當(dāng)前位置:首頁 > 單片機(jī) > 單片機(jī)
[導(dǎo)讀]CJ系列交流接觸器應(yīng)用廣泛,但是運(yùn)行噪聲大,耗電高,線圈鐵心運(yùn)行溫度高,易燒毀。介紹一款節(jié)電器,它能有效地解決接觸器運(yùn)行過程中的眾多問題。根據(jù)接觸器工作過程分出的吸合和保持兩個階段的不同特點(diǎn),采用超小型單片機(jī)PICl2F508控制接觸器吸合電壓和維持電壓,實(shí)現(xiàn)接觸器的無聲運(yùn)行和節(jié)能的目的,同時改造了交流接觸器線圈,節(jié)省大量的銅線。

 CJ系列交流接觸器以價格便宜及使用壽命長的優(yōu)勢,廣泛應(yīng)用于低壓配電,但在運(yùn)行當(dāng)中電能損耗大,噪音大,并且經(jīng)常燒毀線圈。本文針對交流接觸器運(yùn)行噪聲大,耗電高,線圈鐵心運(yùn)行溫度高,易燒毀的難題,設(shè)計了一款適合CJ系列交流接觸器的節(jié)電器,主要是采用單片機(jī)PICl2F508控制可控硅的導(dǎo)通角,也就是控制加在負(fù)載(交流接觸器線圈)上的電壓波形,從而實(shí)現(xiàn)交流接觸器的大電流直流吸合,低壓小電流維持運(yùn)行,達(dá)到無聲節(jié)能的目的。

1 電路工作原理
    圖1是交流接觸器的原理框圖,主要由220 V交流電輸入、可控硅、單片機(jī)控制電路和負(fù)載等組成。單片機(jī)控制電路主要是控制可控硅的導(dǎo)通時間。最終加在負(fù)載(交流接觸器線圈)上的電壓波形如圖2所示。


    在t=0~T1期間,可控硅的導(dǎo)通角是180°,加在交流接觸器線圈上的電壓波形是脈動的直流正弦半波,線圈獲得大電流,接觸器吸合。當(dāng)t>T1后,通過單片機(jī)控制可控硅的導(dǎo)通時間為時間很短的T,加在交流接觸器線圈上的電壓波形是直流窄脈沖波,剛好能使接觸器維持在吸合狀態(tài)。實(shí)踐證明,T1取60 ms就能使接觸器可靠地吸合;T取2 ms,就能使接觸器可靠地維持在吸合狀態(tài)。通過單片機(jī),能夠精確地控制時間T1和T。

2 系統(tǒng)設(shè)計
2.1 硬件電路設(shè)計
2.1.1 單片機(jī)PIC12F508介紹

    PICl2F508是Microchip Technology生產(chǎn)的低成本高性能8位全靜態(tài)的基于閃存的CMOS單片機(jī),總共只有8個管腳。它們采用RISC架構(gòu),僅有33條單字/單周期指令。除程序跳轉(zhuǎn)指令(為兩個周期)外的所有其他指令都是單周期(200 ns)的。PIC12F508本身自帶上電復(fù)位(POR)和內(nèi)部振蕩模式(INTRC),使器件不再需要外部復(fù)位電路和晶振,降低了產(chǎn)品的開發(fā)成本。
2.1.2 過零檢測電路
    為了確保利用單片機(jī)對可控硅的可靠控制,必須準(zhǔn)確地判斷220 V交流電壓的過零點(diǎn)。綜合各個方面的考慮,本文采用光耦P521完成過零點(diǎn)的檢測,如圖3所示。220 V經(jīng)過120 kHz的電阻降壓后,加載到光耦的輸入端,光耦的輸出端接到PICl2F508的端口GPl。當(dāng)交流220 V的零點(diǎn)來到時,光耦第四管腳沒有信號輸出。


2.1.3 可控硅驅(qū)動電路
    可控硅選用BTl51,根據(jù)BT151的參數(shù),單片機(jī)的高電平輸出就可以直接驅(qū)動BTl51,為了保護(hù)單片機(jī),防止220 V電壓串入單片機(jī),在控制端連接了一個二極管。如圖4所示。


2.2 軟件設(shè)計
    在MPLAB-IDE中使用Hitech C編譯器,最終用C語言完成節(jié)電器的軟件設(shè)計。
    過零點(diǎn)判斷子程序如下:
   
   
2.3 交流接觸器電磁線圈改造
2.3.1 交流接觸器電磁線圈磁路分析

    電磁線圈磁鐵的磁路如圖5所示。


    根據(jù)磁路學(xué)知識,有:
   
式中:φ為磁通量;μ0為真空磁導(dǎo)率;A為鐵芯橫截面積;N為線圈匝數(shù);I為線圈導(dǎo)線電流;L1為鐵芯磁路長度;μ為鐵芯相對磁導(dǎo)率;L0為磁隙長度。
    電磁鐵的吸引力和φ成正比,所以當(dāng)交流線圈加直流脈沖電壓啟動吸合時,吸引力增大數(shù)倍,實(shí)際觀察到的現(xiàn)象是交流接觸器吸合聲音清脆、有力,大大減少了接觸器的啟動吸合時間,降低了線圈的發(fā)熱,延長了線圈的使用時間。
2.3.2 線圈通過的電流
    交流接觸器電磁線圈通過的電流為:
   
