阅读说明：本技术 一种基于接触器的无弧分断电路及工作方法 (Arc-free breaking circuit based on contactor and working method ) 是由 王彩艳 彭玉江 于 2019-11-14 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种基于接触器的无弧分断电路及工作方法,电源的输出端接在电容器上,电容器两端分别接驳与交流接触器主触点并联的双向可控硅的T1极和触发级G极,形成回路,同时,回路中串联有电阻R,以对触发回路电流进行限流及延时。本发明利用可控硅导通时间快而接触器接通时间慢的特点,确保在接触器断开、闭合过程中无电弧产生,既延长了接触器的使用寿命,又满足了安全性、节能环保的要求,特别适用于油田、井下、煤矿等特殊环境中,应用前景十分广阔。(The invention discloses an arc-free breaking circuit based on a contactor and a working method thereof.A power supply output end is connected on a capacitor, two ends of the capacitor are respectively connected with a T1 pole and a trigger-level G pole of a bidirectional thyristor which are connected in parallel with a main contact of an alternating current contactor to form a loop, and a resistor R is connected in series in the loop to limit and delay the current of the trigger loop. The invention utilizes the characteristics of fast conduction time and slow conduction time of the silicon controlled rectifier to ensure that no electric arc is generated in the process of opening and closing the contactor, thereby prolonging the service life of the contactor, meeting the requirements of safety, energy conservation and environmental protection, being particularly suitable for special environments such as oil fields, underground, coal mines and the like, and having wide application prospect.)

一种基于接触器的无弧分断电路及工作方法

技术领域

本发明属于接触器领域，具体涉及一种基于接触器的无弧分断电路及工作方法。

背景技术

接触器广义上是指工业电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，在电工学上，因为可快速切断交流与直流主回路和可频繁地接通与大电流控制(某些型别可达800安培)电路的装置，所以经常运用于电动机做为控制对象，也可用作控制工厂设备﹑电热器﹑工作母机和各样电力机组等电力负载，接触器不仅能接通和切断电路，而且还具有低电压释放保护作用，接触器控制容量大，适用于频繁操作和远距离控制。是自动控制系统中的重要元件之一。

当接触器线圈通电后，线圈电流会产生磁场，产生的磁场使静铁心产生电磁吸力吸引动铁心，并带动交流接触器点动作，常闭触点断开，常开触点闭合，两者是联动的。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，使触点复原，常开触点断开，常闭触点闭合，直流接触器的工作原理跟温度开关的原理有点相似。

交流接触器利用主触点来开闭电路，用辅助触点来导通控制回路，主触点一般是常开触点，而辅助触点常有两对常开触点和常闭触点，小型的接触器也经常作为中间继电器配合主电路使用，交流接触器的触点，由银钨合金制成，具有良好的导电性和耐高温烧蚀性。交流接触器动作的动力源于交流通过带铁芯线圈产生的磁场，电磁铁芯由两个「山」字形的幼硅钢片叠成，其中一个固定铁芯，套有线圈，工作电压可多种选择，为了使磁力稳定，铁芯的吸合面加上短路环，交流接触器在失电后，依靠弹簧复位。

现有复合式交流接触器是基于交流接触器和晶闸管的复合体，电磁线圈激磁方式多为交流方式，即直接从380V母线取电，磁路中磁通交变，会在铁心中产生铁心损耗并发出噪音，使得电器设备的效率和电网的功率因数降低，可控性差、操作频率低，保持电磁铁时需消耗很多电能。

因为弧光烧蚀作用，不仅使接触器的电气寿命与机械寿命成十倍之差，而随着使用环境的不同，电气使用寿命还要大打折扣，可由十几万次下降到几万次，甚至严重到几千次。更为严重是在弧光作用下，使主触头出现焊住而跳不开，引发生产事故，使企业遭受很大的经济损失。同时，弧光电流也易对电网造成冲击，与杂波污染干扰其他电器、仪表可靠工作。

