降低交流接触器功耗的研究
浅淡交流接触器无声运行节电电子学
图 2 两个二极管控制原理图 图 2 按下启动按钮 SB1 , 交流电经二极管 VD2 半波整流、 电阻 R 限 KM 得电吸合, 流、 接触器 KM 的线圈构成回路, 其常闭触点断开, 但常
三、 交流接触器无声运行节电电路设计
电路由启动按钮 SB1 、 停止按钮 SB2 、 电容、 接触器和二极管、 电阻 等组成。当接触器工作时其工作原理如下:( 详见图 1 )
图 1 按钮开关联锁控制原理图 图 1 按下启动按钮 SB1 , 交流接触器 KM 接通交流电, 为自感电流 线圈电流的方向不变 。当放松按钮 SB1 后, 交流接触器通过 提供通路, 实现了无声运行电路的切换。 电容 C 和二极管 VD1 进入直流运行,
一、二极管的工作原理
从一个 PN 结的 P 区引出一个电极称为正极, 从 N 区引出一个电极 称为负极, 用管壳封装后就成了晶体二极管, 简称二 极 管。 按结构划 二极管有点接触型和面接触型, 本文在此仅介绍后者。 由于面接触 分, 型二极管的 PN 结面积大, 故能承受较大的电流, 适用于整流。
交流接触器节能控制模块的研究
・ 智能电器 ・
交流 接 触 器 节 能 控 制模 块 的研 究 术
独 田娃 ’ 颜晨 艳 ’ 李 阳 , 何 海龙 吴 , , , 翊 ( . 全集 团有 限公 司 ,江 苏 扬 中 2 2 ; 1大 1 1 2 1 2 西安 交通 大 学 电力设 备 电 气绝缘 国 家重 点 实验 室 , 西 西安 7 0 4 . 陕 10 9)
Ab t a t w n ry c n e v t n c n r lmo ue r e in d fr AC c na t rwi i e e tc i s u — s r c :T o e e g o s r a i o to d l swe e d sg e o o t co t d f r n ol t c o h f r t r ,t e cr utb a d wa d n h l crc cr u td b g i g a d t e t s e p rme t w r o ltd T e u e h ic i o r sma e a d t e ee t ic i e u g n n h e t x ei n s e e c mp ee . h i r s l h we h tt emo u e o l p r t i h o tg a g t u ae y id s y,te r t f n r y c n e - e u t s o d t a h d l sc u d o e ae n t e v l e r n e si l td b u t s a p n r h ae o e g o s r e v t n c u d a he e t es c n v l f a in l tn a d,t et mp r t r ieo o l los t f h e u r me t. ai o l c iv h e o d l e t a a d r o e on o s h e e a u e r f i as ai y t e r q i s c s e ns I d io n a d t n,t e mo u e o t o n o fr t h e u r me to d sra r d c in a d u e i h d l sc s w a d c n o m o t e r q ie n fi u t l o u t n s . l n i p o Ke r s y wo d :AC c n a t r ols r c u e;e e g o s r a i n o t c o ;c i t u t r nr ycnev t o
交流接触器电磁系统节能技术研究
H U A N G S h i z e , G U O Q i y i , K E B o x i a n g , Z H U L i a n g ( 1 . C o l l e g e o f E l e c t r o n i c s a n d I n f o r m a t i o n E n g i n e e r i n g , T o n g j i U n i v e r s i t y , S h a n g h a i 2 0 0 3 3 1 ,C h i n a ;
v o l t a g e a n d h o l d v o l t a g e a r e o b t a i n e d wh i c h c a n b e a p p l i e d t o d i f f e r e n t e l e c t r o ma g n e t i c s y s t e ms , a n d e n h a n c e s t h e
v e r s a t i l i t y g r e a t l y . Ke y wo r ds:AC c o nt a c t o r;e l e c t r o m ag ne t i c s ys t e m ;e ne r g y s a v i ng de ic v e;t hy r i s t o r;c on duc t i on a ng l e
摘 要: 针对控 制电器的 电磁系统 节能 问题 , 提出 了一种 基于 晶闸管 的电磁系 统
节能方案 。晶闸管控制单元输入端接交流 电源 , 通 过调节可变 电阻值来 控制 电容 的充 放 电时间 , 经 电容 的不 同充放 电时间改 变 晶闸管 的触发 脉冲移 相角度 的大 小 , 进而 改 变 晶闸管的导通角大小 。通过调整可变 电阻的阻值 , 可获得不 同的 吸合 电压 和保持 电 压, 适用于交流接触器不 同的电磁系统 , 使通用性大大增强 。 关键词 :交流接触 器 ;电磁 系统 ;节能装置 ;晶闸管 ; 导通角 黄世 泽 ( 1 9 8 3 一) , 男, 博 士后 , 研究 方
接触器节能的一种方法
接触器节能的一种方法交流接触器是一种应用广泛的控制电器,主要用于控制电动机等用电负荷的启/停,在建筑中,交流接触器用于控制风机、水泵、照明等。
