《新型無弧交流接觸器》原理及應用

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，現在保護期已滿，為使產品更大的發揮其自身價值，更廣泛的產生社會效應和經濟效益，現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。

用反并聯晶閘管或雙向晶閘管和電子電路組成的固態繼電器，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。而傳統的交流接觸器雖然電壽命低，但是工作時觸頭壓降小，根據這種現狀研究發明的無弧交流接觸器產品，充分利用了交流接觸器和固態繼電器的優點，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

本產品是這樣實現的，由交流接觸器和固態繼電器或反并聯晶閘管與觸發模塊組合成的無觸點開關及延時控制電路組成。使用時將固態繼電器的輸出端并聯在交流接觸器的機械觸點上，將交流觸發固態繼電器SSR輸入端或交流觸發模塊的輸入端并聯電容C同時并接在交流接觸器線圈上。若選用直流觸發固態繼電器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固態繼電器輸入端。若反并聯的可控硅與觸發模塊組合成的無觸點開關替代固態繼電器可實現較大電流的無弧交流接觸器。

當交流接觸器線圈得電時，固態繼電器觸發輸入端也同時得電，由于固態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繼電器繼續維持觸發導通，即依靠電容存儲電荷泄放，實現延時關斷。選擇適當的電容可實現固態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、配固態繼電器電氣原理圖：

四、配反并聯晶閘管電氣原理圖：

以100A無弧交流接觸器為例元器件參數如下：

五、技術參數：

額定電壓：380V 額定電流：10A—630A斷態漏電流：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，實現無觸點開關搶先導通，也即實現了導通無弧。

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斷開無弧。

七：注意事項：

1、選擇固態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良好，觸點接通電阻應為0。

4、固態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.