智能型交流接触器

浅谈智能型交流接触器
智能化的断路器、智能化的电动机保护器、智能化的接触器是低压开关柜和电动机控制中心实现智能化的主要电器元件。

智能断路器就是将智能型监控器的功能与断路器集成在一起，其主要是实现了脱扣器的智能化。

由此断路器的保护功能大大加强，不仅方便地集电流三段保护、断相、反相、过压、欠压、不平衡保护、逆功率保护、接地保护于一身，可做到一种保护功能多种动作特性，而且可显示电压、电流、频率、有功功率、无功功率、功率因数等系统运行参数，具有准确、可靠的系统协调保护的功能。

目前，在供电系统中大量使用软起动器、变频器、电力电子调速装置、不间断电源等装置，使电网和配电系统中出现了大量的高次谐波，而模拟式电子脱扣器一般只反映故障电流的峰值，造成断路器在高次谐波的影响下发生误动作。

带微处理器的智能化断路器反映的是负载电流的真实有效值，可避免高次谐波的影响。

智能交流接触器内置的专用微处理器通过对三相主回路、线圈控制回路的电压、电流信号的采集、处理，动态地优化了接触器的吸合、保持及分断等操作过程，实现了无弧、少弧分断控制，同时兼容了电动机保护器对电动机工作状态的监控及常规接触器与热继电器组合而产生的过载和断相保护功能。

目前，大容量的交流接触器已普遍采用电子和智能控制，特别是带反馈系统的智能交流接触器大幅提高了电寿命及其他性能。

此外，电接触理论近期提出的
触头零电弧侵蚀的新机理，也为接触器的智能分断提供了新的理论依据。

单一智能化低压电器产品还不能充分发挥智能化的优势，只有将其与计算机联网才能将其特点全部发挥出来。

然而以往的通信方式由于结构复杂、安装维护麻烦，难以在电器领域中推广，而现场总线技术的出现正好解决了该问题，它通过一根总线以串行方式将现场设备与上位机连起来，使系统的结构大为简化，同时也在很大程度上降低了系统安装、调试及维护的成本。

多台智能接触器组成接触器阵列，与一台或多台现场监控计算机连接成局域网，并可通过internet与远程计算机连接。

以现场监控计算机为服务器，远程监控计算机作为客户机通过modem登录现场网络，实现对现场智能接触器的管理。

目前，实现低压电器双向通信将成为第四代低压电器的主要技术特征，随着现场总线技术应用于新型智能交流接触器中，使之能够简单地通过一根总线以串行方式与主机相连，通信能力和可靠性都得到了很大的提高，同时为简化系统结构，节约硬件设备创造了条件，因此具有较大的发展空间。

新一代可通信交流接触器将成为智能交流接触器的主要发展方向。

交流接触器的吸合过程是一个动态过程，其动、静触点的吸合速度与线圈电压、电源合闸相角之间的关系变化复杂。

因此在整个线圈工作范围内和所有合闸相角下，很难保证吸合过程中吸力与反力特性达到最佳动态配合。

在这种情况下，动、静铁心闭合时会发生碰撞，引起触点的二次振动。

二次振动不仅加速了触点磨损，而
且可能产生触点熔焊，影响接触器工作可靠性和电寿命。

如将传统的交流接触器与晶闸管开关电路组合而成混合式交流接触器，这种开关电路接通与分断的转换由晶闸管来执行，而接通状态的保持仍由接触器来承担，因而具有无弧、动作时间快、操作频率高、电器寿命长和无噪声等一系列优点。

但同时也有过载、过压能力低，主回路压降损耗大，必须附加散热装置及保护装置等不足之处。

将微处理器和计算机技术引入交流接触器，使交流接触器有了智能化的功能，可以完全克服传统的交流接触器和混合式交流接触器的上述缺陷，提高工作性能指标。

智能化交流接触器具有设置简单、使用可靠、节能控制、在线更改设置和显示功能。

单片机在接到闭合和分断指令时，可以最佳的分断、闭合相角控制三个触点进行分断与闭合，减少火花能量。

智能化交流接触器在工业、煤矿、农业等领域有着广泛的应用前景。

目前，我国工矿企业中电力拖动与控制的继电器—接触器系统中的接触器均为机械非智能型的，一般为交流吸合、交流吸持和随机分断。

分断过程一旦发生，必然有电弧产生，分断过程的唯一要求就是在时间允许的前提下使电弧总能量最小。

对于单相电磁电路，触点通断的最佳时刻应该是主电路电流过零之时；而对于三相电磁电路来讲，如能实现轮流控制三个触点的过零分断，就可以使三相电弧的总能量最小，并使它们有相同的电器使用寿命，从而达到将交流接触器智能化的目的。

总之，在新技术的带动下，交流接触器正向着优异的性能、安
全化的使用、艺术化的外形、节能环保的方向发展，以更高的水平来满足市场的需要。

[参考资料]
1.许志红张培铭《智能交流接触器的研究》[j]（《低压电器》1998）
2.张培铭郑昕《新型智能混合式交流接触器》[j]（《低压电器》2001）
3.陈德桂《低压电器最新技术发展动态》（《中国电工技术学会低压电器专业委员会第十二届学术年会论文集》[c]中国广东2005.1-6）
（作者单位：郑州市技师学院）。