普通的交流接触器在吸合后,其线圈里依然通着交流操作电源,功耗比较大,所以线圈发热现象十分严重,不仅浪费电能而且因线圈的绝缘层在高温下加快老化致使交流接触器的使用寿命缩短。
自上世纪70年代开始就有人研究过交流接触器的节能技术,并且推出了许多效果明显的节能方案。
然而,接触器的节能技术并未得到广泛的推广和使用,目前大量使用的接触器都未附加任何节能装置。
为什么以前研究过的接触器的节能技术并未得到推广使用呢?归纳起来有以下原因。
(1)是否稳定可靠不容易出现故障?如果接触器的节能装置故障率比较高,或工作不稳定,那么这样的节能装置用户肯定不会接受。
(2)接线是否简单、安装是否方便?如果节能装置的体积大,安装不便,或者接线比较麻烦,用户也不容易接受。
以前研究的接触器节能方案中,有很多是利用接触器的辅助触点,这样接线会比较多而且复杂,而且在有些场合,接触器的辅助触点是比较宝贵的,如果接触器的二次控制线路已经把接触器的辅助触点用完,那么就无法再增加接触器的节能电路。
(3)节能观念上的问题。
过去相当长的一段时间内,我国经济属于粗放型的经济增长方式,能源浪费非常严重。
人们普遍认为:电费很便宜,功耗小的接触器只有十几伏安,大的也不过一百多伏安,这一点功耗不算啥,不值得去省这一点电。
有了这样的观念,自然就没人肯对接触器加装节能装置了。
而现在就不同了,节能是国家的基本国策,我国的经济发展要从粗放型经济转变为集约型经济,国家鼓励节能新技术和新产品的推广和使用。
随着煤炭、石油等一次能源价格的飙升,电力等二次能源的价格也不可避免地呈现上涨趋势。
企业投入大量资金进行节能改造已不再是赔本的买卖。
况且,节能改造的投入可以从节省的电费中得到回收。
在节能改造的投入被完全回收之后,节能装置就可以为企业创造效益。
交流接触器节能技术的研究与分析
交流接触器节能技术的研究与分析作者:高自力左杨牛宇干殷红德来源:《中国科技博览》2015年第11期[摘要]当交流接触器处于吸持的状态时,交流电流通过交流接触器的线圈会消耗一定的能耗(以一台CJ20-250A的交流接触器为例,按一天工作8小时,一年工作300天计算,年耗电量将高达156kW·h),由于我国正在运行的大、中容量交流接触器数量巨大,并且随着电力和工业的发展其使用量还在不断增加,因此研究交流接触器的节能技术具有十分重要的现实意义。
[关键词]交流接触器;节能技术;整流中图分类号:TM572.2 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2015)11-0362-011 交流接触器节能的概述交流接触器节能是指采用各种节能技术,减少交流接触器操作电磁系统所消耗的电功率,降低线圈的温升并减少电磁噪声。
表1为传统型交流接触器和节能型交流接触器的对比:2 交流接触器节能技术的发展2.1 节电线圈典型的节电线圈为双绕组变压器式(见图1),其节电部分由一个经特殊设计的双绕组线圈和一个整流堆构成,并且将接触器的铁心作为变压器铁心使用。
整流堆和线圈骨架固定在一起,构成一个整体的节电线圈。
当按下启动按钮SB后,绕组线圈1和绕组线圈2同时通电,绕组线圈1中的电流为交流,绕组线圈2中的电流为经过全波整流后的直流。
两个电流产生的总磁通使操作电磁铁的衔铁开始吸动,于是当接触器的常闭辅助触头KM断开后,立刻转换为吸持状态,此时交流接触器的操作电磁系统就等同于一个变压器,一次绕组1接交流电源,二次绕组2接整流器。
在绕组1和绕组2的合成磁动势作用下,铁心中产生脉动直流的磁通和电磁吸力,使衔铁吸持于闭合位置上。
2.2 节电型交流接触器(1)机械锁扣式节电型交流接触器机械锁扣式节电型交流接触器的工作原理见图2。
图中,虚线部分及元件需要用户自行连接和购置,Us为接额定控制电源电压,KM1为吸引线圈,KM2为脱扣线圈,FU为熔断器,SB1为起动按钮,SB2为停止按钮,接线端子编号为1-6(主要用于远距离接通和分断电路,并与适当的热继电器或电子保护装置组合成电动器起动器)。
交流接触器的节能技术
Ene g v n c r y Sa i g Te hno o y o A C o t c o lg f C na tr
GAO ih i, J— u HAN n h i Ya — u
( Vct n leh oo y ntueo ini giutrl ol e Tajn3 0 8 , hn , 1 oai a cn l si t ajnA r l a lg , ini 0 3 0 C ia o T g I t fT c u C e " 2 Hee nvri fTc n lg, ini 0 10 C ia bi i syo eh oo Tajn3 0 3 , hn ) U e t y
交流 接触器 是 一种适 用 于远距 离频 繁地 接通和 分 断交流 电路 的低 压控 制 电器 ,其 主要 控制 对象 是 电动 机 ,也可用 于 控制 电焊机 、 电容器 组 、 电热 装 置 、照 明设备 等其 它负载 。交流接 触器 的工 作原 理
流接触 器 的节 能运 行方 案具有 重要 的经济 意义 。
Ab t a t AC o t c o sa o ne g a i g t c no o y t e uc h i o r t l c r m a n t y t m lc rcpo rc n u e . nto sr c: c n a t r d pt e r y s v n e h l g r d e t e r pe a i e e to g e i s se e e ti we o s m d I r — o ng c d c i n wa d h i e hn c l nd x o ne g a i gAC o t c o s h v n n l z dAC o t c o n r y l sme h n s h v n u to s ma e t t ema n t c i a e fe r y s v n o i c na t r, a iga ay e c n a t r e g c a im, a i g e os g v n o te e g s v ng o e a i n p a n a u e , n sp i t d o tt a ts o l c o d n o e e g a n rn i