BST-902-30A大功率磁保持继电器.doc

BST-902-30A大功率磁保持继电器 产品描述ST-902(A)-30A 该继电器由直流脉冲电压驱动通以反向脉冲电压则转换开关状态，在保持开关状态不变时，靠磁钢磁力，线圈不耗电因 此该产品触点接触压力大，接触电阻小，耐振动耐冲击，动作电压范围宽，灵敏可靠，体积小巧，可长时间大负载工作可用于各种家电和自动控制装置中是IC卡预付费电表，集中抄表系统中切换大电流电路首选节能元件2.技术特性 触点形式 一组常开，一组常闭 额定电压 DC；5-24V 线圈功耗 1W 接触压降 100mv 触点负载10A，30A,50A,250VAC 绝缘电阻 1000m 介质耐压 线圈触点间；2000VAC 触点之间 AC1500VAC额定负载时端子温升 55（测试条件20） 端子连接方式 可点焊铜软绞线 工作位置 任意 环境温度 -25+55 相对湿度 +40达95% 大气压力 86106kpa 振 动 1055Hz 双振幅1.5mm 冲 击 500m/s,11ms 寿 命 104次重 量 40g3.线圈数据额定电压 (VDC)线圈电阻 （10%） 线圈电流 （A）保持/复位电压 （VDC）脉冲宽度 （ms)5250.223.751006800.13.66.75100121450.084.89.0100245750.049.6181004外形尺寸 磁保持继电器磁保持继电器属于电磁继电器的一种。继电器是一种当输入量（电、磁、声、光、热）达到一定值时，输出量将发生跳跃式变化的自动控制器件。电磁继电器是在输入电路内电流的作用下，由机械部件的相对运动产生预定响应的一种继电器。磁保持继电器是将磁钢引入磁回路，继电器线圈断电后，继电器的衔铁仍能保持在线圈通电时的状态，具有两个稳定状态。当要求有很低的电力损耗时，可采用磁保持继电器。它不需要连续供电，只需提供一个足够大的脉动电压，就可保证产品吸合，但线路设计时，需提供正反向电压。磁保持继电器出厂时，处于复位状态（常开触点断开，常开触点闭合）。在使用磁保持继电器时应注意一下几点：磁保持继电器出厂时，处于复位状态（常开触点断开，常开触点闭合）。由于运输等过程受到冲击作用，继电器触点可能处于置位状态（常开触点闭合，常闭触点断开），为避免使用时出现故障，建议在装配前进行触点状态检测，或在主回路通电前封线圈施加复位电压，保证触点状态正确，对于便携式产品应特别注意。磁保持继电器的线圈驱动脉冲应足够宽，建议取5倍动作时间以上，保证可靠动作。在使用双线圈磁保持继电器时，双线圈不可同时施加电压，以避免误动作。对单线圈磁保持继电器，其线圈不应串联续流二极管，以免续流引起继电器反向动作，驱动线路应选择有足够耐压的元件。本设计中采用的是上海贝斯特电器制造有限公司生产的BST-902，内部结构和外形图入图3.10所示。其工作电压为DC12V，承受的电流为50A，电压为AC250V。利用磁保持继电器本身的特性，降低了复合开关的电能损耗。复合开关的基本工作原理为：将可控硅开关与磁保持继电器并接，实现电压过零导通和电流过零切断，使复合开关在接通和断开的瞬间具有可控硅开关的优点，而在正常接通期间又具有接触器开关无功耗、无电压电流谐波的优点。实现方法是：电容器投入时是在电压过零瞬间可控硅先过零触发，稳定后再将磁保持继电器吸合导通；而切除时是先将磁保持继电器断开，可控硅延时过零断开。复合开关具有投切无涌流、无谐波功耗小、使用寿命长的特点。根据电容器连接方式的不同，复合开关可对电网的三相进行无功补偿也可对单相进行无功补偿，现在主要采用两种补偿相结合的方式。三相负荷比较平衡的情况下采用三相共补的形式，电容器为三角形连接方式；负荷不平衡、三相的功率因数角和电流差异较大的情况下采用分补的形式，电容器为星形连接方式，以满足分相补偿的要求。