抗晃電智能交流接觸器設計

　　為了模擬晃電電壓，選用一個DC 分段型脈沖激勵源接入單片機的RA1 模擬通道，虛擬示波器中第一條曲線表示DC 分段型脈沖激勵源，模擬采樣電壓;第二條表示強激磁回路，第三條表示低壓保持回路;第四條表示抗晃電保持回路;豎線①表示采樣電壓達到閾值，豎線②表示發生晃電時刻，豎線③、④表示電壓恢復時刻，由圖4 可以看出，DC 脈沖激勵源達到閾值后，強激磁回路打開一極短時間(15 ms 左右) 后關閉，繼而低壓保持回路打開(第三條曲線置高電平)，接觸器完成正常起動及保持過程;此后電壓雖然有波動，但位于晃電界限以上，接觸器仍然處于低壓保持狀態(第三條曲線保持為高電平)，本文電源模塊采用單片開關電源，具有寬電壓輸入的特點，因此，即使電壓輕微下跌，在實際中仍能輸出穩定電壓，使實際中的接觸器處于穩定的低壓保持狀態。

　　如圖4 所示，當電壓下降到額定值的60%時，即認為發生晃電，此時抗晃電回路打開( 第二條曲線在發生晃電時刻即時刻②置高電平)，低壓保持回路關閉(第三條曲線發生晃電時刻即時刻②置低電平);當晃電在設定時間內結束電壓恢復正常時，低壓保持回路打開( 第三條曲線在電壓恢復時刻即時刻③置高電平)，抗晃電回路關閉(第二條曲線在電壓恢復時刻即時刻③置低電平)。在時刻④位置之前的一次晃電，晃電發生時間超過預設的抗晃電延時時間，在整個延時時間范圍內，抗晃電保持回路置高電平，延時時間超過預設值后立即跳變為低電平，此時接觸器分斷。由虛擬示波器的波形圖可知該智能控制模塊程序具有抗晃電功能。

　　在此基礎上，完成了整體硬件電路的安裝與調試。樣機硬件實物如圖5 所示，可以看出抗晃電智能控制模塊由三塊PCB 板構成，配合160 A以下的交流接觸器可穩定工作。

圖5 樣機硬件實物圖。

　　驅動回路測試波形如圖6 所示。圖6( a) 和圖6(b) 為采樣電壓波形、強激磁驅動信號、低壓保持驅動信號，通過這三條的波形的對比可得出:

　　系統上電瞬間，采樣電壓達到吸合閾值，強激磁回路控制端瞬間置高電平，接通強激磁回路，接觸器線圈接220 V 高電壓，進行吸合動作;吸合過程結束后，低壓保持回路控制端置高電平，強激磁回路控制端跳變為低電平，接通低壓保持回路，同時斷開強激磁起動回路，接觸器在低電壓下保持吸合狀態，完成接觸器的高壓起動、低壓保持過程控制。

　　圖6( c) 中當連續晃電( 第一條曲線電壓下跌)且每次晃電時間都在設定值內時，抗晃電回路都能及時打開(第二條曲線在第一條曲線下跌時置高電平)，當電壓恢復正常時，抗晃電回路又能及時切斷(第二條曲線置在第一條曲線電壓恢復時置低電平)，圖6(d) 中，當連續晃電時，低壓保持回路與抗晃電回路的信號波形是互補的;當晃電發生且晃電時間在設定值之內時，低壓保持回路切斷，抗晃電回路打開;當電壓恢復時，低壓保持回路打開，抗晃電回路切斷;圖6( d) 中最后一次晃電時，晃電時間超過預設值，低壓保持回路切斷，抗晃電保持回路打開并且保持到預設時間后切斷，此時低壓保持回路仍是切除狀態，接觸器線圈失電，接觸器斷開。至此，完成了抗晃電智能交流接觸器的整體調試，形成了高電壓直流起動、低電壓直流保持、抗晃電、具有故障延時時間設定、節能無聲運行等特點的新型智能電器，具有工作穩定、性價比高等特點。

圖6 驅動回路測試波形圖。

　　4 結語

　　該模塊具有寬電壓輸入、交直流通用、直流高電壓起動、直流低電壓保持、節能無聲運行、抗晃電延時分斷、斷電立即分斷、可通信等功能，將其與不同的接觸器本體配合，可形成系列抗晃電智能交流接觸器產品。