Introducere în trei metode de control al bobinei de contactoare DC

Introducere în cele trei tipuri bazate pe metodele lor de control al bobinei: control cu ​​o singură bobină, control cu ​​bobină dublă și control pe placă de economisire a energiei (adică, placă de control PWM + control cu ​​bobină simplă). Acest articol compară structura, principiul de lucru și caracteristicile consumului de energie ale contactoarelor de curent continuu cu metode de control cu ​​bobină simplă, bobină dublă și PWM și analizează avantajele, dezavantajele și aplicabilitatea acestora.

Componentele principale ale unui contactor DC cu o singură bobină includ o singură bobină, un mecanism de resetare cu arc și un sistem de contact. Principiul său de funcționare este că atunci când bobina este alimentată continuu, se generează un câmp magnetic, care face ca armătura să se miște în sus, aducând contactul în mișcare aproape de contactul staționar, contactul normal deschis este conectat. Când bobina este dezactivată, forța electromagnetică de aspirație dispare, determinând contactul în mișcare să revină la poziția inițială, astfel încât contactul normal deschis este deconectat.

Ca o componentă de bază a sistemelor de control al puterii, performanța și consumul de energie al contactoarelor DC afectează direct eficiența sistemului. În general, contactoarele DC pot fi clasificate intacte cu contactul staționar. Când alimentarea este întreruptă, arcul se resetează, iar contactele mobile și staționare se separă. Principalele dezavantaje ale contactoarelor DC cu o singură bobină sunt următoarele:

① În general, consumul de energie este relativ mare, adică P = I⊃2; * R (cu funcționare de curent complet I = Us / R), astfel încât creșterea temperaturii bobinei unui contactor DC cu o singură bobină este de obicei cea mai mare.

② Când circuitul de control al bobinei unui contactor de curent continuu cu o singură bobină este deconectat, se generează o forță electromotoare inversă mare. Pentru contactoarele DC cu o tensiune de control de 12V DC sau 24V DC se vor genera sute de volți de tensiune inversă în momentul dezactivarii bobinei. Soluția comună este aceea de a pune în paralel o diodă cu roată liberă în circuitul de control al bobinei (această metodă duce, de obicei, la un timp mai lung de eliberare a contactelor principale atunci când contactorul de curent continuu este dezactivat, astfel încât o diodă TVS sau o diodă cu roată liberă în serie cu o diodă Zener este adesea folosită în paralel cu circuitul de control al bobinei).

③ Intervalul de tensiune de funcționare al bobinei (Us) este mic, în general 85% Ue până la 110% Ue (Ue reprezintă tensiunea nominală de funcționare a produsului).
Principalele avantaje ale contactoarelor DC cu o singură bobină sunt costul scăzut de producție și rezistența puternică la interferența electromagnetică (EMC).

Structura principală a unui contactor de curent continuu cu dublă bobină constă dintr-o bobină de pornire (curent mare), o bobină de reținere (curent scăzut), o placă de comandă de comutare a circuitelor, un mecanism de resetare cu arc și un sistem de contact. Principiul său de funcționare este că atunci când bobina este pornită inițial, bobina de pornire și bobina de reținere sunt conectate în paralel și alimentate simultan, generând un câmp electromagnetic puternic pentru a furniza o forță electromagnetică inițială suficientă, care durează aproximativ 130 ms. Apoi, placa de control a comutării circuitului oprește bobina de pornire, lăsând doar bobina de reținere să funcționeze continuu, oferind un câmp magnetic adecvat pentru a menține starea normală închisă a produsului. Principalele dezavantaje ale unui contactor DC cu bobină dublă sunt următoarele:

① Puterea de pornire este relativ mare, notată cu P_start, necesitând astfel o sursă de alimentare cu o capacitate mare.
② Costul de producție al unui contactor de curent continuu cu dublă bobină este relativ mare, în principal datorită complexității procesului de asamblare a bobinei și adăugării plăcii de comandă a comutării circuitelor.
③ Gama de tensiune de funcționare a bobinelor (U_s) este mică, de obicei variind de la 85% U_e la 110% U_e (U_e reprezintă tensiunea nominală de funcționare a produsului).
Principalul avantaj al unui contactor de curent continuu cu dublă bobină este că consumul de energie în timpul funcționării continue a bobinelor este scăzut, notat cu P_hold, și nu există o tensiune inversă semnificativă generată (care a fost suprimată de placa de comandă a comutării circuitelor).

Principalele componente structurale ale contactorului DC al plăcii de economisire a energiei includ o singură bobină, o placă de control a circuitului PWM, un mecanism de resetare cu arc și un sistem de contact. Principiul său de funcționare este că în timpul fazei de pornire, bobina este alimentată la tensiune maximă (faza de pornire durează aproximativ 130 ms), iar în timpul fazei de menținere, curentul este redus prin ajustarea ciclului de lucru al tensiunii de ieșire (modularea lățimii impulsului PWM). Principalele dezavantaje ale contactorului DC al plăcii de economisire a energiei sunt următoarele:

① Consumul de energie la pornire este în general mare, adică Pstart (în timpul fazei de pornire), astfel încât puterea de alimentare necesară pentru utilizare este relativ mare.
② Costul de producție al contactorului DC al plăcii de economisire a energiei este relativ ridicat, în principal datorită procesării complexe a ansamblului bobinei și adăugării plăcii de control de economisire a energiei.
③ Capacitatea anti-interferență electromagnetică (EMC) este slabă, în principal pentru că există mai multe circuite integrate noi pe placa de control pentru economisirea energiei și se bazează pe controlul programului software.

Principalele avantaje ale contactorului DC al plăcii de economisire a energiei sunt că consumul continuu de energie al produsului este extrem de scăzut, adică creșterea temperaturii bobinei este scăzută, domeniul de tensiune de lucru al bobinei este larg și nu există o tensiune inversă semnificativă generată (care a fost suprimată de placa de control pentru economisirea energiei).

Pe scurt, diferențele dintre cele trei metode diferite de control al bobinei ale contactoarelor DC sunt rezumate în următorul tabel,

	Single-coil	Bobina dubla	Placă de economisire a energiei
Curentul de pornire	scăzut	ridicat	ridicat
Mentine curentul	mare	scăzut	scăzut
Menține forța electromagnetică	Neschimbat	Devine mai mic	Neschimbat
Gama de tensiune de funcționare a bobinei	85%-110% SUA	85%-110% SUA	宽电压
Creșterea temperaturii bobinei	ridicat	scăzut	scăzut
Polaritatea bobinei	Non-polaritate	polaritate	polaritate
Forța electromotoare inversă	Da	Nu	Nu