摘要：介紹了不同于一般交流接觸器的能實現(xiàn)無弧開斷的新型交流接觸器，即將電力電子器件可控硅模塊、光電器件等應(yīng)用于交流接觸器的主回路和控制回路，以實現(xiàn)接觸器無弧分?jǐn)嗟墓δ?，給出了這種新型交流接觸器的設(shè)計、工作原理、設(shè)計分析及結(jié)論。 關(guān)鍵詞：交流接觸器；電弧；無弧分?jǐn)? 1 概述 本文著重介紹了一種能實現(xiàn)無弧開斷的新型交流接觸器。接觸器是屬于長期工作制的、用途最為廣泛的低壓電器之一，但一般的交流接觸器其觸頭滅弧系統(tǒng)（動、靜觸頭及滅弧罩等）都存在常規(guī)設(shè)計所不能克服的缺點。其觸頭在開斷電路電流時，不可避免地會產(chǎn)生電弧，而交流接觸器的電壽命之所以遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于其機(jī)械壽命，主要就是因為開斷過程中電弧的存在，在強(qiáng)力熄弧、無弧分?jǐn)喾矫嬉酝餐瑯釉谶@方面有很多研究成果，同樣由于可靠性、成本、方案復(fù)雜等原因，市場上成型產(chǎn)品也不多見?；谏厦娴膯栴}，本文針對觸頭滅弧系統(tǒng)提出了一種簡單易行、可靠性高、成本低、性能優(yōu)的解決方案。該方案保留了原接觸器的優(yōu)點，消除了其在開關(guān)過程中產(chǎn)生的火花與電弧，克服了它對電網(wǎng)的污染和對無線電的干憂，避免了感性負(fù)載在分?jǐn)鄷r產(chǎn)生的過壓沖擊，提高了交流接觸器的工作頻率，使交流接觸器的壽命提高了數(shù)十倍，為各種電子控制系統(tǒng)和動力配電系統(tǒng)提供了高可靠元件。詳細(xì)介紹了各自的工作原理、設(shè)計分析及試驗結(jié)論，并已有樣機(jī)在運(yùn)行。 2 無弧分?jǐn)嗟墓ぷ髟?/b> 隨著低壓電器技術(shù)的不斷進(jìn)步，如今交流接觸器的機(jī)械壽命已達(dá)1000-1500萬次以上，而電壽命卻只有其機(jī)械壽命的十分之一左右，這其中的原因主要是電弧對觸頭的燒蝕導(dǎo)致的，傳統(tǒng)的方法一般多在熄弧能力上進(jìn)行改進(jìn)，但都無法徹底消除電弧，即不能實現(xiàn)無弧分?jǐn)?本方法采用電力電子器件與接觸器主觸頭并聯(lián)，通過簡單可靠的控制電路對可控硅的導(dǎo)通和截止時間與接觸器的固有通斷時間精確配合進(jìn)行控制，實現(xiàn)主電路的無觸點通斷，也就是實現(xiàn)無弧通斷。同時在主電路的正常接通期間，電力電子器件可控硅不工作，仍由接觸器的觸點保持電路的接通狀態(tài)，這樣就克服了單純采用無觸點開關(guān)抗浪涌電流能力差的缺陷。 其工作原理如圖1所示。

這里以CJ20-315A交流接觸器為例，圖中交流接觸器的每相觸點并聯(lián)一個雙向可控硅模塊，接觸器的固有動作參數(shù)為：吸合時間18ms，釋放時間12ms；圖中的觸發(fā)控制電路是與接觸器線圈同時得電和失電的，當(dāng)給接觸器線圈通電時，該觸發(fā)控制電路可在得電后10ms時給出觸發(fā)信號，使三對雙向可控硅瞬間導(dǎo)通，經(jīng)過8ms后，即18ms時，接觸器的三對常開觸點閉合，此時盡管仍有觸發(fā)信號加在可控硅的觸發(fā)端，由于接觸器閉合的觸點將可控硅的陰陽極短路，所以可控硅處于不工作狀態(tài)，即可控硅只在電路接通的瞬間工作幾個ms，其后的電路接通工作由接觸器的觸點來完成；當(dāng)接觸器要開斷電路時，即接觸器線圈斷電時，在接觸器觸點完全打開之前，由于觸點間接觸電阻的急劇增加，觸點兩端壓降也急劇上升，當(dāng)此壓降僅達(dá)到8-10V左右時，由于圖中的觸發(fā)控制電路在失電后可保持15ms之內(nèi)一直給出觸發(fā)信號（依靠電容儲能），這樣與觸點并聯(lián)的可控硅在其兩端壓降達(dá)到8-12V時，就足以使可控硅轉(zhuǎn)變成導(dǎo)通工作狀態(tài)，隨著接觸器觸點的即將打開，流經(jīng)觸點的電流由于觸點的接觸電阻急劇增大而轉(zhuǎn)移到與之并聯(lián)已變成導(dǎo)通工作狀態(tài)的可控硅上，在12ms時，接觸器的觸點率先打開，由于幾乎沒有電流通過觸點（電流已幾乎全部轉(zhuǎn)移到可控硅上），打開時不會產(chǎn)生電弧，經(jīng)過3ms后，即15ms時，觸發(fā)控制電路停止給出觸發(fā)信號，可控硅截止，從而實現(xiàn)無弧開斷電路，這樣就實現(xiàn)了對電路的無弧分?jǐn)唷? 以上無弧分?jǐn)喾桨敢呀?jīng)在做出的樣機(jī)上通過了機(jī)械和電壽命試驗，具有安全、可靠、簡單易行的突出特點，將其應(yīng)用于現(xiàn)大量使用的普通接觸器上，可實現(xiàn)接觸器革命性的變化。 3 工藝實現(xiàn) 考慮到現(xiàn)有普通接觸器的工藝已基本穩(wěn)定，只須對其電磁5觸頭滅弧系統(tǒng)進(jìn)行簡單改造即可實現(xiàn)無弧分?jǐn)喙δ堋? 對于觸頭滅弧系統(tǒng)，因為已實現(xiàn)無弧分?jǐn)啵蕼缁≌质ピ瓉淼淖饔茫蓪⑵溆靡粋€由耐高溫絕緣材料制成的外殼代替，外殼內(nèi)的空間恰好將三個雙向可控硅及其控制電路置于其中，這樣保證改造后的接觸器與原來的接觸器外型尺寸一致，并且接線方式等一切外特性均保持不變。這對大量推廣、使用該技術(shù)是十分有益的。 4 結(jié)論 將電力電子器件應(yīng)用于接觸器領(lǐng)域，在觸頭滅弧系統(tǒng)采用電力電子器件雙向可控硅與接觸器觸頭并聯(lián)，通過一定的控制電路使電路的接通與分?jǐn)嗑鶎崿F(xiàn)無弧通斷，這種新方法減少了接觸器開斷電路時觸頭的電磨損，大大提高了交流接觸器的電壽命。同時，因其實現(xiàn)了無弧分?jǐn)喙δ?，在石?礦井等易燃易爆場合也可獲得廣泛應(yīng)用。 參考文獻(xiàn) 1 黃俊 王兆安著 電力電子變流技術(shù)[M] 西安交通大學(xué) 機(jī)械工業(yè)出版社，1999年第三版 2 方鴻發(fā) 低壓電器及其測試技術(shù)[M] 北京 機(jī)械工業(yè)出版社 1982年版 3 陸儉國 低壓電器可靠性技術(shù)[M] 北京 機(jī)械工業(yè)出版社 1984年版 4 祝瑞琪 電子電器 北京 機(jī)械工業(yè)出版社 1982