交流接触器智能控制的设计和应用

交流接触器智能控制的设计和应用
摘要：阐述了以单片机为基础的交流接触器的智能控制方案和原理。把单片机的逻辑判断及通讯功能和交流接触器组合，可实现智能化控制。其功能主要表现在确保交流接触器吸合后，会自动执行低压直流吸持子程序，监测设备的过流、过压、欠压、三相不平衡及漏电情况，在过零检测的基础上，使触点分断时的火花能量最小。和上位机联网，可以组成简单DCS系统。 关键词：交流接触器 智能控制 设计应用 0 引 言
随着单片机性能价格比的大幅度提高，把计算机和微处理器技术应用于工业控制特别是增加低压电器智能化功能，具有较大的市场经济潜力。我们在交流接触器智能控制方案和具体实施中做了大量的研究和可行性分析，开发了一种具有智能化功能的装置。把该装置和交流接触器相组合，就可以增加交流接触器的智能化功能。它具有设置简单、使用可靠、节能控制、在线更改设置和显示等功能。单片机在接到闭合或分断指令时，可以根据最佳分断、闭合相角轮流控制三个触点进行过零分断与闭合，减小了火花能量。利用它与中央控制计算机的双向通讯，可以形成局域控制网络和简单DCS系统。它在工业、油田、煤矿、农村（灌溉系统）和城市等领域和地区有广泛的应用前景。
3 单片机主程序框图
交流接触器智能化程度的高低，主要取决于控制方案的选取和软件的编制。程序的总体框图所示。
程序在执行时，首先要对电网电压取样，若电网电压的不平衡度大于30%，程序拒绝继续执行，并用发光二极管对此项进行显示。此项检测通过以后，单片机根据相位同步信号和上次吸合、分断过零触点的记录，选择下一个触点作为目标触点，同时根据采样电压的数值，选择合适的吸合相角，进入控制待机状态。吸合命令一到，单片机立刻执行吸合子程序。吸合结束，单片机便使主控器件截止，系统自动进入吸持阶段，线包以低电压、小电流维持励磁吸合状态。
4 实验研究
可行性实验是在开发装置上进行的。考虑到系统的抗干扰能力和操作方便，选择擦写方便的89C52单片机，和苏州机床电器厂生产的JZ7型号中间继电器（380V，5A）组合，进行了大量的实验，基本情况如下。
（1）吸合及分断过程
接触器绕组的工作电压为380V，在交流220V的条件下无法完成吸合。和智能装置进行组合，同样在220V的情况下，吸合一次完成。用示波器观察，吸合指令和执行机构的时间误差最大不超过40ms，76%以上在20ms以内。在不产生一、二次弹跳的前提下，吸合电流为0.12A，而吸持电流仅为6mA，效果相当理想。当外电压降到160V，触点自动断开，单片机处于采样、待机状态。
大量的实验告诉我们，对于同一类型的接触器和断路器，它们弹簧弹力和动点质量基本相同，因而具有相同的惯性。电网电压的波动使磁力克服惯性移动相同距离的时间是不同的，因而导通相角和导通时间也应该不同。把不同型号的接触器和断路器在不同电压下的最佳吸合相角和吸合时间制成表格，单片机以查表的方式进行控制，可以使接触器工作在最佳状态下。