交流接触器节电技术的发展

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。 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。电子技术的广泛应用使得交流接触器的节电技术获得新发展，为了适应交流接触器节电产品发展的需要，我国颁布了国家标准GB8871－1998《交流接触器节电器及其应用技术条件》。为了进一步适应我国能源结构的需要，我国颁布GB8871－2001《交流接触器节电器》取代GB8871－1998，在新标准中，除对应用节电器的节电率、节电器寿命以及电磁兼容性做出规定外，还对温升、保护性能、噪声等性能参数做了硬性要求。对交流接触器节电及无噪声运行技术的研究和应用起到了积极的促进作用。交流接触器节电及无噪声运行技术对交流接触器提出了“瞬时通电吸合，脉流微机机械保持，断电释放”的新工艺原理要求，新交流接触器组采用了线圈和元件组合集成结构，改变其交流运行方式为直流吸合，直流保持运行方式，具有显著的节能（平均节电率85％以上）、消声（25dB以下，人耳听不到声音）、功率因数高（接近1）、线圈温升低等优点。主要表现在以下3个方面。 1）动作电压值可调 应用晶闸管改变其触发角或应用脉冲直流电路改变其脉冲波宽度，均可任意调节高吸动电压值和低吸持电压值，使之调整为配用交流接触器操作电磁系统要求的最佳值。 2）自动转换延时值可调 应用了电子延时转换电路，使由高吸动电压自动转换至低吸持电压的延时成为可调，可与所配用交流接触器固有闭合时间相适应。应用自动延时转换电子线路方案与采用接触器常闭辅助触点转换的方案相比，一则可不需占用接触器本身的常闭辅助触点，二则更重要的是可大大提高交流接触器闭合操作的可靠性。 3）增添保护功能和延时动作功能 电子技术的应用使得节电电路中可很方便地增添接触器主电路保护功能，如欠电压保护、过电压保护、相序保护、断相保护和漏电保护等。这些保护动作，接触器可瞬时断开，也可以延时断开。此外，还可以增添使接触器延时动作闭合的功能。增添的保护和延时动作功能的框图如附图所示。 交流接触器节电产品分类和应用前景 （1）节电产品分类 目前交流接触器节电产品很多，归纳起来主要有以下3大类：节电器、节电线圈和节电型交流接触器。其中节电器按其组成的主要元件的不同可分为：电容器式节电器、变压器式节电器以及改变占空比节电器。节电线圈可分为：双绕组节电线圈，限流电阻式节电线圈，双绕组自转换节电线圈以及定位转换节电线圈。节电型接触器主要 有：加装节电器或换成节电线圈交流接触器、机械锁扣式节电型交流接触器以及剩磁或永磁吸持式节电型交流接触器3种结构类型。 （2）节电产品应用经济性分析 增添节电器和节电线圈等交流接触器的外附装置，是需要费用投入的。其所增加的费用，与配用交流接触器的额定电流值有关，电流越大，价格就越高。一般费用在30～100元之间。此外，具有自转换功能，即不需要占用交流接触器辅助触头者的价格相对也要高些。有些生产厂在采用节电技术时，还将原交流接触器的铁心材料改为钢板，并取掉短路环，重新设计线圈参数，可节约用铜量。这样基本上可以做到采用节电技术后的节电型交流接触器与非节电型普通交流接触器价格相近，受到广大用户的欢迎。采用节电技术并具有保护功能的产品，所需增加的费用要超过100元。 采用节电技术的交流接触器所需增加的费用，对于不间断运行的情况下，约需1～2年能够收回。交流接触器的额定电流越大，其回收周期越短。