l ,t o i i e u n r y a i p r t l n a d me s r s a d i i o n e u h ti h u d a c r i g t n r y s vi g p i c p e o c mb ne o t mi r r c s o o to c n o o c ry o ti t l g n p n r y s v n c op o e s r n l e h ol g t ar u e l e t y e e e g a i g AC o t co t d . c r t y n i t c n a t rsu y Ke wor : y ds AC o t c o ; n r a i g t c o o y e e ti i a i g r to r sd l a n t y ; c n a t r e e g s v n h l g ; lc c t s v n a i ; e i ua g e i t pe DC p r to y en r y m c o eain维普资讯 http://交流接触器的节 能技术
交流接触器节能专用芯片的设计与实现
Smart Grid 智能电网, 2011, 1,7-11Design and Implementation of an Energy Saver IC forAC ContactorChen Ding1, Yan Han1, Cheng Peng1, Zhen-Qi Fan1, Xing-Gan Guo21Department of Information Science and Electronic Engineering, Zhejiang University, Hangzhou, 310027, China;2Hangzhou Huahang Electronics Company, Hangzhou, 310027E-mail:hany@Abstract: When medium and large-capacity AC contactors are working, the AC current flowing through the contactor coil is consume some energy. Meanwhile it is producing a great electromagnetic noise, increasing the coil temperature rise and shortening the life of AC contactor. This paper analyzes the power consumption of AC contactor. According to AC contactor’s characteristics of strong magnetic to pull in and weak magnetic to hold, changing the electromagnetic system form AC operation mode to DC, using the technology of changing the duty cycle automatically, we develop and design an intelligent energy saver ASIC chip ZDLX for AC contactor. The chip fabricated in a 0.5 um mixed-signal CMOS process of Shanghua in Wuxi. The test results confirmed that output signals of the chip meet the design requirements, and the power consumption of AC contactor decline almost 90% (10% of the original) with the chip and application circuit. Therefore, ZDLX can greatly reduce the power consumption of AC contactor greatly, and has important economic and social benefit.Keywords: AC Contactor; Energy Saver; Asic Chip交流接触器节能专用芯片的设计与实现丁晨1,韩雁1,彭成1,范镇淇1,郭行干21浙江大学信电系微电子与光电子研究所,杭州,3100272杭州华杭电子电器公司,杭州,310027E-mail:hany@摘要:大中型交流接触器在正常工作时,交流电通过交流接触器的线圈会消耗一定的能耗,同时会产生较大的电磁噪声,还会增大线圈温升,缩短交流接触器的使用寿命。
交流接触器节电器的工作原理
交流接触器节电器的工作原理[工程] 收藏转发至天涯微博悬赏点数10 该提问已被关闭2个回答匿名提问2009-02-27 15:28:35交流接触器节电器的工作原理最佳答案mihu3032009-02-27 15:29:11交流接触器的节电是指采用各种节电技术来降低其操作电磁系统吸持时所消耗的有功功率和无功功率。
交流接触器广泛应用于低压电路中,是一种使用安全,控制方便,各种性能都较理想的低压电器。
交流接触器的操作电磁系统一般采用交流控制电源。
我国现生产的额定电流在63A及以上的大、中容量交流接触器,其操作电磁系统在吸持时消耗的有功功率在数10W~100W之间;消耗的无功功率则在数十瓦至数百瓦之间。
所耗有功功率的分配大致为:铁心65%~75%,短路环25%~30%,线圈仅占3%~5%。
大、中容量交流接触器的操作电磁系统采用节电技术,是将其操作电磁系统由原设计的交流操作改为直流吸持或无激磁电流吸持,可节省铁心和短路环中占绝大部分的损耗功率,从而取得较高的节电效益。
一般有功功率节电率可高达85%以上,有的竟可超过95%。
虽然大、中容量交流接触交流操作电磁系统吸持时消耗的有功功率平均每台仅约为50W,但由于其是量大面广的低压控制电器,全国正在运行的可采用节电技术的大中容量交流接触器以百万台计。
