[实用新型]一种自适应的微抖动磁保持继电器过零通断控制装置

说明书

技术领域：

本实用新型属于控制电器领域中的继电器控制技术领域，涉及一种自适应的微抖动磁保持继电器过零通断控制装置的设计和制造。

背景技术：

电磁继电器是一个机械的电磁开关，其基本原理是在给线圈加电时，其产生的磁场会将衔铁从一种状态转换到另一种状态，使触点接触或断开，因为是金属触点，所以继电器具有导通电阻非常小，断开阻抗非常大的特点，可以应用来控制大功率的负载。也因为电磁继电器的通断是机械性的，所以在给继电器加电的时候，触点从一种状态转换到另一种状态时需要一定的时间，这就是继电器的动作时间。触点从断开状态到接通状态，需要的时间叫吸合时间；触点从接通状态到断开状态，需要的时间叫断开时间，一般断开时间比吸合时间小。一般继电器的动作时间在10—120mS，接通及断开的时间也不同，而且具有较大的个体差异，如随意动作，则有可能产生浪涌电流及拉弧，对电网造成冲击并影响继电器的寿命。因此，要求继电器能在电压过零点接通及在负载电流过零时断开负载，所采取的控制方法是在给继电器一个提前吸合时间，在电压过零前提前吸合时间控制继电器导通，这样可保证在电压过零时，触点刚好接触，避免了浪涌电流；而在断开时，同样在电流过零点前给继电器一个提前断开时间，在电流过零前提前断开时间控制继电器断开，这样可保证在电流过零时，触点刚好断开，避免了拉弧；但由于继电器的个体吸合及断开时间差异很大，无法指定一个统一时间，因此简单地指定一个时间不实用。实用新型专利ZL200920076196.7及ZL200720042341.0均给出了一种电磁继电器过零开关电路，但因这二专利检测继电器两端电压方法是用过零脉冲形式，在电压存在谐波及继电器有抖动时，无法正确检测到电压真正过零点时间及触点真正接触时间，因此适应性不强。

交流接触器是机电工程常用的元件，应用非常广泛，但其一直存在三个问题:一是接通时需要在控制信号端提供一个稳定的交流电，能耗约8W；二是在接通时不能在电压过零点导通，接通时会产生很大的涌流，对于其它设备的运行产生影响；三是在断开时不能在电流过零点断开，会生产拉弧，严重影响交流接触器的寿命。要解决第一个问题，可以用磁保持继电器。磁保持继电器在动作时，只需要在线圈上加上控制电压，动作过后，依靠永久磁铁的作用，保持动作的状态，不用再增加维持电压，这样，在接通后，不再有能耗；要解决第二个问题，则要控制继电器刚好在电压过零点时导通,这可以在电压过零点前提前一段时间，加上控制信号，使得继电器的动静触点在电压过零时接通；要解决第三个问题，则要控制继电器刚好在电流过零点时断开,这可以在电流过零点前提前一段时间，加上控制信号，使得继电器的动静触点在电流过零时断开。但要实现第二点及第三点的无涌流或无拉弧，前题是继电器在接通及断开时触点要求微抖动或无抖动,否则涌流及拉弧无法避免。 

磁保持继电器主要由继电器底座、铁芯、线圈、磁轭、定触片、固定在定触片上的定触点、动触片、固定在动触片上的动触点组成。目前的磁保持继电器触头触点吸合和释放时会产生抖动，不能使用于要求抖动小的场合。触点抖动时会产生电弧，电弧会使触点腐蚀、熔结。若不采取一定的预防措施，抖动会严重影响继电器的寿命。实践证明，减少触点抖动，消灭电弧是增加继电器寿命和可靠性的决定性因素。目前，减少继电器的触点吸合和释放时抖动的主要措施是采用改变机械参数和触簧系统的材料的方法，例如对于静触簧为刚性的触簧系统，增加触点被压力，或者选用材料密度小、弹性模量大及振动衰减系数大的动触簧材料，或者减少动触簧片的长度和宽度、增大厚度等提高抗振动性。虽然还有一些减少抖动的电磁继电器的设计，但都未能很好地减少电磁继电器工作时的抖动。 

申请号02141545.5，名称为“电磁继电器”的发明创造，设计了一种不易产生振摆的电磁继电器。该电磁继电器包括：铁芯，平面大致呈J字形状，将一端部作为支承承受部，将另一端部作为磁极部；可动铁片，平面大致呈L字形，通过安装在角部的可动接触片支承，并将一端部可转动地支承在铁芯的支承承受部上、使另一端部即吸附部与所述铁芯的磁极部相对，并可吸附在该磁极部上。事实上该电磁继电器在水平抗抖动上有一定的效果，但在竖直方向上抗抖动的效果并不明显。