交流接触器节永磁操作机构的实验

本人试制了接触器的永磁操动机构,向各位请教.
这是接触器的视频连接http://video.fenbei.com/755176
接触器新型双稳态永磁操动机构

本人研制的接触器永磁操动机构有以下优点：
1、有最短的闭合磁路。能最大限度地发挥电磁能量。
2、初始速度高。励磁时，动磁路和电磁铁处于吸合状态，空气间隙最小，磁阻最小，电磁铁和永磁铁的作用力最大，运动速度最快，用于接触器时，有利于提高接触器的刚分速度。
3、结构简单，加工精度要求低，装配工艺简单。
4、配合不同电子线路，可实现不同的动作特性，例如临界吸合时有阻尼和无阻尼，单稳态、双稳态或无稳态（往复电机）。
5、体积小重量轻，我试制的CJ20--250样品，电磁操动部分总重不足1KG。
6、在大容量接触器中应用，成本低于老式结构。整个机械结构不再使用价格昂贵的硅钢片，而代之以普通低剩磁高导磁材料，例如电工铁或低碳钢，所使用的漆包线也大量减少，所以有降低成本的可能。加上电子控制部分，在大容量时，仍有价格优势。
7、由于是电子线路控制，可预留分断信号端子，方便的接入分断控制信号，实现漏电、超压、欠压、缺相、过流等保护功能，发展成模块化多功能产品。
8、根据对出力特性的要求，动磁路的运动特性可以设计成为有阻尼或无阻尼两种状态，仅须改变电路结构，无须改变机械结构。
9、无临界弹跳，可有效提高触头的寿命。老式接触器有两个临界电压。一是临界吸合电压，处于这一电压时，如果执行合闸动作，电磁铁的吸力和电磁铁的撞击力与复位簧和触头压力簧的弹力反复对抗，产生弹跳。二是临界欠压分断电压，处于这种电压时，反力簧、触头压力簧的弹力和电磁铁的吸持保持力互相作用，产生弹跳。这种弹跳，对接触器的触头造成严重烧蚀，直接缩短接触器的寿命。严重时，造成触头融焊，酿成事故。而永磁接触器的分合信号是由电子线路产生的一次性脉冲信号，所以没有上述弹跳，可以减缓触头烧蚀，延长接触器的实际使用寿命。
10、稳态时无噪声，并且稳态时基本不耗电。节电环保的特性，符合国家的产业政策。


与直流续流式节能接触器的比较


该技术的基本原理是：接触器吸合后，给励磁线圈通以直流电，该直流电产生的磁场吸力维持铁心处于吸合状态，由于可用较小电流维持，所以，可达到节电的效果。这种结构可以降低稳态噪音。但不能消除临界弹跳，不能提高分断力和分断速度。
这种结构的缺点是：长期使用后，铁心容易存在强度较高的剩磁，使接触器的分断不可靠。

与剩磁式节能接触器的比较

剩磁式节能接触器的工作原理是：电磁铁的铁心材料是半硬磁材料，电磁线圈通电后，铁心吸合，线圈断电。铁心的剩磁保证铁心保持在吸合状态；需要分断时，给电磁线圈施加与吸合电流极性相反的励磁电流，铁心的剩磁被抵消，铁心在复位簧弹力的作用下复位。由于线圈只是在接触器需要动作时通电，稳态时不需要耗电，所以可以达到节电的效果。这种结构可以消除接触器的临界弹跳，但不能提高接触器的分断力和分断速度。
这种结构的缺点是：很难保证退磁的准确性，如果退磁不够或者退磁磁场强度过高，则铁心会有剩磁。如果剩磁所产生的吸合力大于复位簧的弹力，接触器无法分断。这是不允许的。由于接触器控制电压的波动范围比较大，退磁电压难以准确掌握，所以，精确的退磁也很难掌握。这种结构在实际使用中会出现难度。

与机械锁扣式接触器的比较

机械锁扣式接触器的工作原理是：给接触器动铁心加装机械锁扣。接触器需要吸合时，给电磁线圈通电，铁心吸合，吸合到位后，机械锁扣闭锁，励磁线圈断电。机械锁扣保证铁心保持吸合状态。需要接触器分断时，给机械锁扣装置解锁，铁心靠复位簧的弹力复位，接触器分断。由于励磁线圈在稳态时不通电，所以可以达到节电的目的。这种结构可以消除接触器的临界弹跳，但不能提高接触器的分断力和分断速度。
这种结构的主要弱点是机械锁扣的寿命短，导致接触器的机械寿命难以保证。

与单线圈永磁接触器的比较

单线圈永磁接触器的工作原理是：接触器铁心的动铁心或者静铁心上安装永久磁铁。接触器需要闭合时，给励磁线圈通电，铁心吸合。铁心吸合后，励磁线圈断电。永久磁铁的吸力保证铁心保持吸合状态。当接触器需要分断时，给励磁线圈反向通电，铁心所产生的磁场极性与永久磁铁的极性相同，动静铁心互相排斥，再加上复位簧的弹力的作用，接触器分断。由于在稳态时接触器的励磁线圈不用通电，所以可以达到节电的目的。这种结构可以消除接触器的临界弹跳，无噪音，可以提高接触器的分断力和分断速度。
这种结构的弱点是：接触器的分断状态靠复位簧保持，复位簧的保持力较小，接触器受比较小的外力作用，就有可能转换为吸合状态，这是不允许的。