如采用节电技术后,每年可节约相当可观的电能。
交流接触器采用节电技术具有较高的节电效益,还可降低和消除噪声,降低线圈的温升和延长其使用寿命,故受到用户的欢迎,很快得以推广应用,并取得较大的发展。
来源:交流接触器节电技术的发展传统交流接触器是基于“通电吸合,带电保持,断电释放”的工作原理之上的,为实现其工作工艺过程,设计和采用了相应的结构,运行过程中,铁心和短路环中的磁滞损耗和涡流损耗占总能耗的90%以上,且功率因数低,噪声大,线圈温升高,加大了电网线路上的电能损耗,降低了接触器线圈的使用寿命。
为改善这种运行状况,国务院早在1981年(1981)56号文发布的节电指令第2号文中就指令要实施交流接触器节电措施。
用于交流接触器的节能模块
用于交流接触器的节能模块1交流接触器运行中的问题交流接触器是一种应用广泛的控制电器,主要用于控制电动机等用电设备的运行和停止,普通的交流接触器在吸合后,交流接触器的线圈里仍然通着交流电,功耗比较大,所以线圈发热、噪声大比较普遍,不仅浪费电能而且线圈的绝缘容易老化使交流接触器的寿命缩短。
2交流接触器节能模块的功能与使用效果在普通交流接触器上使用节能此模块后,交流接触器吸合状态下功耗大幅降低,线圈温度也会大幅降低,可以使接触器的线圈的绝缘层不因为高温而老化,从而延长接触器的使用寿命。
交流接触器吸合状态下噪音大幅降低,改善接触器使用场所的环境条件。
普通交流接触器一般只能在线圈额定电压85%~110%的范围内工作,当线圈两端电压高于额定电压的110%时,交流接触器线圈有可能会因为发热而烧毁,在接触器上加装此模块后,交流接触器承受电压波动的能力增强,在操作电源电压过高的情况下,交流接触器线圈也不会因为发热而烧毁。
加入该模块后使接触器吸合的声音清脆有力,吸合状态下的电流仅为不加装模块时的10%~40%,节电率为90%~60%。
而且接触器吸合后的噪音降低,长时间使接触器保持吸合,接触器线圈表面无明显的温升,甚至还有凉的感觉,对CJ20-400A接触器试验,未加节能模块(线圈电压220V)接触器在吸合后达到稳定状态时的电压为220V、电流为0.615A、噪音为52.5dB、温度为105.2℃,安装模块后,达到稳定状态时的电压为220V、电流为0.184A、噪音为36.6dB、温度为26.8℃,视在功率的节电率为70%;由以上试验可以看出:在接触器线圈回路里加装QCJ交流接触器节能延寿模块后,接触器的电流、噪音、温升均大幅下降,证明模块对交流接触器具有减小线圈回路电流、降低噪音、降低温升的作用。
现在在康保县所有路灯已经安装了该模块,彻底解决了接触器晚上工作时噪声对居民的干扰,节省了大量电费。
3交流接触器节能模块的安装应用在模块的顶部有两个输入接线端子,下部两侧各有两个输出导线,将模块下部的两根输出导线接交流接触器线圈的接线端(A1、A2),将模块顶端的输入接线端接交流接触器的控制电路见图1。
交流接触器节能电路
交流接触器节能电路
沟通接触器是沟通电动机掌握电路中的主要部件,它在工作时,铁心损耗与短路环损耗占电磁系统有功消耗的绝大部分,线圈铜损耗仅4%左右。
本例介绍的沟通接触器节能电路,是将沟通接触器改为沟通起动、直流爱护吸合的工作方式,使其铁心损耗和短路环损耗降至最低,从而节省了电能。
电路工作原理
该沟通接触器节能电路由续流二极管VD、电解电容器C、复合起动按钮Sl、停止按钮S2和沟通接触器KM组成,如图所示。
接通电源,按下起动按钮S1时,沟通220V(或380V)电压经Sl的常开触点和S2的常闭触点加至沟通接触器KM的线圈上,使KM通电吸合,其常开掌握触点接通,主掌握触点将负载(电动机)的工作电源接通,帮助掌握触点将电容器C接人电路中,C开头充电。
松开Sl 后,Sl的常闭触点接通,常开触点断开,C的充电电流使KM维持吸合状态,同时续流二极管VD通过Sl和S2并接在KM线圈的两端。
此后,沟通电源在正半周朔间对电容器C充电,在负半周期间C通过VD放电,使KM始终保持小电流吸合状态。
元器件选择
C选用耐压值为400V的铝电解电容器。
VD选用lN5408型硅整流二极管。
S1选用复合式(动合触点和动断触点各一组)按钮;S2选用动断(常闭)
式按钮。
KM应依据工作电源和电动机的功率合理选用。
解析交流接触器节能技术
吸合
吸持
电压
接触器能够在85% ~110%US的额定电压值吸合;在20%~75%US的额定电压值释放。
动作电压值可调整,改变脉冲直流电路其脉冲宽度,或者调整吸合、吸持线圈阻抗,就可调节高吸动电压值和低吸持电压值,使之调整为所配交流接触器操作电磁系统要求最佳值。
延时
功能
接触器本身常闭辅助触点来完成自动转换延时。缺点占用接触器本身常闭辅助触点。
目前我国节电型交流接触器已经有一定的市场,但还不够普及,传统型交流接触器目前在用户使用上占主导地位。主要原因是节电型接触器价格较贵,用户在一次性投入上还不能接受,有待于国家在节能型接触器的推广上加大政策力度,促进节能型接触器的广泛应用。
表2 传统接触器与节电后的节能对比
节能前后对比接触器型号
节能
方面
不节能。而且因为接触器线圈的温升导致接触器使用寿命的下降,增加企业运行成本。
采用低损耗控制电路,直流供电方式将无功损耗变为有功输出,使节能达95%以上,节省大量电力资源,也为用户带来可观的经济效益;采用节电技术,使原接触器使用寿命增加2倍,为企业节省使用接触器的成本。
节电产品分类
节能前消耗功率
节能后消耗功率
节能效率
年节电量
Kwh
吸合
交流接触器节电综述(二)
的衰 减 , 故其静 态 吸 力特 性要 比直 流时平 坦些 。 图 1 5示 出 C 1 — 0 J 2 6 0转动 式 交 流接 触 器操 作线 圈 分 别为 交 流和直 流 的吸 力特性 , 以看 出 , 可 在起 动吸 力相 同的情 况下 , 直流 时 的吸 力特性 要 比交流时 陡
3节 电技 术 对 交 流 接 触 器 性 能 的 影 响 交 流接 触器 采 用节 电技 术 只是 将 其操作 电磁 系统 的 电流 由交流 改 为直 流 , 故主 要应从 其 交 、 直
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
转 矩
( g m k .)