    交流線圈加直流脈沖電壓時,式(1)中jωL=O,于是式(1)簡化為:
   
    顯然,電路中的電流增加了,為了保護(hù)交流線圈不被燒毀,必須增大線圈的電阻,根據(jù)公式:
   
    可以增加線圈的匝數(shù)或減小線徑。實(shí)際上增加線圈的匝數(shù)是不可能的(線圈的空間尺寸受接觸器結(jié)構(gòu)的限制),所以只能采取減小線徑的方法。實(shí)踐證明:線徑變細(xì)后,可以節(jié)省50%以上的銅線。

3 結(jié)語
    將該節(jié)電器應(yīng)用于CJ20-250交流接觸器,最終的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)表明線圈有功節(jié)電率達(dá)到90%以上。長時間吸合運(yùn)行,接觸器無聲,接觸器線圈、鐵心基本無溫升,大大延長了線圈壽命。

本站聲明: 本文章由作者或相關(guān)機(jī)構(gòu)授權(quán)發(fā)布,目的在于傳遞更多信息,并不代表本站贊同其觀點(diǎn),本站亦不保證或承諾內(nèi)容真實(shí)性等。需要轉(zhuǎn)載請聯(lián)系該專欄作者,如若文章內(nèi)容侵犯您的權(quán)益,請及時聯(lián)系本站刪除。
換一批
延伸閱讀

9月2日消息,不造車的華為或?qū)⒋呱龈蟮莫?dú)角獸公司,隨著阿維塔和賽力斯的入局,華為引望愈發(fā)顯得引人矚目。

關(guān)鍵字: 阿維塔 塞力斯 華為

加利福尼亞州圣克拉拉縣2024年8月30日 /美通社/ -- 數(shù)字化轉(zhuǎn)型技術(shù)解決方案公司Trianz今天宣布,該公司與Amazon Web Services (AWS)簽訂了...

關(guān)鍵字: AWS AN BSP 數(shù)字化

倫敦2024年8月29日 /美通社/ -- 英國汽車技術(shù)公司SODA.Auto推出其旗艦產(chǎn)品SODA V,這是全球首款涵蓋汽車工程師從創(chuàng)意到認(rèn)證的所有需求的工具,可用于創(chuàng)建軟件定義汽車。 SODA V工具的開發(fā)耗時1.5...

關(guān)鍵字: 汽車 人工智能 智能驅(qū)動 BSP

北京2024年8月28日 /美通社/ -- 越來越多用戶希望企業(yè)業(yè)務(wù)能7×24不間斷運(yùn)行,同時企業(yè)卻面臨越來越多業(yè)務(wù)中斷的風(fēng)險,如企業(yè)系統(tǒng)復(fù)雜性的增加,頻繁的功能更新和發(fā)布等。如何確保業(yè)務(wù)連續(xù)性,提升韌性,成...

關(guān)鍵字: 亞馬遜 解密 控制平面 BSP

8月30日消息,據(jù)媒體報道,騰訊和網(wǎng)易近期正在縮減他們對日本游戲市場的投資。

關(guān)鍵字: 騰訊 編碼器 CPU

8月28日消息,今天上午,2024中國國際大數(shù)據(jù)產(chǎn)業(yè)博覽會開幕式在貴陽舉行,華為董事、質(zhì)量流程IT總裁陶景文發(fā)表了演講。

關(guān)鍵字: 華為 12nm EDA 半導(dǎo)體

8月28日消息,在2024中國國際大數(shù)據(jù)產(chǎn)業(yè)博覽會上,華為常務(wù)董事、華為云CEO張平安發(fā)表演講稱,數(shù)字世界的話語權(quán)最終是由生態(tài)的繁榮決定的。

關(guān)鍵字: 華為 12nm 手機(jī) 衛(wèi)星通信

要點(diǎn): 有效應(yīng)對環(huán)境變化,經(jīng)營業(yè)績穩(wěn)中有升 落實(shí)提質(zhì)增效舉措,毛利潤率延續(xù)升勢 戰(zhàn)略布局成效顯著,戰(zhàn)新業(yè)務(wù)引領(lǐng)增長 以科技創(chuàng)新為引領(lǐng),提升企業(yè)核心競爭力 堅(jiān)持高質(zhì)量發(fā)展策略,塑強(qiáng)核心競爭優(yōu)勢...

關(guān)鍵字: 通信 BSP 電信運(yùn)營商 數(shù)字經(jīng)濟(jì)

北京2024年8月27日 /美通社/ -- 8月21日,由中央廣播電視總臺與中國電影電視技術(shù)學(xué)會聯(lián)合牽頭組建的NVI技術(shù)創(chuàng)新聯(lián)盟在BIRTV2024超高清全產(chǎn)業(yè)鏈發(fā)展研討會上宣布正式成立。 活動現(xiàn)場 NVI技術(shù)創(chuàng)新聯(lián)...

關(guān)鍵字: VI 傳輸協(xié)議 音頻 BSP

北京2024年8月27日 /美通社/ -- 在8月23日舉辦的2024年長三角生態(tài)綠色一體化發(fā)展示范區(qū)聯(lián)合招商會上,軟通動力信息技術(shù)(集團(tuán))股份有限公司(以下簡稱"軟通動力")與長三角投資(上海)有限...

關(guān)鍵字: BSP 信息技術(shù)
關(guān)閉
關(guān)閉