真空接触器的控制回路及其分析

1  概述

真空接触器在我国的应用已有相当长的时间。它具有开断能力强、体积小、维修方便、噪音小、使用寿命长等一系列优点。这些优点，国内大部分用户已经接受，而且在易燃易爆场所已基本得到普及。同时，由于采用直流电磁系统，真空接触器具有节能的特点。对于这一点，还存在不少看法。本文从真空接触器的控制回路和电磁系统两个方面进行分析，做出解释，以期人们对真空接触器的节能有更全面、更深刻的了解。这对于真空接触器的推广使用，以及对于保护环境和节约能源，都是十分必要的。

2  真空接触器的控制回路及其分析

真空接触器的常用控制回路如图1所示，图中C为电容，D1～D5为整流二极管，K为辅助开关常闭端子，Q1、Q2为真空接触器电磁系统的两个串联线圈。真空接触器的运行状态分为吸合和维持两个连续的状态。下面首先分别对两种状态下的控制回路进行分析。

2.1  真空接触器在吸合状态下的控制回路及其分析

真空接触器在吸合状态下的控制回路如图2所示，此时，电流不经过电阻R和二极管D1，而是经辅助开关常闭端子后，经过全波整流，流入负载。吸合状态下，电路中的负载只有真空接触器电磁系统的线圈，其电压波形如图3所示，设线圈的电阻为R_L，此时，线圈两端的电压为U=0.9u,则流过线圈的电流为0.9u/R_L。 

图1  真空接触器的控制回路

D1～D5：整流二极管；Q1～Q2：电磁线圈；C：电容；ZK1：辅助开关常闭端子

2.2  真空接触器在维持状态下的控制回路及其分析

真空接触器在维持状态下的控制回路如图4所示，此时，辅助开关常闭端子断开，电流经过电阻R和二极管D1，经过半波整流后，流入负载。维持状态下，电路中的负载除了真空接触器电磁系统的线圈外，还有限流电阻R，其电压波形如图5所示。设线圈的电阻为R_L，此时，线圈两端的电压为U=0.45u，则流过线圈的电流为0.45u/(R+R_L)。

图2  真空接触器吸合状态下的控制回路

D2～D5：整流二极管；Q1～Q2：电磁线圈；C：电容；ZK1：辅助开关常闭端子

图3  真空接触器吸合状态下负载两端的电压波形

图4  真空接触器维持状态下的控制回路

D1～D5：整流二极管；Q1～Q2：电磁线圈；R：电阻

图5  真空接触器维持状态下负载两端的电压波形

2.3  两种状态的比较

吸合状态下线路中消耗的电能为P_l=(0.9u)²/R_L，维持状态下线路中消耗的电能为P₂=(0.45u)²/(R+R_L)，一般情况下，R=(2.5～3)R_L，因此，P₁≈(14～16)P₂，即P₂/P1=6％～7％，维持状态较吸合状态节能90％以上。

3   真空接触器电磁系统及其分析

真空接触器采用直流电磁系统。直流电磁系统以纯铁作为铁芯，其结构有拍合式，也有螺管式。但不管哪一种形式，由于线圈中的电流为直流电，其大小和方向都不会随时间发生变化，铁芯中的磁通不会发生变化，因而不会产生磁滞和涡流损耗，同时也解决了交流电磁系统因线圈过热而烧坏，以及噪声严重的问题。

4   结论    真空接触器是节能的。真空接触器从两个方面实现了节能。一是控制回路系统，其电流由吸合时的P₁=(0.9u)²/R_L，变为维持时的P₂=(0.45u)²/(R+R_L)，节能大于90％，由于真空接触器长期处于维持状态，因此，其节能效果很明显；二是真空接触器直流电磁系统，由于交流电磁系统铁芯和分磁环中的损耗高达90％。所以，长期使用真空接触器会产生良好的经济效益。

浙江乐清环国电气有限公司 、、、、、