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流吸力特性 的差异来 分析 节 电技术对 交流接触 器性
能的影 响 , 同时还 应分析 节 电操 作 由吸动 到吸持不 同的转换情 况对交 流接 触器 闭合性 能 的影响 。
Ke r s AC c n a t ; y wo d : o t c or
p we a i g t c n q e o rs v n e h i u ;
p e e ts t a i n o o u t r s n iu to n pr d c ;
d v l pme t e eo n
维普资讯
江苏电器
(02N .) 2 0 o 3
交 流 接 触 器 节 电综 述 ( ) 二
刘炳彰 林 李 杰
上 海 电器科 学研 究所 ( 0 0 3) 浙 江省 乐清 市 飞跃开 关厂 ( 2 6 4) 2 06 3 50
新一代智能型节能接触器研究及实现
新一代智能型节能接触器研究及实现可行性研究报告一、立项的背景和意义交流接触器是一种适用于远距离频繁地接通和分断交流主电路及大容量控制电路的低压电器,是低压电气系统中使用最广泛的设备之一,生产和应用市场非常成熟。
国内主要生产厂家有正泰、德力西及我们的合作单位等,国际生产厂家有ABB、西门子、施耐德、富士等,目前国内厂家生产的绝大部分是传统电磁式交流接触器,07年总产值为47.6亿元,现场工作的保有量超亿台。
本项目研究的“新一代节能交流接触器”比传统交流接触器节电95%以上,其节能效果非常明显。
表1 CJ20 系列交流接触器吸持功率和年耗电量注:年耗电量按1天工作8 h,1年工作300 天计算一台大、中容量的传统交流接触器的吸持功率为几十伏安至几百伏安,年耗电量为数百度,如表1所示。
采用本项目研究的节能技术的新一代交流接触器,吸持功率为几伏安,如表2所示。
按照现场工作的保有量1亿台、每台年可节省电能按100度计算,每年可节省电量100亿度,直接经济价值50亿元,间接经济价值、环保意义和社会价值就更大了。
表2 新一代节能型交流接触器吸持功率和年耗电量另外,本项目研究的新一代交流接触器除节能效率高外,还有如下优点:①具有寿命长、可靠性高以及无声的特点;②体积小、重量轻,比同规格的传统交流接触器重量减轻1/2,对应体积也大大缩小,硅钢片等黑色金属消耗量减少45%左右;同时,能耗的降低带来的电磁系统优化设计以及吸反力特性的最佳配合降低了触头烧损量,可使铜、银有色金属消耗量减少44%左右;③采用先进的电子控制技术,两个临界电压接触器动作无抖动,控制过程不占用任何辅助触头,模块性强,接触器动作特性可靠, 吸合、释放动作迅速;④智能化功能,由于采用了微电子技术,增添一些对接触器主电路的保护功能,包括欠电压保护、过电压保护、相序保护、缺相保护和漏电保护等,以及动作电压阈值可调及网络通讯及控制等功能;⑤预计批量推广后,新一代节能接触器的市场价格仅为国外同等产品的20%-50%(国外相同节能型产品的市场价格为国内同等规格的传统接触器的4-6倍)。
交流接触器节电器的工作原理
交流接触器节电器的工作原理[工程] 收藏转发至天涯微博悬赏点数10 该提问已被关闭2个回答匿名提问2009-02-27 15:28:35交流接触器节电器的工作原理最佳答案mihu3032009-02-27 15:29:11交流接触器的节电是指采用各种节电技术来降低其操作电磁系统吸持时所消耗的有功功率和无功功率。
交流接触器广泛应用于低压电路中,是一种使用安全,控制方便,各种性能都较理想的低压电器。
交流接触器的操作电磁系统一般采用交流控制电源。
我国现生产的额定电流在63A及以上的大、中容量交流接触器,其操作电磁系统在吸持时消耗的有功功率在数10W~100W之间;消耗的无功功率则在数十瓦至数百瓦之间。
所耗有功功率的分配大致为:铁心65%~75%,短路环25%~30%,线圈仅占3%~5%。
大、中容量交流接触器的操作电磁系统采用节电技术,是将其操作电磁系统由原设计的交流操作改为直流吸持或无激磁电流吸持,可节省铁心和短路环中占绝大部分的损耗功率,从而取得较高的节电效益。
一般有功功率节电率可高达85%以上,有的竟可超过95%。
虽然大、中容量交流接触交流操作电磁系统吸持时消耗的有功功率平均每台仅约为50W,但由于其是量大面广的低压控制电器,全国正在运行的可采用节电技术的大中容量交流接触器以百万台计。
如采用节电技术后,每年可节约相当可观的电能。
交流接触器采用节电技术具有较高的节电效益,还可降低和消除噪声,降低线圈的温升和延长其使用寿命,故受到用户的欢迎,很快得以推广应用,并取得较大的发展。
来源:交流接触器节电技术的发展传统交流接触器是基于“通电吸合,带电保持,断电释放”的工作原理之上的,为实现其工作工艺过程,设计和采用了相应的结构,运行过程中,铁心和短路环中的磁滞损耗和涡流损耗占总能耗的90%以上,且功率因数低,噪声大,线圈温升高,加大了电网线路上的电能损耗,降低了接触器线圈的使用寿命。
为改善这种运行状况,国务院早在1981年(1981)56号文发布的节电指令第2号文中就指令要实施交流接触器节电措施。
浅谈交流接触器节能的方法
场对 磁体进 行 充磁 。在 交流 电 中 ,电动 势为 正渡 弦 有 功功率 , 且基本 上 不消耗 无 功功率 。目前我 局有 而 形 , 电磁铁 衔铁 中每次 半波 充磁 后 均产 生剩 磁 , 在 但 大量 接触 器需 改 造 , 能 潜力 相 当 巨大 , 取节 能 措 节 采
在 另一 个 反向半 波充 磁 时 ,要 消耗很 大 的能量 抵 消 施后 可收 到 :
原 来 的磁场 , 并且建 立新 的磁 场 。由于这 种 不断 的变
1线圈 功耗 降至原 先 的l%以下 , . 5 功耗 降低线 圈
