8、对于单线圈产品,线圈的温升和功耗较高,不符合当下环保节能的时代主题。

9、接触器的最低吸合电压范围为85%us,当电网电压低于这个值时,产品可能会出现无法正常吸合情况,长时间甚至有可能烧毁接触器线圈,带来停机停产问题。

10、因此,本发明提供了一种独立模块、便于安装和拆卸,实现无损加装、无需特殊处理产品, 此外,本发明使用单片机控制继电器方式,通过检测过零点控制继电器转换,从而解决拉弧问题,解决触点被电弧损坏问题,使用直流电压对接触器进行保持解决了原技术中电容失效风险,电源模块采用宽电压输入范围的芯片,能够稳定输出12v直流电压。并且解决了电压波动带来的风险。


技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种接触器节能附件,从而解决现有技术中存在的前述问题。

2、为了实现上述目的,本发明采用的技术方案如下:

3、一种接触器节能附件,包括电路板和壳体,所述电路板固定安装在所述壳体内;

4、所述壳体包括上壳、中壳和下壳,所述上壳和下壳分别位于所述中壳的两侧,并与所述中壳固定连接;

5、所述电路板安装固定在所述下壳的内表面上,将中壳和上壳依次固定安装。

6、进一步,所述上壳、中壳和下壳均设有第一容纳腔,所述第一容纳腔的两侧还设有延伸腔体,所述第一容纳腔用于安装电路板,一侧的延伸腔体用于安装接线座。

7、进一步,所述电路板包括基板,所述基板的两侧焊接有多个元器件,所述基板的形状为正方形,在所述正方形基本的四个角上开设安装孔。

8、进一步,所述电路板包括整流模块、电源模块、直流降压模块、线圈电源切换模块、过零检测模块和逻辑处理模块;

9、所述整流模块用于线圈电源切换模块提供驱动接触器线圈的高压电,为过零检测模块提供判断过零信号源;

10、所述电源模块用于将脉动直流高压转换为直流12v电压,为过零检测模块与线圈电源切换模块供电;

11、所述直流降压模块用于将直流12v降压为直流5v,为逻辑控制模块供电;

12、所述线圈电源切换模块用于切换接触线圈供电电压,当接触器吸合时使用高压驱动100ms后切换为直流12v进行保持;

13、所述过零检测模块用于检测整流模块整流后的脉动直流信号,向逻辑处理模块输出过零波形信号。

14、进一步,所述整流模块包括:端子l1和端子n1,市电从端子l1、端子n1接入,端子l1接电源火线,端子n1接电源零线,压敏电阻rv1并联在端子l1与端子n1两端,端子l1串联电阻r1,电阻r1与端子n1接入整流桥b1交流输入端,整流后电压通过整流桥b1输出。

15、进一步,所述电源模块包括:电源芯片u1,采用宽电压范围输入电源芯片u1进行降压,整流模块电压接入二极管d1,电容c6与电感l3并联,电容c7与电感l3并联,r3与r4串联后与mos管q1并联,稳压二极管d5与mos管q1门级串联,瞬态抑制二极管d3与mos管q1并联,高压电源由电源芯片u1 引脚5、7、8输入,低压通过电源芯片u1 引脚1、2输出,电源芯片u1电源由二极管d2与电容c8共同提供,通过l1电感与d43二极管进行不间断输出,实现交流220v输入,直流12v输出。

16、进一步,所述直流降压模块包括:低压差线性稳压器v1,直流12v电压通过电容c2、c3进入低压差线性稳压器v1 引脚3,低压差线性稳压器v1引脚2接地,低压差线性稳压器v1引脚1输出直流5v,直流电压5v通过电容c4、c5向外输出。

17、进一步,所述线圈电源切换模块包括:电阻r11和二极管d11,高压电源由整流模块提供,接入继电器jk1常开端,直流电压信号通过电阻r11接入二极管d11,通过二极管d11接入继电器jk1常闭触点,直流电压信号通过r11接入继电器jk1线圈,二极管d8与继电器jk1线圈并联,瞬态抑制二极管与r11并联与d11串联,二极管d9与接触器接线端子m1、端子m2并联。

18、进一步,所述过零检测模块包括:比较器u3,整流模块输出高压信号接入二极管d6。电阻r5、r6、r10、r14串联,电阻r14一端接地,一端接入比较器u3反向输入端,直流12v信号为比较器u3供电,直流12v接入电阻r7,电阻r7与电阻r5串联,电阻r5一端接地一端接入比较器u3正向输入端,电容c9与直流12v电并联,比较器u3输出端连接电阻r12。

19、进一步,所述逻辑处理模块包括:通过程序计算控制单片机u2引脚8输出电频信号控制三极管q2打开或关闭,直流5v电压接入电阻r8,电阻r8与发光二极管d7串联,发光二极管d7一端接入单片机u2引脚1,直流5v接入单片机u2引脚2。电容c12与直流5v并联,过零检测信号接入单片机u2引脚3,单片机u2 4引脚接地。单片机u2 引脚8连接电阻r13,电阻r13与电阻r2并联,电阻r13与三极管q2串联。

20、本发明的有益效果是:

21、本发明采用独立模结构,可选择性高,方便对上述功能有需求的客户实现无损加装,无需特殊处理产品,

22、此外,使用宽电压模块,将脉动直流电压转换为直流电压。使用直流电压对接触器进行保持解决了原技术中电容失效风险,电源模块采用宽电压输入范围的芯片,能够稳定输出12v直流电压。并且解决了电压波动带来的风险;

