Introduktion till tre spolkontrollmetoder för DC-kontaktorer

Introduktion till de tre typerna baserade på deras spolekontrollmetoder: enkelspolestyrning, dubbelspolestyrning och energisparkortstyrning (dvs. PWM-styrkort + enkelspolestyrning). Den här artikeln jämför strukturen, arbetsprincipen och energiförbrukningsegenskaperna för DC-kontaktorer med enkelspole, dubbelspole och PWM-kontrollmetoder, och analyserar deras fördelar, nackdelar och tillämpbarhet.

Huvudkomponenterna i en enspolad DC-kontaktor inkluderar en enkelspole, en fjäderåterställningsmekanism och ett kontaktsystem. Dess funktionsprincip är att när spolen kontinuerligt aktiveras genereras ett magnetfält, vilket får ankaret att röra sig uppåt, vilket bringar den rörliga kontakten nära stationär kontakt, den normalt öppna kontakten ansluts. När spolen är strömlös försvinner den elektromagnetiska sugkraften, vilket gör att den rörliga kontakten återgår till sitt ursprungliga läge, så att den normalt öppna kontakten kopplas bort.

Som en central komponent i effektstyrningssystem påverkar prestanda och energiförbrukning för DC-kontaktorer direkt systemets effektivitet. I allmänhet kan DC-kontaktorer klassificeras intakta med den stationära kontakten. När strömmen bryts återställs fjädern och de rörliga och stationära kontakterna separeras. De största nackdelarna med enkelspole DC-kontaktorer är följande:

① Generellt sett är energiförbrukningen relativt hög, dvs P = I⊃2; * R (med fullströmsdrift I = Us / R), så spoltemperaturökningen för en enspolad DC-kontaktor är vanligtvis den högsta.

② När spolstyrkretsen för en enspols DC-kontaktor är strömlös, genereras en stor omvänd elektromotorisk kraft. För DC-kontaktorer med en styrspänning på 12V DC eller 24V DC, kommer hundratals volts omvänd spänning att genereras i ögonblicket av spolens urladdning. Den vanliga lösningen är att parallellkoppla en frihjulsdiod i spolstyrkretsen (denna metod leder vanligtvis till en längre utlösningstid för huvudkontakterna när DC-kontaktorn är strömlös, så en TVS-diod eller en frihjulsdiod i serie med en zenerdiod används ofta parallellt med spolstyrkretsen).

③ Driftspänningsintervallet för spolen (Us) är litet, i allmänhet 85 % Ue till 110 % Ue (Ue representerar produktens nominella driftspänning).
De främsta fördelarna med enspolade DC-kontaktorer är låga tillverkningskostnader och starkt motstånd mot elektromagnetisk störning (EMC).

Huvudstrukturen för en dubbelspole DC-kontaktor består av en startspole (hög ström), en hållspole (lågström), ett kretskopplingsstyrkort, en fjäderåterställningsmekanism och ett kontaktsystem. Dess arbetsprincip är att när spolen initialt slås på är startspolen och hållspolen parallellkopplade och strömförsörjda samtidigt, vilket genererar ett starkt elektromagnetiskt fält för att ge en tillräcklig initial elektromagnetisk kraft, som varar i cirka 130 ms. Sedan stänger kretskopplingsstyrkortet av startspolen och lämnar endast hållspolen att kontinuerligt arbeta, vilket ger ett lämpligt magnetfält för att bibehålla produktens normala stängda tillstånd. De största nackdelarna med en dubbelspole DC-kontaktor är följande:

① Starteffekten är relativt hög, betecknad som P_start, vilket kräver en strömförsörjning med hög kapacitet.
② Tillverkningskostnaden för en dubbelspols DC-kontaktor är relativt hög, främst på grund av komplexiteten i spolmontageprocessen och tillägget av kretskopplingsstyrkortet.
③ Driftspänningsområdet för spolarna (U_s) är litet, vanligtvis från 85 % U_e till 110 % U_e (U_e representerar produktens märkdriftsspänning).
Den största fördelen med en dubbelspole DC-kontaktor är att strömförbrukningen under kontinuerlig drift av spolarna är låg, betecknad som P_hold, och det genereras ingen signifikant backspänning (som har undertryckts av kretskopplingsstyrkortet).

De viktigaste strukturella komponenterna i den energibesparande kortets DC-kontaktor inkluderar en enkel spole, ett PWM-kretskort, en fjäderåterställningsmekanism och ett kontaktsystem. Dess arbetsprincip är att under startfasen drivs spolen med full spänning (startfasen varar cirka 130ms), och under hållfasen minskas strömmen genom att justera spänningsutgångens arbetscykel (PWM-pulsbreddsmodulering). De största nackdelarna med den energibesparande kortets DC-kontaktor är följande:

① Startströmförbrukningen är generellt hög, dvs Pstart (under startfasen), så strömförsörjningen som krävs för användning är relativt stor.
② Tillverkningskostnaden för DC-kontaktorn för energisparkortet är relativt hög, främst på grund av den komplexa bearbetningen av spolenheten och tillägget av det energibesparande styrkortet.
③ Förmågan mot elektromagnetisk störning (EMC) är svag, främst för att det finns flera nya IC på det energibesparande styrkortet och det är beroende av programstyrning.

De viktigaste fördelarna med DC-kontaktorn för energisparkortet är att produktens kontinuerliga energiförbrukning är extremt låg, dvs spolens temperaturstegring är låg, spolens arbetsspänningsområde är brett och det genereras ingen betydande omvänd spänning (som har undertryckts av det energibesparande styrkortet).

Sammanfattningsvis är skillnaderna mellan de tre olika spolkontrollmetoderna för DC-kontaktorer sammanfattade i följande tabell，

	Enkelspole	Dubbelspole	Energibesparande bräda
Startström	låg	hög	hög
Håll strömmen	stor	låg	låg
Behåll den elektromagnetiska kraften	Oförändrat	Bli mindre	Oförändrat
Spolens driftspänningsområde	85–110 % USA	85–110 % USA	宽电压
Temperaturhöjning på spolen	hög	låg	låg
Spolens polaritet	Icke-polaritet	polaritet	polaritet
Omvänd elektromotorisk kraft	Ja	Inga	Inga