换 , 失 了许 多 能 量 , 损 而且 还 要 产生 感 性 无 功 , 降低 不会 因运 行 中积聚 的热量 而烧毁 ,使 用寿 命将 大大
电网供 电质 量 。 由于磁 滞 、涡流 和短 路环 能 的 意 义 与重 要
性
根据 有关 部 门统 计 , 目前 全 国有 约4 O 万 只交 OO
流接 触 器需进 行 节 电改造 , 改造 后 , 国每年 可节 电 全 lo o 亿千 瓦时 。国务 院在 18 年5 号 文件 发布 的节 电 91 6
二、 交流 接 触 器 节 电的探 讨
电容 损坏 的另 一个原 因是 B 5 触 器 4接 2电子式 : . 电子 式有可 分为 : , 电 流式 , 用 高 长期 运行 分析 , A_、 J 采 当接触 器振 动刚 , 主触 头也 产生5 赫 其 O 匝数线 圈 , 以大 电流启动 , 行 中串人 大 功率 大阻值 振动 造成 的 。 运
维普资讯
节 约 用
电 1
嚣 谈 交 接 触 器 ・
始 的 法
宋 国超
一
、
交流 接 触 器 在 我 局 的 使 用现 状
浅谈交流接触器运行及无声节能控制
浅谈交流接触器运行及无声节能控制恩施供电公司发电工区(445000) 陈尧君摘要:本文通过对交流接触器交流运行的特点分析,针对农村小水电站使用的交流接触器交流运行噪音大,又浪费电能的分析,提出了利用废旧物品,自己动手将交流运行改为交流启动,直流保持的运行方式,这样克服了交流运行时噪音大,浪费电能的情况,并且在试运行中取得了满意的效果,对基层电气工作人员提供了一种节能消噪的方法,为企业节能降耗提供了一种思路。
关键词:交流运行交流启动直流运行噪音节能降耗引言农村小水电站特别是有一定历史的电站,使用交流接触器较多。
一个电站可以随便找十几只交流接触器,CJ12B——250/3,交流运行噪音大,浪费电能较大,而CJ10—100的交流接触器的数量之多,低压配电屏上每条电源大多是用CJ10—100型的接出三相电源,可见使用数量之多,用交流运行,噪音之大,值班人员容易疲劳,浪费电能之多,并且维护量大,线圈容易发热导致烧坏,给企业增加了开支。
为了改善工作环境,提高经济效益,本文提出了交流启动、直流保持的控制100A及以上的接触器来消噪,节能的方式。
一、交流接触器的用途及特点交流接触器是电力拖动和自动控制系统中应用最普遍的一种电器,它作为执行元件可以远距离频繁地自动控制电动机的启动和运转、反向和停止。
根据产品的容量等级,能短时接通和分断超过数倍额定电流的过负载,每小时可以带电操作1200次,具有使用安全、价格较低等优点,故在工矿企业、交通运输及自动控制系统中应用非常广,但也存在噪声大、寿命短等缺点。
二、交流接触器的动作原理及结构交流接触器的结构:触头系统、灭弧系统、磁系统、躯壳或支持部分、辅助触头。
交流接触器的动作原理是通过套在磁轭(或铁芯)上的电磁线圈通过电流产生磁势吸引活动的衔铁,直接或通过杠杆原理使动触头与静触头接触,接通电路,线圈失电后靠弹簧的反力使动触头恢复原位,从而分断电路。
三、交流接触器在交流控制中产生噪音的原因交流接触器在交流控制运行时,铁芯上产生振动发出噪声。
交流接触器的相关节能要求
交流接触器的相关节能要求
随着全球能源紧张和环境保护意识的增强,节能已经成为各行各业的重要任务。
交流接触器作为电力系统中常用的开关设备,也有其相关的节能要求。
首先,在选用交流接触器时,要选择具有较低电阻和较高导电性能的产品。
因
为这些特性可以降低接触器本身的能量损耗,并且减少热量和电能的浪费。
其次,交流接触器应具备高效的热量散发能力。
高效的散热系统可以有效地降
低接触器的温度,减少能源的消耗,并延长接触器的使用寿命。
同时,散热器的设计也应减少噪音和空气污染。
此外,优化接触器的激磁电路也是提高能效的重要手段。
合理设计电磁线圈和
磁路,减小电流损耗和磁滞损耗,提高能量转换的效率,从而实现节能的目标。
另外,交流接触器还可以通过引入电子开关技术来提高能效。
采用电子开关替
代传统的机械开关,可以避免机械磨损和接触器接点的氧化,从而减少能量的损耗。
综上所述,为了满足交流接触器的节能要求,我们应该选择具有低电阻和高导
电性能的产品,提高散热效果,优化激磁电路,引入电子开关技术等。
这些措施将有助于减少能源的消耗,降低工作温度,延长接触器的使用寿命,并提高整个电力系统的能效。
交流接触器能效水平
交流接触器能效水平交流接触器是一种常用的电气控制元件,广泛应用于工业生产和民用领域。
它具有开关电流大、可靠性高、寿命长等特点,在电气系统中起到重要的控制作用。
然而,随着节能环保意识的提高,交流接触器的能效水平也成为了人们关注的焦点。
交流接触器的能效水平主要体现在两个方面:能耗和效率。
能耗是指交流接触器在工作过程中消耗的电能,而效率则是指交流接触器在电能转换过程中的能量损失。
提高交流接触器的能效水平,就是要在降低能耗的同时提高效率,实现更加节能环保的电气控制。
为了提高交流接触器的能效水平,可以采取以下几个方面的措施。
优化交流接触器的设计。
通过改进接触材料、接触结构和导电部件等,减少接触电阻和电流损耗,提高接触器的导电性能。
同时,合理设计电磁系统,提高磁路传导效率,降低电磁激励能耗。
采用高效的控制电路。
传统的交流接触器控制电路中常常存在较大的电流波动和功率损耗,影响了整体的能效水平。
可以通过采用先进的控制技术,如Pulse Width Modulation(PWM)技术,实现对交流接触器的精确控制,减少功率损耗。
合理选择适用的交流接触器。
在实际应用中,不同的负载对接触器的要求不同,需要根据具体情况选择合适的交流接触器。
例如,对于高电流负载,可以选择带有电弧熄灭装置的交流接触器,以减少电弧对接触器的损伤和能源浪费。
定期检测和维护交流接触器也是提高能效水平的重要环节。
