摘要: 設計并完成了以開關電源為基礎、單片機為核心，并且帶有后備電源系統的抗晃電智能交流接觸器控制模塊。通過智能控制模塊實現接觸器動態過程控制，形成壽命高、可靠性強的新型電磁式智能接觸器產品，可以廣泛應用在石化、鋼鐵、礦山等對連續性生產要求比較高的企業中。

　　0 引言

　　晃電作為一種特殊的故障，危害很大，特別是對連續運行的企業。目前抗晃電的方法可歸結為如下4 類:

　　(1) 應用斷電延時繼電器、電動機再起動器。

　　通過時序關系，使接觸器的主觸頭在晃電結束后重新吸合( 晃電期間斷開)，實現電動機再起動。

　　這種抗晃電方法的特點是在晃電發生期間主觸頭斷開，電壓恢復后電動機重起動，電動機重起動產生的沖擊電流大，控制回路原理復雜，而且電動機再起動器的成本很高。

　　(2) 采用儲能延時元件對接觸器的線圈在晃電期間繼續提供能量，保證主觸頭的吸合。這種抗晃電方式有選型不靈活、選擇范圍小、增加了控制線路的復雜程度等缺點。

　　(3) 延時鎖扣頭裝置，在接觸器吸合后線圈轉入省電模式，靠鎖扣頭鎖扣作用保持主觸頭的接通狀態。晃電發生時，接觸器主觸頭不斷開，在進行正常的停機操作后主觸頭才斷開。但這種鎖扣頭只能與專門設計的特殊接觸器配合使用，并且在斷電的情況下由鎖扣頭鎖定的主觸頭斷開需要獨立的電源。對于> 170 A 的接觸器，并沒有與之配套的鎖扣裝置。

　　(4) 采用雙電源供電方式，成本高、線路復雜。目前市面上出現了少量的抗晃電交流接觸器產品，但是價格居高，同等容量的抗晃電交流接觸器是原交流接觸器產品價格的5 倍左右。

　　因此，本文研發了新型抗晃電智能交流接觸器產品，該抗晃電智能交流接觸器采用接觸器本體和智能控制模塊的結構。智能控制模塊具有體積緊湊小巧、控制精確、通用性強、成本低等優點;同時，通過對接觸器的起動、分斷過程進行智能控制，大幅度提高了接觸器的機械壽命和電壽命，配合不同的接觸器本體，可形成系列抗晃電智能交流接觸器產品，具有較高的性價比。

　　1 工作原理

　　抗晃電智能交流接觸器除了具有智能交流接觸器的功能外，還具有抗晃電、遠程控制等功能，其控制原理如圖1 所示。

圖1 抗晃電智能交流接觸器的硬件框圖。

　　通過采樣電路對電源電壓進行采樣，當采樣電壓高于0. 7 Ue( Ue為額定電壓值) 且小于1. 15Ue時，單片機控制系統發出信號給隔離回路1，強激磁起動回路接通，接觸器高電壓起動。單片機給隔離回路2 發出驅動信號，低壓保持回路接通，接觸器低電壓保持，然后驅動回路1 斷開，退出運行。

　　當采樣電壓低于0. 6 Ue時，視為晃電故障發生，單片機發出信號給隔離回路3 和隔離回路2，先后打開抗晃電保持回路和分斷低壓保持回路，由全自動后備電源系統對單片機系統和線圈供電，使接觸器保持吸合狀態，此時采樣回路繼續對電源電壓進行采樣，若在規定的時間內，晃電結束，電壓恢復正常，則單片機發出信號給隔離回路2 和隔離回路3，先后打開低壓保持回路和分斷抗晃電保持回路，恢復接觸器的正常保持狀態，若經N ms(N 可調)電壓仍未恢復，則單片機發出信號給隔離回路3，斷開抗晃電保持回路，接觸器分斷。

　　若電源正常時手動分斷接觸器，則正常分斷檢測電路會檢測到手動分斷信號，此時單片機屏蔽抗晃電程序，使接觸器立即分斷。

　　全自動后備電源系統由鎳氫充電電池和全自動充電電路組成，當抗晃電模塊工作時，充電回路檢測電池的電壓值，當電壓值低于設定最小值時，充電回路開始對電池充電，當電壓達到設定最大值時，停止對電池充電，并繼續循環檢測電池電壓值。電源正常時，可通過抗晃電時間調整電路對抗晃電時間進行調整，并顯示在兩位八段數碼管上，單片機自動存儲設定的時間，下次啟動時，默認加載上次設定值，時間調整范圍和調整梯度可根據用戶要求設置，當抗晃電時間調到0 時，系統關閉抗晃電功能，作為普通智能接觸器使用。

　　該智能模塊可工作在獨立和遠程兩種模式。

　　獨立工作模式時，不具備通信功能，遠程工作模式時，可以與上位機雙向通信。上位機可對智能控制模塊的接通、分斷及抗晃電時間進行遠程控制和調整，下位機可以將當前接觸器的狀態、抗晃電時間、有無晃電發生等信號傳給上位機。