[发明专利]一种采用双反馈系数控制策略的智能接触器控制模块

说明书

本发明涉及一种采用双反馈系数控制策略的智能接触器控制模块，交直流工作电源经由滤波电感、安规电容构成的EMI滤波器接入三个相对独立的整流桥D1、D2、D3；整流桥D1连接至非隔离式开关电源；整流桥D2与滤波电容相连得到直流电，经开关管调制后施加在续流二极管和由交流接触器线圈、去磁电路、电流采样模块构成串联支路的两端；整流桥D3连接至由分压电阻R1、R2构成的电压采样电路，实时采集工作电源的电压信号并发送至数字信号处理器中；电流采样模块采集接触器线圈电流信号，通过信号放大模块K1、K2放大并发送至数字信号处理器中；数字控制模块通过分析工作电源的电压信号和接触器线圈电流信号，实时监控工作电源的状态并调控吸合与分断操作过程。

技术领域

本发明涉及器械智能控制领域，特别是涉及一种采用双反馈系数控制策略的智能接触器控制模块。

背景技术

传统交流接触器由交流电直接控制，工作电压范围通常在额定工作电压的75%到110%。工作电压过低将导致线圈电流偏小，无法产生足够电磁吸力使接触器的动静触头可靠闭合；电压过高则使线圈电流偏大，产生的电磁吸力过强导致动静触头闭合时碰撞能量大，引起剧烈触头弹跳，产生电弧，严重时产生的电弧可能造成触头熔焊，致使接触器无法正常分断电路引发故障；工作电压过高也将使接触器吸合后的线圈电流偏大，损耗增加，发热严重，可能会使线圈烧毁，因此无法进一步拓宽工作电压范围。为满足不同的需求，企业常根据工作电压等级定制接触器线圈，市面上常见的电压等级有24V、48V、110V、220V、380V等，对应线圈规格多，设计复杂，生产周期长。另外，传统的交流接触器缺失抵抗工作电源波动的能力，当电源因故障或负载变化剧烈而出现电压大幅度波动、电压暂降等情况时，可能引起接触器误动作导致系统故障，引发事故，造成损失。

近年来电力电子技术和控制技术被引入交流接触器中，动态调节吸合、吸持、分断过程，弥补传统交流接触器的缺陷。现有技术中，针对110V以下交直流供电系统设计了升压电路和降压斩波电路级联控制模块，可灵活切换工作状态，解决传统交流接触器低电压下吸合困难的问题；现有技术还提供了一种新型智能抗电压跌落控制模块，在故障发生时模块及时改变运行方式，保证触头可靠闭合维持系统供电。虚拟仿真技术同样作为一种研究手段大量应用在接触器优化方面，可以通过ANSYS仿真软件建立主回路和线圈同时通电情况下的交流接触器温度场模型，分析温度分布，为优化设计提供理论基础。通过运用虚拟仿真软件构建传统交流接触器吸合、吸持、分断工作过程的动态模型，分析电场、磁场、力场、温度场等的变化，与电力电子技术和控制技术结合，优化控制传统交流接触器的工作过程，以提高性能的方式已得到广泛应用。虽已取得成效，但仍存在吸合分断时间过长、控制拓扑和方案复杂、控制模块体积大、应对故障情况能力有限等问题。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的是提供一种采用双反馈系数控制策略的智能接触器控制模块，通过对交流接触器吸合过程、吸持过程、分断过程的整体优化控制，实现在宽工作电压范围下快速吸合分断、抑制触头弹跳、可靠吸持、具备抵抗短时电源波动和交直流电源通用的能力。