23、并且,本发明使用单片机控制继电器方式,通过检测过零点控制继电器转换,从而解决拉弧问题,解决触点被电弧损坏问题;

24、另外,需要说明的是,常规接触器连接本技术的接触器节能模块后,可实现接触器无声运行,降低铁芯极面平整度要求;可有效降低接触器保持功耗、可有效降低接触器线圈温升、可拓宽接触器最低吸合电压下限,降低电网电压不足引起的产品无法吸合的概率,降低客户停机风险,降低线圈因控制电压不足引起的烧毁风险,节能、降温升:因将接触器的线圈保持电压转换成为了直流12v电压,使接触器的铁芯损耗的几乎降至为0,保持电流下降,达到温升降低的目的,进一步,由p=iu可知,电流降低此时的功耗减少,从而达到节能、降低温升的效果;

25、因接触器线圈保持电压转换成为了直流12v电压,铁芯闭合后,线圈电压不存在过零点的问题,即电磁吸力不存在过零,因此可以消除接触器铁芯吸合后因电压过零震动的问题,从而达到静音效果。


技术特征:

1.一种接触器节能附件,其特征在于,包括电路板和壳体,所述电路板固定安装在所述壳体内;

2.根据权利要求1所述的接触器节能附件,其特征在于:所述上壳、中壳和第下壳均设有第一容纳腔,所述第一容纳腔的两侧还设有延伸腔体,所述第一容纳腔用于安装电路板,一侧的延伸腔体用于安装接线座。

3.根据权利要求1所述的接触器节能附件,其特征在于:所述电路板包括基板,所述基板的两侧焊接有多个元器件,所述基板的形状为正方形,在所述正方形基本的四个角上开设安装孔。

4.根据权利要求3所述的接触器节能附件,其特征在于:所述电路板包括整流模块、电源模块、直流降压模块、线圈电源切换模块、过零检测模块和逻辑处理模块;

5.根据权利要求4所述的接触器节能附件,其特征在于:所述整流模块包括:端子l1和端子n1,市电从端子l1、端子n1接入,端子l1接电源火线,端子n1接电源零线,压敏电阻rv1并联在端子l1与端子n1两端,端子l1串联电阻r1,电阻r1与端子n1接入整流桥b1交流输入端,整流后电压通过整流桥b1输出。

6.根据权利要求4所述的接触器节能附件,其特征在于:所述电源模块包括:电源芯片u1,采用宽电压范围输入电源芯片u1进行降压,整流模块电压接入二极管d1,电容c6与电感l3并联,电容c7与电感l3并联,r3与r4串联后与mos管q1并联,稳压二极管d5与mos管q1门级串联,瞬态抑制二极管d3与mos管q1并联,高压电源由电源芯片u1 引脚5、7、8输入,低压通过电源芯片u1 引脚1、2输出,电源芯片u1 电源由二极管d2与电容c8共同提供,通过l1电感与d43二极管进行不间断输出,实现交流220v输入,直流12v输出。

7.根据权利要求4所述的接触器节能附件,其特征在于:所述直流降压模块包括:低压差线性稳压器v1,直流12v电压通过电容c2、c3进入低压差线性稳压器v1 引脚3,低压差线性稳压器v1引脚2接地,低压差线性稳压器v1引脚1输出直流5v,直流电压5v通过电容c4、c5向外输出。

8.根据权利要求4所述的接触器节能附件,其特征在于:所述线圈电源切换模块包括:电阻r11和二极管d11,高压电源由整流模块提供,接入继电器jk1常开端,直流电压信号通过电阻r11接入二极管d11,通过二极管d11接入继电器jk1常闭触点,直流电压信号通过r11接入继电器jk1线圈,二极管d8与继电器jk1线圈并联,瞬态抑制二极管与r11并联与d11串联,二极管d9与接触器接线端子m1、端子m2并联。

9.根据权利要求4所述的接触器节能附件,其特征在于,所述过零检测模块包括:比较器u3,整流模块输出高压信号接入二极管d6。电阻r5、r6、r10、r14串联,电阻r14一端接地,一端接入比较器u3反向输入端,直流12v信号为比较器u3供电,直流12v接入电阻r7,电阻r7与电阻r5串联,电阻r5一端接地一端接入比较器u3正向输入端,电容c9与直流12v电并联,比较器u3输出端连接电阻r12。

10.根据权利要求4所述的接触器节能附件,其特征在于,所述逻辑处理模块包括:通过程序计算控制单片机u2引脚8输出电频信号控制三极管q2打开或关闭,直流5v电压接入电阻r8,电阻r8与发光二极管d7串联,发光二极管d7一端接入单片机u2引脚1,直流5v接入单片机u2引脚2。电容c12与直流5v并联,过零检测信号接入单片机u2引脚3,单片机u2 4引脚接地,单片机u2 引脚8连接电阻r13,电阻r13与电阻r2并联,电阻r13与三极管q2串联。


技术总结
本发明公开了一种接触器节能附件,包括电路板和壳体,所述电路板固定安装在所述壳体内;所述壳体包括上壳、中壳和第下壳,所述上壳和下壳分别位于所述中壳的两侧,并与所述中壳固定连接;所述电路板安装固定在所述下壳的内表面上,将中壳和上壳依次固定安装。相对于现有技术,该接触器节能附件采用独立模块、便于安装和拆卸,实现无损加装、无需特殊处理产品。

技术研发人员:肖传文,张腾,陈红,罗涛,李佳佳
受保护的技术使用者:北京北元电器有限公司
技术研发日:
技术公布日:2024/11/11
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