[发明专利]一种交流接触器的节能器

说明书

技术领域

本发明属于低压电器节能技术领域，具体涉及一种交流接触器的节能器。

背景技术

接触器是指工业中利用线圈流过电流产生磁场，使触头闭合，以达到控制负载的电器。接触器由电磁系统(铁心，静铁心，电磁线圈)触头系统(常开触头和常闭触头)和灭弧装置组成。其原理是当接触器的电磁线圈通电后，会产生很强的磁场，使静铁心产生电磁吸力吸引衔铁，并带动触头动作，接触器吸合。当线圈断电时，电磁吸力消失，衔铁在释放弹簧的作用下释放，接触器断开。

交流接触器中通交流电，是工业生产中应用非常广泛的一种低压电器，主要用于控制电动机等用电设备的运行和停止，故其是工业中最常见的电气设备，全国的安装量和使用量巨大。由于大中容量的交流接触器处于吸持状态时，每台消耗的有功功率平均约60W左右，如果都采用节电技术，每年至少可节约几十亿度的电能，折合人民币几十亿元。交流接触器在吸合后，交流接触器的线圈里仍然通着交流电，铁损和铜损引起的功耗很大，所以线圈发热，噪声大，不仅浪费电能而且线圈的绝缘容易老化使交流接触器的寿命缩短。采用节能装置，能够对交流接触器的寿命有很大提高，还可以减小交流接触器里面铜的损耗。在节能减排的大环境下，降低交流接触器的能耗具有显著的经济效益和社会效益。

目前已有的交流接触器节能器也是采用大电流吸合，小电流保持的方式，但是已有的技术存在以下缺陷：目前在节能时候，小电流通常保持不变，或者用于控制这个小电流的直流脉冲宽度保持不变。交流接触器的直流工作方式使得阻抗变小，当外电压变高时候，线圈里的电流变很大，线圈产生大量热量，交流接触器就会烧毁。如申请号为00228518.5专利中，节能原理也是采用大电流吸合，小电流保持；流过交流接触器的小电流也是通过直流窄脉冲控制的，这个脉冲宽度固定，长时间工作极有可能导致交流接触器发热烧毁。

目前市场上大部分的交流接触器节能器采用单片机实现，其成本较高，而且容易受干扰导致内部程序执行错误。还有一些采用分立元器件搭建的电路，在电压降低的时候，交流接触器中的电流会相应减小，电流可能变小到不足以保持交流接触器的吸合状态。而在GB14048.4-2010《低压开关设备和控制设备》第4-1部分规定：单独使用或装在起动器中使用的电磁式接触器，在其额定电压控制的电源电压的85％～110％之间任何值都应可靠闭合。此范围85％适用于下限值，110％适用于上限值。接触器释放和完全断开的极限值是其额定控制电源电压Us的20％-75％，而采用分立元器件搭建的电路不能达到这个标准。

发明内容

针对现有技术所存在的上述技术缺陷，本发明提供了一种交流接触器的节能器，使得控制小电流的脉宽可调，进一步降低交流接触器的功耗，避免接触器线圈因过电流而烧毁。

一种交流接触器的节能器，包括：与交流接触器相连的外围电路和与外围电路相连的信号处理器；

所述的外围电路向信号处理器提供电源电压信号和采样电压信号，所述的信号处理器对所述的采样电压信号进行信号处理后输出开关控制信号给外围电路，以使外围电路根据所述的开关控制信号控制流经交流接触器线圈的电流大小；所述的信号处理器包括：

比较电路，用于使所述的采样电压信号与给定的基准电压信号进行比较，输出比较信号；

过零检测电路，用于对所述的采样电压信号进行过零检测，输出工频脉冲信号；

脉宽调制电路，用于根据所述的比较信号和工频脉冲信号进行脉宽调制，输出窄脉冲信号；

选择电路，用于对所述的工频脉冲信号进行脉冲计数，输出选择信号；

低压检测电路，用于对所述的采样电压信号进行低压检测，输出低压保护信号；

信号合成电路，用于对所述的窄脉冲信号、工频脉冲信号、低压保护信号和选择信号进行信号合成，输出开关控制信号。

所述的比较电路由一比较器组成；其中，比较器B1的正相输入端接收采样电压信号，比较器B1的反相输入端接收给定的基准电压信号，比较器B1的输出端输出比较信号。

所述的过零检测电路由一比较器和两个反相器组成；其中，比较器B2的正相输入端接收采样电压信号，比较器B2的反相输入端接地，比较器B2的输出端与反相器E1的输入端相连，反相器E1的输出端与反相器E2的输入端相连，反相器E2的输出端输出工频脉冲信号。

所述的脉宽调制电路由一D触发器组成；其中，D触发器H1的D端接收电源电压信号，D触发器H1的时钟端接收比较信号，D触发器H1的清零端接收工频脉冲信号，D触发器H1的Q端输出窄脉冲信号。