Pengantar tiga Metode Kontrol Kumparan Kontaktor DC

Pengenalan tiga jenis berdasarkan metode kontrol koilnya: kontrol koil tunggal, kontrol koil ganda, dan kontrol papan hemat energi (yaitu, papan kontrol PWM + kontrol koil tunggal). Artikel ini membandingkan struktur, prinsip kerja, dan karakteristik konsumsi energi kontaktor DC dengan metode kontrol koil tunggal, koil ganda, dan PWM, serta menganalisis kelebihan, kekurangan, dan penerapannya.

Komponen utama kontaktor DC kumparan tunggal meliputi kumparan tunggal, mekanisme reset pegas, dan sistem kontak. Prinsip kerjanya adalah ketika kumparan diberi energi terus menerus, timbul medan magnet yang menyebabkan jangkar bergerak ke atas, mendekatkan kontak bergerak ke kontak stasioner, kontak yang biasanya terbuka terhubung. Ketika kumparan dihilangkan energinya, gaya hisap elektromagnetik menghilang, menyebabkan kontak yang bergerak kembali ke posisi semula, sehingga kontak yang biasanya terbuka terputus.

Sebagai komponen inti dari sistem kendali daya, kinerja dan konsumsi energi kontaktor DC secara langsung mempengaruhi efisiensi sistem. Umumnya kontaktor DC dapat digolongkan utuh dengan kontak stasioner. Ketika listrik diputus, pegas akan diatur ulang, dan kontak bergerak dan kontak stasioner terpisah. Kerugian utama dari kontaktor DC koil tunggal adalah sebagai berikut:

① Umumnya konsumsi energi relatif tinggi, yaitu P = I⊃2; * R (dengan operasi arus penuh I = Us / R), sehingga kenaikan suhu kumparan kontaktor DC kumparan tunggal biasanya paling tinggi.

② Ketika rangkaian kontrol koil dari kontaktor DC koil tunggal dihilangkan energinya, gaya gerak listrik balik yang besar akan dihasilkan. Untuk kontaktor DC dengan tegangan kontrol 12V DC atau 24V DC, tegangan balik ratusan volt akan dihasilkan pada saat kumparan dihilangkan energinya. Solusi umum adalah dengan memparalelkan dioda freewheeling dalam rangkaian kendali koil (metode ini biasanya menyebabkan waktu pelepasan kontak utama lebih lama ketika kontaktor DC dihilangkan energinya, sehingga dioda TVS atau dioda freewheeling yang dirangkai seri dengan dioda zener sering digunakan secara paralel dengan rangkaian kendali koil).

③ Kisaran tegangan pengoperasian kumparan (Us) kecil, umumnya 85% Ue hingga 110% Ue (Ue mewakili tegangan pengoperasian pengenal produk).
Keuntungan utama kontaktor DC koil tunggal adalah biaya produksi yang rendah dan ketahanan yang kuat terhadap interferensi elektromagnetik (EMC).

Struktur utama kontaktor DC kumparan ganda terdiri dari kumparan awal (arus tinggi), kumparan penahan (arus rendah), papan kendali peralihan rangkaian, mekanisme reset pegas, dan sistem kontak. Prinsip kerjanya adalah ketika kumparan pertama kali dinyalakan, kumparan awal dan kumparan penahan dihubungkan secara paralel dan diberi energi secara bersamaan, menghasilkan medan elektromagnetik yang kuat untuk memberikan gaya elektromagnetik awal yang cukup, yang berlangsung selama kurang lebih 130 ms. Kemudian, papan kontrol peralihan sirkuit memotong koil awal, hanya menyisakan koil penahan yang terus beroperasi, menyediakan medan magnet yang sesuai untuk mempertahankan keadaan tertutup normal produk. Kerugian utama dari kontaktor DC kumparan ganda adalah sebagai berikut:

① Daya startnya relatif tinggi, dilambangkan dengan P_start, sehingga memerlukan catu daya dengan kapasitas tinggi.
② Biaya pembuatan kontaktor DC kumparan ganda relatif tinggi, terutama karena rumitnya proses perakitan kumparan dan penambahan papan kontrol peralihan sirkuit.
③ Kisaran tegangan pengoperasian kumparan (U_s) kecil, biasanya berkisar antara 85% U_e hingga 110% U_e (U_e mewakili tegangan pengoperasian pengenal produk).
Keuntungan utama dari kontaktor DC kumparan ganda adalah bahwa konsumsi daya selama pengoperasian kumparan terus menerus rendah, dilambangkan sebagai P_hold, dan tidak ada tegangan balik signifikan yang dihasilkan (yang telah ditekan oleh papan kontrol rangkaian switching).

Komponen struktural utama kontaktor DC papan hemat energi meliputi kumparan tunggal, papan kontrol sirkuit PWM, mekanisme reset pegas, dan sistem kontak. Prinsip kerjanya adalah selama fase start-up, kumparan diberi daya oleh tegangan penuh (fase start-up berlangsung sekitar 130ms), dan selama fase holding, arus dikurangi dengan menyesuaikan siklus kerja tegangan keluaran (modulasi lebar pulsa PWM). Kerugian utama dari kontaktor DC papan hemat energi adalah sebagai berikut:

① Konsumsi daya start-up umumnya tinggi, yaitu Pstart (pada fase start-up), sehingga daya catu daya yang dibutuhkan untuk digunakan relatif besar.
② Biaya pembuatan kontaktor DC papan hemat energi relatif tinggi, terutama karena pemrosesan rakitan kumparan yang rumit dan penambahan papan kontrol hemat energi.
③ Kemampuan anti-interferensi elektromagnetik (EMC) lemah, terutama karena terdapat beberapa IC baru pada papan kontrol hemat energi dan bergantung pada kontrol program perangkat lunak.

Keuntungan utama dari kontaktor DC papan hemat energi adalah konsumsi energi kerja terus menerus produk sangat rendah, yaitu kenaikan suhu koil rendah, rentang tegangan kerja koil lebar, dan tidak ada tegangan balik yang signifikan yang dihasilkan (yang telah ditekan oleh papan kontrol hemat energi).

Singkatnya, perbedaan antara tiga metode kontrol kumparan kontaktor DC yang berbeda dirangkum dalam tabel berikut,

	Kumparan tunggal	Kumparan ganda	Papan hemat energi
Mulai saat ini	rendah	tinggi	tinggi
Pertahankan arus	besar	rendah	rendah
Pertahankan gaya elektromagnetik	Tidak berubah	Menjadi lebih kecil	Tidak berubah
Kisaran tegangan operasi koil	85%-110% AS	85%-110% AS	宽电压
Kenaikan suhu kumparan	tinggi	rendah	rendah
Polaritas kumparan	Non-polaritas	polaritas	polaritas
Membalikkan gaya gerak listrik	Ya	TIDAK	TIDAK