目前现有的接触器灭弧效果一般，存在安全隐患，结构复杂，安装不方便。

发明内容

本发明的目的在于克服上述不足，提供一种基于接触器的无弧分断电路及工作方法，能够有效的避免拉弧现象的产生。

为了达到上述目的，一种基于接触器的无弧分断电路，包括与接触器主电路开关KG并联的双向可控硅，双向可控硅的T1极和T2极分别与开关KG的两端连接，双向可控硅的G极连接电容器C的负极，电容器C的正极通过电阻R与双向可控硅的T1极连接，电容器C并联有能够给其充电的电源。

所述电源为缠绕在交流接触器控制端吸合线圈上的感应线圈。

所述感应线圈通过桥式整流器对电容器C充电。

所述双向可控硅采用三象限双向可控硅。

一种基于接触器的无弧分断电路的工作方法，其特征在于，当开关KG闭合时，电源给电容器C充电；

当开关KG断开时，首先电容器C放电，通过双向可控硅的T1极和G极两端的电流使双向可控硅导通，使接触器主电路的电流流经双向可控硅；当电容器C放电完毕，且流经双向可控硅T1极和T2极的交流电电流过零时，可控硅自然关断。

所述电源为缠绕在交流接触器控制端吸合线圈上的感应线圈，当吸合线圈加电时，感应线圈产生感应电流，给电容器C充电。

所述感应线圈产生的感应电流通过桥式整流器整流后，给电容器C充电。

与现有技术相比，一种基于接触器的无弧分断电路的结构合理紧凑，设计巧妙，通过将接触器与可控硅的优点合二为一，利用可控硅导通时间快而接触器接通时间慢的特点，确保在接触器断开、闭合过程中无电弧产生，既延长了接触器的使用寿命，使得接触器理论使用寿命达到其机械寿命，又满足了安全性、节能环保的要求，特别适用于油田、井下、煤矿等特殊环境中，应用前景十分广阔。

进一步的，本发明的电源为缠绕在交流接触器控制端吸合线圈上的感应线圈，能够通过接触器控制端吸合线圈供电，不需要外接电源，节省了成本，简化了结构。

一种基于接触器的无弧分断电路的工作方法中，由于双向可控硅的T1极及G极直接连接于给触发导通起供电作用的电容器两端，G极连接电容负极可以确保接触器断开瞬间可控硅工作状态只处于二、三象限之中，这就有效避免了四象限工作时需要更大的触发电流I_G和触发电流的持续时间，较低的dV_t/d_t承受能力，以及易使得门级退化等现象，双向可控硅工作过程十分短暂，只在接触器分断过程中导通几个毫秒，理论上少于50Hz交流电半个波，充分保证了可控硅的可靠性，降低了浪涌电流的冲击影响。

附图说明

图1为本发明的电路图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步说明。

参见图1，一种基于接触器的无弧分断电路包括与接触器主电路开关KG并联的双向可控硅，双向可控硅的T1极和T2极分别与开关KG的两端连接，双向可控硅的G极连接电容器C的负极，电容器C的正极通过电阻R与双向可控硅的T1极连接，电容器C并联有能够给其充电的电源。

优选的，电源为缠绕在交流接触器控制端吸合线圈上的感应线圈，感应线圈通过桥式整流器对电容器C充电。

优选的，双向可控硅采用三象限双向可控硅。

一种基于接触器的无弧分断电路的工作方法如下，接触器开关KG闭合，缠绕在交流接触器控制端吸合线圈上的感应线圈通过桥式整流器在接触器控制端通电过程中对电容器C充电，而电容器C分别接在与交流接触器主触点并联的双向可控硅的T1极和触发级G极的两端，这样，一旦控制端断电，接触器动、静触点分开前(动触点压紧弹簧回弹至自由状态)，电容器C先期放电，通过T1级和触发级G两端的电流使双向可控硅先期导通，使主电路电流流经双向可控硅，而当电容器C放电完毕(小于门级触发电流I_GT)且流经T1极和T2极的交流电电流过零时，可控硅自然关断，从而使在动、静触点分开过程中完全不产生电弧，而在触点闭合过程中，电流流经接触器触点系统，双向可控硅不工作。

由于电容器充放电时间常数τ＝RC，为使确保接触器动、静触点分断过程中双向可控硅处于导通状态，电阻R、电容C参数应进行适当选配。