定期检测可以及时发现接触器的故障和异常情况,及时进行维修或更换,避免因故障而造成能源的浪费。
同时,定期的维护工作也可以保证接触器的正常运行和长久的使用寿命。
提高交流接触器的能效水平是一个综合性的工作,需要从设计、控制、选择和维护等多个方面入手。
通过合理的设计、优化的控制电路、适用的选择和定期的检测维护,可以实现交流接触器的节能环保,提高整个电气系统的能效水平。
这不仅符合节能减排的要求,也能够降低企业的能耗成本,实现可持续发展。
交流接触器节能技术的应用 廖功龙
交流接触器节能技术的应用廖功龙发表时间:2018-10-01T15:57:41.627Z 来源:《基层建设》2018年第26期作者:廖功龙[导读] 摘要:交流接触器采用节能技术来降低其操作电磁系统所消耗的电功率。
东莞市中汇瑞德电子股份有限公司东莞市 523711 摘要:交流接触器采用节能技术来降低其操作电磁系统所消耗的电功率。
介绍了节能交流接触器的主要技术指标,分析了交流接触器能量损耗机理,给出了节能运行方案及措施。
指出应根据节能原理,结合微机控制技术进行智能型节能交流接触器的研究。
关键词:交流接触器;节能技术;节电率;剩磁式;直流运行交流接触器是一种适用于远距离频繁地接通和分断交流电路的低压控制电器,其主要控制对象是电动机,也可用于控制电焊机、电容器组、电热装置、照明设备等其它负载。
交流接触器的工作原理简单,品种繁多,工作性能好,使用量大,使用面广。
电力系统中有相当比例的电能是通过交流接触器分配到各种用电设备上的。
大、中容量的交流接触器在吸持时消耗的有功功率为几十瓦甚至上百瓦。
国内正在运行的大、中容量交流接触器数量很大,随着工业和电力的发展其使用量还在不断增加,年耗电量是非常可观的。
所以,对大、中容量的以不间断工作制、八小时工作制工作或不频繁操作的交流接触器应该采用节电技术。
从长远的角度看,研究交流接触器的节能技术并推广应用交流接触器的节能运行方案具有重要的经济意义。
1交流接触器的节能原理低压电器的节能技术主要是指通过对低压电器进行技术改造,使之在运行期间消耗的能量降低,最终使运行费用降低。
通常用综合经济效益来衡量节能技术成功与否,通过技术改造,产品成本可能会略有增加,当成本增加量小于节能费用时,可认为该项节能技术是成功的。
交流接触器的节能是指采用节能技术来降低其操作电磁系统所消耗的电功率。
对交流接触器采用节能技术,是对交流接触器外附无声节电器或者制作节能型交流接触器。
交流接触器的电磁系统采用交流控制电源。
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第11卷第3期中国水运V ol.11
N o.3
2011年3月Chi na W at er Trans port M arch 2011
收稿日期:5
作者简介:丁韵吉,上海市城市排水有限公司机修安装分公司。
降低交流接触器功耗的研究
丁韵吉
(上海市城市排水有限公司机修安装分公司,上海200331)
摘
要:交流接触器广泛用作电力的开断和控制电路,例如风机和水泵等。
交流接触器按操作方式可分为电磁式和
气动式两种。
本次研究所使用的交流接触器其型号是CJ 12-600(电磁式交流接触器)。
关键词:电磁系统;交流电源;电磁吸力;接触器中图分类号:TM 572
文献标识码:A
文章编号:1006-7973(2011)03-0094-02
交流接触器利用主接点来开闭电路,用辅助接点来执行控制指令。
主接点一般只有常开接点,而辅助接点常有三对具有常开和常闭功能的接点。
从而起到远程控制或弱电控制强电的功能。
一、交流接触器结构
接触器主要由电磁系统、触点系统、灭弧系统及其它部
分组成。
①电磁系统:电磁系统包括电磁线圈和铁心,是接触器的重要组成部分,依靠它带动触点的闭合与断开。
②触点系统:触点是接触器的执行部分,包括主触点和辅助触点。
主触点的作用是接通和分断主回路,控制较大的电流。
③灭弧系统:灭弧装置用来保证触点断开电路时,产生的电弧可靠的熄灭,减少电弧对触点的损伤。
④其它部分:有绝缘外壳、弹簧、短路环、传动机构等。
二、工作原理
当接触器电磁线圈不通电时,弹簧的反作用力和衔铁芯的自重使主触点保持断开位置。
当电磁线圈通过控制回路接通控制电压(一般为额定电压)时,电磁力克服弹簧的反作用力将衔铁吸向静铁心,带动主触点闭合,接通电路,辅助接点随之动作。
三、交流接触器一般控制线路存在的问题图1是交流接触器一般控制线路。
图1交流接触器控制线路图中交流接触器存在功耗不合理的问题。
就是当动静触头闭合时其线圈需要的闭合电流很大,但当触点闭合后其线圈所需要的维持电流却很小,而普通线路图中的交流接触器只有一套供电装置,只能提供动静触头线圈的闭合电流,而
不能提供其较小的维持电流,所以,在接触器动静触头闭合后,继续供给通电线圈闭合电流就造成了电能的浪费。
再则流过线圈中的电流是交流50HZ 的,该电流每秒反向50次,接触器铁心中的磁通是交变的。
所以当磁通过零时,电磁吸力也为零,吸合后的衔铁在反力弹簧的作用下将被拉开,磁通过零后电磁吸力又增大。
当吸力大于反力时,
衔铁义被吸合。
这样,交流电源频率的变化使衔铁产生强烈
振动和噪声,甚至使铁心松散,这样严重导致使用寿命的缩短。
由此可见,普通的交流接触器两大问题耗能大、噪声大(≥60d B )。
四、研究目的
一般的交流接触器是通过交流电工作,在磁系统调整不好时会出现振动并产生噪音(≥60d B ),运行电流大(>1A )、温升高(≥70℃)和高能耗等问题,严重时还会烧坏线圈。
本次研究的目的旨在于解决上述问题,因此有必要对交流接触器的控制线路进行改造,可以将交流吸持电流改为交流吸合、直流维持,或者采用机械结构吸持、限电流吸持等方法。
