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        《新型無弧交流接觸器》原理及應用

        2011-05-29 02:34:38劉松嶺
        中國新技術新產品 2011年12期
        關鍵詞:滅弧晶閘管接觸器

        劉松嶺

        (齊齊哈爾澤蘭電氣自動化有限公司,黑龍江 齊齊哈爾 161005)

        一、概述

        《新型無弧交流接觸器》產品是作者與2000年1月1日申請的國家實用新型專利產品,專利號ZL00201710.5,專利保護期10年,現(xiàn)在保護期已滿,為使產品更大的發(fā)揮其自身價值,更廣泛的產生社會效應和經濟效益,現(xiàn)將本產品的技術核心原理,生產的關鍵點介紹如下。

        目前在大量的配電裝置上使用的交流接觸器,依然采用原始的滅弧罩滅弧,這種落后的滅弧方法不可能從根本上解決滅弧問題,特別是當交流接觸器頻繁接通和斷開時,在觸點間產生極強的飛弧,致使交流接觸器的觸點粘連或燒毀,從而大大的降低了交流接觸器的使用壽命,頻繁的更換交流接觸器觸頭,增加了設備維修工作量和生產成本,給配電裝置的運行、維護帶來不便。長期以來許多人在不斷地采用各種方法提高交流接觸器的使用壽命,研究新觸點的材料,改進滅弧裝置,但都沒有從根本上解決滅弧問題。

        用反并聯(lián)晶閘管或雙向晶閘管和電子電路組成的固態(tài)繼電器,這種無觸點開關工作時雖然無弧,但是工作時在晶閘管上有約1--2V的導通壓降,特別是在大容量使用時產生的損耗非常大,同時為保證長時間可靠工作還得增加散熱裝置,并且選用時電流還應留有余量。這種開關的過電壓、過電流能力很弱,一旦出現(xiàn)過電壓或過電流晶閘管即不可逆的永久損壞,這就限制了無觸點開關特別是大容量情況下的使用。而傳統(tǒng)的交流接觸器雖然電壽命低,但是工作時觸頭壓降小,根據(jù)這種現(xiàn)狀研究發(fā)明的無弧交流接觸器產品,充分利用了交流接觸器和固態(tài)繼電器的優(yōu)點,巧妙地使機械觸點與無觸點結合設計了無弧交流接觸器產品,可避免由于拉弧造成交流接觸器觸點的損壞,延長了交流接觸器的使用壽命,特別適合于在易燃易爆場合下使用,可大大地降低火災事故的發(fā)生。本產品具有很高的電壽命和操作頻率,可靠性大大提高,使用簡便,無電力污染,無噪聲污染,控制電源與主回路光電隔離安全可靠。

        二、原理

        本產品是這樣實現(xiàn)的,由交流接觸器和固態(tài)繼電器或反并聯(lián)晶閘管與觸發(fā)模塊組合成的無觸點開關及延時控制電路組成。使用時將固態(tài)繼電器的輸出端并聯(lián)在交流接觸器的機械觸點上,將交流觸發(fā)固態(tài)繼電器SSR輸入端或交流觸發(fā)模塊的輸入端并聯(lián)電容C同時并接在交流接觸器線圈上。若選用直流觸發(fā)固態(tài)繼電器SSR,則交流接觸器線圈兩端接在變壓器輸入端,經變壓器降壓,整流器整流后接在電容和直流觸發(fā)固態(tài)繼電器輸入端。若反并聯(lián)的可控硅與觸發(fā)模塊組合成的無觸點開關替代固態(tài)繼電器可實現(xiàn)較大電流的無弧交流接觸器。

        當交流接觸器線圈得電時,固態(tài)繼電器觸發(fā)輸入端也同時得電,由于固態(tài)繼電器響應時間為微秒級比交流接觸器動作為毫秒級快得多,所以固態(tài)繼電器槍先導通。當交流接觸器線圈失電時,以充過電的電容對固態(tài)繼電器繼續(xù)維持觸發(fā)導通,即依靠電容存儲電荷泄放,實現(xiàn)延時關斷。選擇適當?shù)碾娙菘蓪崿F(xiàn)固態(tài)繼電器輸出端比交流接觸器觸點斷開慢,從而達到無弧的目的。 本產品靈活多變,可分體安裝,也可組裝成一體化的無弧交流接觸器。

        三、配固態(tài)繼電器電氣原理圖:

        四、配反并聯(lián)晶閘管電氣原理圖:

        以100A無弧交流接觸器為例元器件參數(shù)如下:

        五、技術參數(shù):

        額定電壓:380V 額定電流:10A—630A斷態(tài)漏電流:小于3mA

        六:技術關鍵點:

        1、光電耦合器MOC3062為過零檢測光耦,在三相交流電過零時觸發(fā)輸出可最大限度的防止電壓突加和減小浪涌電流的沖擊,三相交流電的半周期為10mS,交流接觸器響應時間大于10 mS,以40A交流接觸器為例其響應時間15 mS,而晶閘管的導通時間為幾uS,比交流接觸器快得多,實現(xiàn)無觸點開關搶先導通,也即實現(xiàn)了導通無弧。

        2、在斷開時依靠電容存儲電荷泄放以達到晶閘管延時關斷,也即達到了交流接觸器先斷開,晶閘管后斷開從而實現(xiàn)斷開無弧。

        七:注意事項:

        1、選擇固態(tài)繼電器或晶閘管額定電流與交流接觸器額定電流相對應。

        2、選擇固態(tài)繼電器交流額定電壓380V或晶閘管阻斷電壓大于1200V。

        3、交流接觸器觸點狀態(tài)良好,觸點接通電阻應為0。

        4、固態(tài)繼電器或晶閘管無需配散熱片。

        5、在無弧交流接觸器斷開時輸出端有虛電壓,所以檢修時應斷開電源。

        6、在星角變換、降壓啟動或換相使用時,轉換過程應使用中間繼電器,以利用中間繼電器動作所需的時間作為延時時間,以防止電荷釋放不凈產生相間短路。

        [1]實用電工電子技術手冊編委會編.實用電工電子技術手冊.機械工業(yè)出版社,2003.

        [2]電力電子技術編輯委員會.電力電子技術.電力電子期刊社,1999.

        [3]郭效軍.電力自動化設備電力自動化設備雜志社,2006.

        [4]張豐收.電氣應用電工技術雜志社,2008.

        [5]周寶東.電工技術雜志.電工技術雜志社,2007.

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