Einführung in drei Spulensteuerungsmethoden von Gleichstromschützen

Einführung in die drei Typen basierend auf ihren Spulensteuerungsmethoden: Einzelspulensteuerung, Doppelspulensteuerung und energiesparende Platinensteuerung (dh PWM-Steuerplatine + Einzelspulensteuerung). Dieser Artikel vergleicht die Struktur, das Funktionsprinzip und die Energieverbrauchseigenschaften von Gleichstromschützen mit Einzelspulen-, Doppelspulen- und PWM-Steuerungsmethoden und analysiert deren Vor- und Nachteile sowie ihre Anwendbarkeit.

Zu den Hauptkomponenten eines Einzelspulen-Gleichstromschützes gehören eine einzelne Spule, ein Federrückstellmechanismus und ein Kontaktsystem. Sein Funktionsprinzip besteht darin, dass bei kontinuierlicher Erregung der Spule ein Magnetfeld erzeugt wird, das den Anker nach oben bewegt und den beweglichen Kontakt in die Nähe des stationären Kontakts bringt. Der normalerweise offene Kontakt wird angeschlossen. Wenn die Spule stromlos ist, verschwindet die elektromagnetische Saugkraft, wodurch der bewegliche Kontakt in seine ursprüngliche Position zurückkehrt, sodass der normalerweise offene Kontakt getrennt wird.

Als Kernkomponente von Leistungssteuerungssystemen wirken sich Leistung und Energieverbrauch von Gleichstromschützen direkt auf die Systemeffizienz aus. Im Allgemeinen können Gleichstromschütze als intakt mit feststehendem Kontakt klassifiziert werden. Wenn die Stromversorgung unterbrochen wird, stellt sich die Feder zurück und die beweglichen und feststehenden Kontakte trennen sich. Die Hauptnachteile von Einspulen-Gleichstromschützen sind folgende:

① Im Allgemeinen ist der Energieverbrauch relativ hoch, dh P = I⊃2; * R (bei Vollstrombetrieb I = Us / R), daher ist der Spulentemperaturanstieg eines Einspulen-Gleichstromschützes normalerweise am höchsten.

② Wenn der Spulensteuerkreis eines Einzelspulen-Gleichstromschützes stromlos ist, wird eine große elektromotorische Gegenkraft erzeugt. Bei Gleichstromschützen mit einer Steuerspannung von 12 V DC oder 24 V DC werden im Moment der Spulenabschaltung Hunderte Volt Sperrspannung erzeugt. Die übliche Lösung besteht darin, eine Freilaufdiode parallel zum Spulensteuerkreis zu schalten (diese Methode führt normalerweise zu einer längeren Freigabezeit der Hauptkontakte, wenn das Gleichstromschütz stromlos ist, daher wird häufig eine TVS-Diode oder eine Freilaufdiode in Reihe mit einer Zenerdiode parallel zum Spulensteuerkreis verwendet).

③ Der Betriebsspannungsbereich der Spule (Us) ist klein, im Allgemeinen 85 % Ue bis 110 % Ue (Ue stellt die Nennbetriebsspannung des Produkts dar).
Die Hauptvorteile von Einspulen-Gleichstromschützen sind niedrige Herstellungskosten und eine hohe Beständigkeit gegen elektromagnetische Störungen (EMV).

Der Hauptaufbau eines Doppelspulen-Gleichstromschützes besteht aus einer Startspule (Hochstrom), einer Haltespule (Niedrigstrom), einer Schaltungsschaltsteuerplatine, einem Federrückstellmechanismus und einem Kontaktsystem. Sein Funktionsprinzip besteht darin, dass beim ersten Einschalten der Spule die Startspule und die Haltespule parallel geschaltet und gleichzeitig erregt werden, wodurch ein starkes elektromagnetisches Feld erzeugt wird, um eine ausreichende anfängliche elektromagnetische Kraft bereitzustellen, die etwa 130 ms anhält. Anschließend schaltet die Schaltkreis-Steuerplatine die Startspule ab, so dass nur die Haltespule kontinuierlich in Betrieb bleibt und ein geeignetes Magnetfeld bereitstellt, um den normalen geschlossenen Zustand des Produkts aufrechtzuerhalten. Die Hauptnachteile eines Doppelspulen-Gleichstromschützes sind folgende:

① Die Startleistung ist relativ hoch, wird als P_start bezeichnet und erfordert daher ein Netzteil mit hoher Kapazität.
② Die Herstellungskosten eines Doppelspulen-Gleichstromschützes sind relativ hoch, was hauptsächlich auf die Komplexität des Spulenmontageprozesses und die zusätzliche Steuerplatine für die Schaltkreisumschaltung zurückzuführen ist.
③ Der Betriebsspannungsbereich der Spulen (U_s) ist klein und liegt typischerweise zwischen 85 % U_e und 110 % U_e (U_e stellt die Nennbetriebsspannung des Produkts dar).
Der Hauptvorteil eines Doppelspulen-Gleichstromschützes besteht darin, dass der Stromverbrauch während des Dauerbetriebs der Spulen niedrig ist, was als P_hold bezeichnet wird, und dass keine nennenswerte Rückspannung erzeugt wird (die von der Schaltungsschaltsteuerplatine unterdrückt wurde).

Zu den Hauptstrukturkomponenten des DC-Schützes mit Energiesparplatine gehören eine einzelne Spule, eine Steuerplatine für den PWM-Schaltkreis, ein Federrückstellmechanismus und ein Kontaktsystem. Sein Funktionsprinzip besteht darin, dass die Spule während der Startphase mit voller Spannung versorgt wird (die Startphase dauert ca. 130 ms) und während der Haltephase der Strom durch Anpassung des Arbeitszyklus des Spannungsausgangs (PWM-Pulsweitenmodulation) reduziert wird. Die Hauptnachteile des Energiesparplatinen-Gleichstromschützes sind folgende:

① Der Startstromverbrauch ist im Allgemeinen hoch, dh Pstart (während der Startphase), sodass die für den Betrieb erforderliche Stromversorgungsleistung relativ groß ist.
② Die Herstellungskosten des DC-Schützes der Energiesparplatine sind relativ hoch, was hauptsächlich auf die komplexe Verarbeitung der Spulenbaugruppe und die Hinzufügung der Energiespar-Steuerplatine zurückzuführen ist.
③ Die Fähigkeit zum Schutz vor elektromagnetischen Störungen (EMV) ist schwach, hauptsächlich weil sich auf der energiesparenden Steuerplatine mehrere neue ICs befinden und sie auf Softwareprogrammsteuerung beruht.

Die Hauptvorteile des DC-Schützes der Energiesparplatine bestehen darin, dass der Energieverbrauch des Produkts im Dauerbetrieb äußerst niedrig ist, d.

Zusammenfassend sind die Unterschiede zwischen den drei verschiedenen Spulensteuerungsmethoden von Gleichstromschützen in der folgenden Tabelle zusammengefasst.

	Single-Coil	Doppelspule	Energiesparplatine
Anlaufstrom	niedrig	hoch	hoch
Bleiben Sie auf dem Laufenden	groß	niedrig	niedrig
Halten Sie die elektromagnetische Kraft aufrecht	Unverändert	Werde kleiner	Unverändert
Betriebsspannungsbereich der Spule	85 %–110 % USA	85 %–110 % USA	宽电压
Anstieg der Spulentemperatur	hoch	niedrig	niedrig
Spulenpolarität	Unpolarität	Polarität	Polarität
Gegenelektromotorische Kraft	Ja	NEIN	NEIN