较为有效的办法是将交流接触器改为“交流吸合,直流维持”。
交流接触器改为直流运行,其优点很多:可以消除运行时的振动和噪声、降低释放电压,使线圈温升显著降低,从而延长了接触器的使用寿命。
因此,将交流接触器改为直流运行,对安全生产和节约用电都有较大的实际意义。
其工作过程分为三个过程:
1.接触器铁心吸合过程:当按下启动按钮QA 时,启动按钮的常开点闭合,交流380V 控制电源通过熔断器RL1→停止按钮TA 的常闭点→外部联锁→启动按钮QA 的常开点→接触器线圈KM →熔断器RL2形成通路,接触器线圈中流过交变电流,接触器铁心正常吸合到位。
其吸合的过程中,线圈中流过的是交流电流,故称“交流吸合”。
2.接触器铁心运行过程:因为接触器线圈得电使得接触器常开触头闭合。
松开启动按钮后,
当交流控制电源在正半轴时,控制电流通过熔断器RL1→停止按钮TA 的常闭点→外部联锁→电容C →接触器的辅助触头→接触器线圈→熔断器RL2形成通路,电容放电,接触器线圈中流过正向电流。
交流控制电源在负半轴时,控制电流通过熔断器RL2→
2011-02-1
第3期丁韵吉:降低交流接触器功耗的研究
95
二极管→启动按钮QA 常闭端→接触器的辅助触头→电容C →外部联锁→停止按钮TA 的常闭点→熔断器RL1形成通路,电容C 充电。
由于线圈本身是一个大电感,而且二极管给线圈提供续流回路,所以线圈中的直流电流比较稳定,不会回到零点接触器铁心及其稳定、安静地保持在吸合状态,从而也就从根本上避免了旧的控制线路中铁心中的交变磁通过零点时引起铁心振动所产生的噪音。
接触器铁心在吸合到位后保持的工作过程中,线圈中流过的直流电,故称“直流运行”。
3.接触器铁心释放过程:按下停止按钮TA ,接触器线圈控制回路被切断,铁心释放,接触器停止工作。
五、实验过程
控制电路的电子器件:两个熔断器(500V 、25A )、一个二极管(IN5408)、两个电容(2u F 、4u F )、一个空气开关。
测量仪器:一个三相数显功率表(能测量交流电压、交流电流、有功功率)、一个直流数显表。
我们把功率表和直流电流表安装在图2
所示电路上。
图2功率表和直流电流表安装示意图
1.交流运行时的平均有功功率的计算公式:P =UICos φ
上电后首先交流接触器给它以交流电380V 工作得到的数据如表1所示:
表1
第一次
第二次第三次第四次U (伏)397.8398.0397.5397.2I (安)1.071 1.068 1.072 1.074P (瓦)
98
97
98
98
通过计算公式得出功率因数Cos φ=0.23
从上述的数据得出的结论是功率因数低,这样就浪费了电能。
2.接下来计算无功功率根据公式:S=UI (VA ),P=UICo s φ(W ),
2
2
Q s p =
(Var )。
S=397.5*1.07=425.33(VA ),P=98(W ),得出Q=413.9(Va r )
当按松开按钮QA 后,线圈KM 上通过的是直流电。
此电流仍能使线圈吸合,说明此改进后的电路能使交流接触器正常工作,直流电流表显示直流电流,我们用万能表测量出线圈KM 上流过的直流电压,再根据公式=U*I 得出KM 线圈在直流运行时的功率如表所示。
表2
第一次
第二次第三次第四次U (伏) 2.83 2.79 2.86 2.81I (安)0.9390.9270.9410.934P (瓦)
2.66
2.59
2.69
2.62
这样循环操作一共作了四次,算出平均值2.64W ,最终得出交流接触器在直流运行时节省了97.75-2.64=95.11W 。
六、能耗损失分析
交流接触器的节电是指采用各种节电技术来降低操作电磁系统吸持时所消耗的有功、无功功率。
交流接触器的操作电磁系统是采用交流控制电源,本实验的交流接触器,在吸持时所消耗的有功功率在一百瓦左右,无功功率在数几百乏左右,一般所耗有功功率铁芯约占40%,短路环约占50%,线圈约占8%,将交流吸持电流改为交流吸合、直流维持,则可以节省铁芯及短路环中所占的大部分功率损耗。
铁磁性物质在交变磁化下,由于其内部的磁畴在不断改变其排列方向时而造成不可逆的能量损耗称为“磁滞损耗”,磁滞损耗转换为热能使铁心的温度升高,这部分能量是从电路中通过磁耦合吸收来的。
其计算公式是
P h =1/102σh GfB
2
式中,σh 是于材料有关的系数,f 是频率50HZ ,B 是最大磁感应强度,G 是铁心质量,P h 的单位为瓦(特)。
铁心线圈在交流电源作用下,产生交变磁通穿过铁心,
使得铁心内部产生感应电动势,从而产生感应电流,铁心内的这种感应电流称为涡流。
涡流所经过路劲是有电阻的,使得铁心发热,这中损耗称为“涡流损耗”。
其计算公式是:
P e =1/104σe G f 2B
2σe 是于铁心的导电率、
钢片厚度及磁通波形有关的常熟,f 是频率50HZ ,B 是最大磁感应强度,G 是铁心质量,P e 的单位为瓦(特)。
磁滞损耗于涡流损耗之和称之为铁心损耗。
在直流电流激励下,铁心磁路是不会产生损耗的,但当交变电流激励时,铁心在交变磁化情况下,由于铁磁性物质的磁滞和涡流现象而产生功率损耗,铁心的这种功率损耗称为铁心损耗,简称铁损。
其公式是
P Fe =P h +P e
由于我们科研小组在技术上没有相应的设备并且理论知识有所缺乏没有能分别求出交流接触器在交流电流下工作三部分的损耗。
不过通过交流功率表和直流功率表我们得出的结论:交流接触器在“交流吸合,直流维持”的工作情况下能节省94%的电能。
七、总结
通过对交流接触器控制电路的改进,交流接触器在通以脉动直流电还能维持铁心的吸合,并且解决了工作噪音、高能耗和温升高的问题。
其正常工作电流就下降了很多。
希望这项研究在技术成熟和运行稳定的前提下今后能推广到各大、中、小型泵站,尤其适应长时间运行的泵站。
P 2。