Inleiding tot drie spoelbesturingsmethoden van DC-magneetschakelaars

Inleiding tot de drie typen op basis van hun spoelbesturingsmethoden: regeling met één spoel, regeling met dubbele spoel en besturing van de energiebesparende kaart (dwz PWM-besturingskaart + regeling met enkele spoel). Dit artikel vergelijkt de structuur, het werkingsprincipe en de energieverbruikskenmerken van DC-magneetschakelaars met single-coil, dual-coil en PWM-besturingsmethoden, en analyseert hun voordelen, nadelen en toepasbaarheid.

De belangrijkste componenten van een DC-contactor met enkele spoel zijn een enkele spoel, een veerresetmechanisme en een contactsysteem. Het werkingsprincipe is dat wanneer de spoel continu wordt bekrachtigd, er een magnetisch veld wordt gegenereerd, waardoor het anker naar boven beweegt, waardoor het bewegende contact dicht bij een stationair contact komt, het normaal open contact is verbonden. Wanneer de spoel spanningsloos wordt gemaakt, verdwijnt de elektromagnetische zuigkracht, waardoor het bewegende contact terugkeert naar zijn oorspronkelijke positie, waardoor het normaal open contact wordt verbroken.

Als kerncomponent van vermogensregelsystemen hebben de prestaties en het energieverbruik van DC-magneetschakelaars een directe invloed op de systeemefficiëntie. Over het algemeen kunnen DC-schakelaars als intact worden geclassificeerd met het stationaire contact. Wanneer de stroom wordt uitgeschakeld, wordt de veer gereset en worden de bewegende en stationaire contacten gescheiden. De belangrijkste nadelen van DC-magneetschakelaars met één spoel zijn als volgt:

① Over het algemeen is het energieverbruik relatief hoog, dwz P = I⊃2; * R (bij volledige stroomwerking I = Us / R), dus de stijging van de spoeltemperatuur van een DC-magneetschakelaar met één spoel is meestal het hoogst.

② Wanneer het spoelregelcircuit van een DC-contactor met enkele spoel spanningsloos wordt gemaakt, wordt een grote omgekeerde elektromotorische kracht gegenereerd. Voor DC-magneetschakelaars met een stuurspanning van 12V DC of 24V DC worden honderden volt sperspanning gegenereerd op het moment dat de spoel wordt uitgeschakeld. De gebruikelijke oplossing is om een ​​vrijloopdiode parallel te plaatsen in het spoelregelcircuit (deze methode leidt meestal tot een langere releasetijd van de hoofdcontacten wanneer de DC-schakelaar spanningsloos is, dus een TVS-diode of een vrijloopdiode in serie met een zenerdiode wordt vaak parallel aan het spoelregelcircuit gebruikt).

③ Het bedrijfsspanningsbereik van de spoel (Us) is klein, doorgaans 85% Ue tot 110% Ue (Ue vertegenwoordigt de nominale bedrijfsspanning van het product).
De belangrijkste voordelen van DC-contactoren met enkele spoel zijn de lage productiekosten en de sterke weerstand tegen elektromagnetische interferentie (EMC).

De hoofdstructuur van een gelijkstroomschakelaar met dubbele spoel bestaat uit een startspoel (hoge stroom), een houdspoel (lage stroom), een schakelbord voor circuitschakeling, een veerresetmechanisme en een contactsysteem. Het werkingsprincipe is dat wanneer de spoel voor het eerst wordt ingeschakeld, de startspoel en de houdspoel parallel worden aangesloten en tegelijkertijd worden bekrachtigd, waardoor een sterk elektromagnetisch veld wordt gegenereerd dat voldoende initiële elektromagnetische kracht levert, die ongeveer 130 ms aanhoudt. Vervolgens onderbreekt de schakelbesturingskaart de startspoel, waardoor alleen de houdspoel continu blijft werken, waardoor een geschikt magnetisch veld ontstaat om de normale gesloten toestand van het product te behouden. De belangrijkste nadelen van een DC-contactor met dubbele spoel zijn als volgt:

① Het startvermogen is relatief hoog, aangeduid als P_start, waardoor een voeding met een hoge capaciteit vereist is.
② De productiekosten van een DC-contactor met dubbele spoel zijn relatief hoog, voornamelijk als gevolg van de complexiteit van het spoelassemblageproces en de toevoeging van de schakelbesturingskaart.
③ Het bedrijfsspanningsbereik van de spoelen (U_s) is klein, doorgaans variërend van 85% U_e tot 110% U_e (U_e vertegenwoordigt de nominale bedrijfsspanning van het product).
Het belangrijkste voordeel van een DC-contactor met dubbele spoel is dat het energieverbruik tijdens continu bedrijf van de spoelen laag is, aangeduid als P_hold, en dat er geen significante sperspanning wordt gegenereerd (die is onderdrukt door de circuitschakelbesturingskaart).

De belangrijkste structurele componenten van de gelijkstroomschakelaar van de energiebesparende plaat omvatten een enkele spoel, een PWM-circuitbesturingskaart, een veerresetmechanisme en een contactsysteem. Het werkingsprincipe is dat tijdens de opstartfase de spoel op volle spanning wordt gevoed (de opstartfase duurt ongeveer 130 ms), en tijdens de vasthoudfase wordt de stroom verminderd door de duty-cycle van de uitgangsspanning aan te passen (PWM-pulsbreedtemodulatie). De belangrijkste nadelen van de DC-magneetschakelaar met energiebesparende kaart zijn als volgt:

① Het stroomverbruik bij het opstarten is over het algemeen hoog, dat wil zeggen Pstart (tijdens de opstartfase), dus het stroomtoevoervermogen dat nodig is voor gebruik is relatief groot.
② De productiekosten van de DC-contactor voor de energiebesparende kaart zijn relatief hoog, voornamelijk als gevolg van de complexe verwerking van de spoelconstructie en de toevoeging van de energiebesparende besturingskaart.
③ Het anti-elektromagnetische interferentievermogen (EMC) is zwak, vooral omdat er meerdere nieuwe IC's op de energiebesparende besturingskaart zijn geplaatst en deze afhankelijk is van softwareprogrammabesturing.

De belangrijkste voordelen van de gelijkstroomschakelaar van het energiebesparende bord zijn dat het continue energieverbruik van het product extreem laag is, dat wil zeggen dat de temperatuurstijging van de spoel laag is, het werkspanningsbereik van de spoel breed is en dat er geen significante sperspanning wordt gegenereerd (die is onderdrukt door de energiebesparende besturingskaart).

Samenvattend worden de verschillen tussen de drie verschillende spoelbesturingsmethoden van DC-magneetschakelaars samengevat in de volgende tabel.

	Enkelspoel	Dubbele spoel	Energiebesparend bord
Startstroom	laag	hoog	hoog
Actueel houden	groot	laag	laag
Behoud de elektromagnetische kracht	Onveranderd	Word kleiner	Onveranderd
Bedrijfsspanningsbereik van de spoel	85%-110% VS	85%-110% VS	宽电压
Stijging van de spoeltemperatuur	hoog	laag	laag
Polariteit van de spoel	Niet-polariteit	polariteit	polariteit
Omgekeerde elektromotorische kracht	Ja	Nee	Nee