采用三角形连接方式具有一定的优势：第一，可以降低可控硅的电流容量；第二，电容器电压能够保证，没有中性点引起的电压漂移；第三，避免中线电流。如果采用星形连接，那么可控硅中电流为三角形接法的3倍，而且在投切过程中可能有较大的中线电流，将产生较大的电压漂移，影响投入时的准确角度，可能会产生投切冲击电流。图2.2(f)所示为三角形外控制接线方式（可控硅在电容器三角形外），它与三角形内控制接线（图2.2(a)）相比，可控硅的耐压有所降低，但是电容器的耐压将升高。三角形接法的主电路一般采用的是三角形外三相控制的接线方式。以单相补偿为例，单相补偿电路图如图2.3(a)所示，双向可控硅只在将电容器并入电网或从电网断开时起作用，稳定导通后磁保持继电器作用于电路中，串联的小电感用来抑制电容器投入电网时可能造成的冲击电流的。过零检测极性转换电路的主要功能是控制输出电压极性的转换。本论文设计的复合开关中用到的机械开关是磁保持继电器的触点，由于该器件具有磁保持的特性，要改变其触点状态，需加反相直流脉冲电压。该极性转换电路就是用来改变磁保持继电器线圈的极性，达到改变其触点状态的目的。由图3.9可见，极性转换电路由控制继电器K1、K2，二极管D2、D3、D4和磁保持继电器J1组成。控制继电器K1、K2的工作电压都为5V直流电，因此，不需另加驱动电路，可直接由单片机控制。K1含两对常开触点和两对常闭触点，公共端接磁保持继电器的线圈，用于控制磁保持继电器的线圈。K2含一对常开触点，用于控制12V的电源回路。极性转换电路的基本工作原理是：当磁保持继电器触点需要闭合时，先令单片机的PC1端输出为“0”，使K1的常闭触点连到磁保持继电器的线圈上；再令PA3端输出为“1”，使12V的直流回路导通。这样给磁保持继电器的线圈加上正12V直流电压，磁保持继电器的触点闭合。当触点稳定闭合后，令PA3端输出为“0”，K2线圈断电，使其触点断开，然后令PC1端输出为“0”，K1线圈断电，使触点恢复常态。当磁保持继电器触点需要断开时，先令单片机的PC1端输出为“1”，使K1的常开触点连到磁保持继电器的线圈上；再令PA3端输出为“1”，使12V的直流回路导通。这样给磁保持继电器的线圈上加上负12V直流电压，使其断开。当磁保持继电器触点断开后，同样使K1、K2线圈断电，触点恢复常态。此电路利用磁保持继电器具有磁力维持触点状态的特性，使其只在触点状态转换瞬间需要一个正或负的脉冲电压，正常工作时不需电压来维持，因此设计的复合开关具有功耗小的特点。由可控硅和磁保持继电器的动作时序可知：在投入补偿电容器时，使可控硅在电压过零瞬间导通，电容两端电压不突变，不产生冲击电流；正常工作时，磁保持继电器取代可控硅接入补偿回路，因为磁保持继电器吸合导通不产生谐波，而且不需要电的维持。由于磁保持继电器的接触电阻小，因而不发热，这样就不用外加散热片或风扇，降低了成本并达到了节能降耗的目的。可控硅、磁保持继电器时序控制程序流程图如图4.2所示。当复合开关接收到投入命令后，单片机开始检测过零检测电路输出端的电压信号，一旦检测到其输出端有上升沿跳变后，立即发出命令触发可控硅导通；延时一段时间确保可控硅导通后，给磁保持继电器线圈加正脉冲电压使其触点闭合；延时一段时间后关断可控硅控制信号，使其在电流为零时自然关断。当复合开关接收到切除命令后，先触发可控硅导通；延时一段时间确保可控硅导通后，给磁保持继电器线圈加负脉冲电压使其触点断开；延时一段时间后关断可控硅控制信号，使其在电流为零时自然关断。图4.2中调用有触发可控硅导通子程序，该子程序的详细流程如图4.3所示。复合开关接到投入电容信号，并在电压过零点时发出触发可控硅信号。延时一段时间后，检测可控硅是否导通