智能交流接觸器的研究現狀及發展趨勢

林成全，魏國蓮（.甘肅機電職業技術學院； .天水二一三電器有限公司，甘肅 天水 7400）

智能交流接觸器的研究現狀及發展趨勢

林成全1，魏國蓮2
（1.甘肅機電職業技術學院； 2.天水二一三電器有限公司，甘肅 天水 741001）

本文介紹了現階段研究比較成熟的智能交流接觸器技術和模塊化的智能交流接觸器相關技術概況，展望了交流接觸器的智能化發展趨勢。

智能交流接觸器；現狀；發展趨勢

1　引言

交流接觸器供遠距離接通和分斷線路及頻繁啟動、控制交流電動機與熱過載繼電器、電動機保護器配合保護線路可能發生的過載。隨著微電子、計算機網絡和數字通信技術的快速發展，以及人工智能技術在低壓接觸器中的應用，交流接觸器逐步向高性能、高可靠性、電子化、智能化、網絡化方向發展。

2　交流接觸器智能化概況

專業的接觸器制造廠家、研究院所，經過分析大量的試驗數據和實際應用情況統計數據，并結合理論分析，將智能化技術應用到交流接觸器中，實現交流接觸器起動、保持、分斷過程的優化控制。智能交流接觸器應用電子技術實現智能化，電子器件和核心部件單片機組成硬件電路，并由軟件驅動和實現信號檢測、信息傳遞、和各種智能控制功能。主要在兩個部分實現，一是主回路分斷的智能化控制，減少分斷電弧；二是控制回路即電磁系統的智能化，如電磁系統的抗電壓跌落、抗晃電、帶選相合閘、寬電壓、低功耗節能無噪音。

3　智能交流接觸器研究現狀

3.1交流吸合、交流保持類型交流接觸器的智能化

交流吸合、交流保持類型的交流接觸器在正常工作時，通過接觸器鐵心磁通是交變的，磁軛加裝分磁環可抑制電流過零時鐵芯的振動。極面不平、防銹油過多、粘附異物均會引起不同程度的產品異響和振動，造成接觸器觸點因振動時拉弧而燒損，引起電氣設備跳閘、燒損等事故。這類問題目前通過研究觸頭材料的零磨損等方面來解決。

3.2混合式交流接觸器智能化

這種交流接觸器電磁系統采用交流吸合、直流保持持的辦法。在交流接觸器的三相觸頭上并聯一個單向晶閘管，實現無弧接通、分斷、節能、降耗、靜音運行，并實現與主控計算機雙向通信。

3.3智能型交流接觸器

這種交流接觸器的電磁系統采用直流線圈，加入電子線路控制模塊，通過單片機控制改變電磁鐵動鐵芯的閉合速度，實現減小觸頭振動的目的。整個電磁鐵吸動作過程勵磁周期分為通電階段、停歇階段。控制勵磁線圈交直流通用，交流電通過全波整流電路轉換為直流電，提供接觸器吸合電磁。

4　模塊化智能接觸器

通過對傳統電磁式接觸器控制回路或主回路加裝具有特殊功能的外掛或內嵌式模塊，來提升接觸器各種性能，構成模塊化智能接觸器，具有經濟實用的優點，以下介紹目前比較成熟的幾種智能模塊。

4.1抗晃電智能模塊

以開關電源為基礎、單片機為核心，帶有后備電源系統的抗晃電智能交流接觸器控制模塊。

4.2抗電壓跌落模塊

雷電、短路故障后重合閘、外部或內部電網故障、大型設備、電機起動等原因，可引起電力系統在運行過程中，供電電壓有效值迅速下降至額定值的10%～90%，持續時間為10ms到1min，這種現象稱為“電壓跌落”。接觸器在電壓跌落期間，電磁系統可能會因電壓不足而瞬間或欠電壓運行，造成電磁線圈燒損或觸頭彈跳燒損，造成巨大損失。

4.3節能保護模塊

交流接觸器節能保護模塊，是一種高節能（直流維持吸和）、全保護（抗晃電）、電源通用（AC220V-380V通用）無噪音（直流控制）的電子產品。

4.4寬電壓模塊

接觸器在智能控制板的配合作用下，實現交直流通用，工作電壓寬、減少觸頭彈跳，提高合閘可靠性達到節能寬電壓的目的。

4.5帶選相合閘模塊

暫態電磁現象，會造成交流接觸器觸頭電壽命降低，采用電子式選相分合閘模塊，瞬時采樣電壓、電流值，通過計算信號頻率、信號相位、功率因數、來選擇分合閘相角，實現交流接觸器在一定的電壓或電流相位吸和、釋放。使接觸器更具經濟性和長期工作的可靠性，模塊精度高、使用方便。

5　交流接觸器智能化的設計技術

智能化交流接觸器產品的設計需要運用計算機技術、CAD、CAE 和CAM技術的輔助，三維輔助設計系統集設計、分析和制造于一體，包含結構外觀設計、實體造型、特性分析與動態演示功能，具有相應的專家模塊，可以方便地根據接觸器的電磁性能、滅弧性能、電性能等的要求確定接觸器的結構形式，合理安排勵磁系統、滅弧系統、吸反力系統，選擇合理的觸橋類型、橫截面、滅弧裝置等。大大縮短產品的開發周期。

6　交流接觸器智能化發展趨勢

智能交流接觸器的研究工作已全面展開，中、小容量的交流接觸器采用單片機系統對接觸器的起動、保持、分斷過程實現智能優化控制。實現無弧、少弧分斷，大大提高了交流接觸器的電壽命，實現了交流接觸器技術的重大突破。

由于大容量交流接觸器分斷時產生的電弧能量大，產品機構分散，動作過程不穩定，對零電壓接通、同步分斷造成較大困難而無法實現。因此，必須將人工智能技術引入接觸器的控制中才能解決這個難題，保證大容量交流接觸器實現零電壓接通、無弧或少弧分斷，提高其技術性能指標，實現接觸器控制技術的新突破。

［1］張雄清.電磁式接觸器智能控制模塊設計及試驗［J］.電氣技術，2011（02）.

［2］鄭昕，許志紅，張培銘.智能交流接觸器自適應零電流的分斷與實現［J］.電工電能新技術，2005.

［3］許志紅，張培銘.智能交流接觸器動態吸合過程研究［J］.中國電工電能新技術，2002.

［4］許志紅，張培銘.智能交流接觸器全過程動態優化設計［J］.中國電機工程學報，2005.

10.16640/j.cnki.37-1222/t.2016.14.129

林成全（1980-），男，甘肅天水人，本科，助理講師，研究方向：電氣電路設計，計算機通信。