基于ATMEGA16的無弧交流接觸器智能控制系統(tǒng)設計
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1．2 接觸器線圈激磁系統(tǒng)工作原理
目前，傳統(tǒng)交流接觸器一般采用交流吸合、交流吸持和隨機分斷的方式。實驗得知，無論是380V線圈還是220V線圈，只要加上不低于160V的直流電壓，接觸器均能可靠吸合，并且減少二次彈跳幾率，穩(wěn)定吸合時只要維持電壓不低于15V，就可以穩(wěn)定保持吸合狀態(tài)。而且采用直流運行方式可以從根本上消除交流接觸器的噪聲和振動，大大降低能耗，提高使用壽命。通過實驗發(fā)現(xiàn)，當對接觸器線圈采用240V激磁電壓、24V保持電壓策略時，接觸器不僅可以可靠閉合，觸頭碰撞回跳時間也很短。所以智能交流接觸器采用了穩(wěn)壓直流可控激磁、低壓直流保持的電磁系統(tǒng)智能化操作方案。
本實驗在傳統(tǒng)交流接觸器的基礎上，對其控制回路采用智能化控制，通過對施加在接觸器線圈兩端的電壓進行PWM控制及自適應調節(jié)，實現(xiàn)了智能無弧交流接觸器在寬電壓范圍(AC240V～380V)內均能高品質可靠穩(wěn)定工作，同時還解決了由于電網(wǎng)電壓波動過大引起接觸器工作不穩(wěn)定的問題。激磁系統(tǒng)控制原理圖如圖5所示。本文引用地址：http://cafeforensic.com/article/159492.htm
由圖5所示電路產(chǎn)生接觸器激磁電壓240V和保持電壓24V。在此我們先討論輸出240V的情況。交流輸入電壓經(jīng)整流電路整流后通過電力電子器件IGBT施加到接觸器激磁線圈上，微控制器根據(jù)測量電路檢測輸入電壓大小，由PWM模塊產(chǎn)生適當頻率及占空比的脈沖觸發(fā)IGBT，控制IGBT的導通與截止，最后得到直流激磁電壓240V加到接觸器線圈兩端。系統(tǒng)還具有線圈電壓檢測電路，若線圈電壓高于240V，則按一定比例減小PWM占空比，同樣，若線圈電壓低于240V，則按一定比例增大PWM占空比，保證了接觸器的穩(wěn)定吸合。最后，在接觸器激磁結束后，通過單片機控制系統(tǒng)快速調節(jié)占空比以產(chǎn)生保持所需要的24V直流小電壓，從而接觸器實現(xiàn)節(jié)能、無噪聲吸合。
圖6給出了PWM脈沖調制電路原理圖，輸入電壓經(jīng)整流電路后，通過IGBT開關管加在接觸器線圈兩端，由ATMEGA16單片機內都調制產(chǎn)生的PWM脈沖通過右端PWM輸入，當單片機輸出低電平時，光耦導通，R2上有電流流過，場效應管VT1截止，VT2導通，IGBT正偏而導通；當單片機輸出高電平時，光耦截止，R2上無電流流過，場效應管VT1導通，VT3管導通，-5V電壓經(jīng)R4加在IGBT柵射極之間，使IGBT迅速關斷。從而控制了接觸器線圈兩端電壓大小。圖中二極管VD為接觸器線圈提供續(xù)流通道。
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