CN1237695C - 多功能复合接触器 - Google Patents

多功能复合接触器 Download PDF

Info

Publication number
CN1237695C
CN1237695C CNB021186820A CN02118682A CN1237695C CN 1237695 C CN1237695 C CN 1237695C CN B021186820 A CNB021186820 A CN B021186820A CN 02118682 A CN02118682 A CN 02118682A CN 1237695 C CN1237695 C CN 1237695C
Authority
CN
China
Prior art keywords
alternating current
phase
motor
current
current motor
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Lifetime
Application number
CNB021186820A
Other languages
English (en)
Other versions
CN1375923A (zh
Inventor
郑容昊
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
LS Electric Co Ltd
Original Assignee
LG Industrial Systems Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by LG Industrial Systems Co Ltd filed Critical LG Industrial Systems Co Ltd
Publication of CN1375923A publication Critical patent/CN1375923A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN1237695C publication Critical patent/CN1237695C/zh
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02H—EMERGENCY PROTECTIVE CIRCUIT ARRANGEMENTS
    • H02H7/00—Emergency protective circuit arrangements specially adapted for specific types of electric machines or apparatus or for sectionalised protection of cable or line systems, and effecting automatic switching in the event of an undesired change from normal working conditions
    • H02H7/08—Emergency protective circuit arrangements specially adapted for specific types of electric machines or apparatus or for sectionalised protection of cable or line systems, and effecting automatic switching in the event of an undesired change from normal working conditions for dynamo-electric motors
    • H02H7/09—Emergency protective circuit arrangements specially adapted for specific types of electric machines or apparatus or for sectionalised protection of cable or line systems, and effecting automatic switching in the event of an undesired change from normal working conditions for dynamo-electric motors against over-voltage; against reduction of voltage; against phase interruption
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H9/00—Details of switching devices, not covered by groups H01H1/00 - H01H7/00
    • H01H9/54—Circuit arrangements not adapted to a particular application of the switching device and for which no provision exists elsewhere
    • H01H9/541—Contacts shunted by semiconductor devices
    • H01H9/542—Contacts shunted by static switch means
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
    • H02P25/00—Arrangements or methods for the control of AC motors characterised by the kind of AC motor or by structural details
    • H02P25/02—Arrangements or methods for the control of AC motors characterised by the kind of AC motor or by structural details characterised by the kind of motor
    • H02P25/04—Single phase motors, e.g. capacitor motors
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H9/00—Details of switching devices, not covered by groups H01H1/00 - H01H7/00
    • H01H9/54—Circuit arrangements not adapted to a particular application of the switching device and for which no provision exists elsewhere
    • H01H9/541—Contacts shunted by semiconductor devices
    • H01H9/542—Contacts shunted by static switch means
    • H01H2009/543—Contacts shunted by static switch means third parallel branch comprising an energy absorber, e.g. MOV, PTC, Zener
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02H—EMERGENCY PROTECTIVE CIRCUIT ARRANGEMENTS
    • H02H7/00—Emergency protective circuit arrangements specially adapted for specific types of electric machines or apparatus or for sectionalised protection of cable or line systems, and effecting automatic switching in the event of an undesired change from normal working conditions
    • H02H7/08—Emergency protective circuit arrangements specially adapted for specific types of electric machines or apparatus or for sectionalised protection of cable or line systems, and effecting automatic switching in the event of an undesired change from normal working conditions for dynamo-electric motors
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02H—EMERGENCY PROTECTIVE CIRCUIT ARRANGEMENTS
    • H02H9/00—Emergency protective circuit arrangements for limiting excess current or voltage without disconnection
    • H02H9/001—Emergency protective circuit arrangements for limiting excess current or voltage without disconnection limiting speed of change of electric quantities, e.g. soft switching on or off

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Motor And Converter Starters (AREA)
  • Control Of Ac Motors In General (AREA)

Abstract

一种多功能复合接触器除了能起动、运行和停止电动机的外，还具有预防异常状态发生的电动机保护功能，在并联有电动机保护继电器(EMPR)的情况下，只用一个多功能复合接触器就能收到相同的效果。而且，与电动机保护继电器(EMPR)并联连接的情况相比，该产品的尺寸显著地减少了。而且，由于半导体开关仅仅在起动和停止的开始阶段被闭合，与传统的软起动方法相比，该半导体开关的额定电流功率和大小显著地减少了，在传统的软起动方法中，该半导体开关用于控制所有的起动、运行和停止。

Description

多功能复合接触器
技术领域
本发明涉及一种多功能复合接触器，更具体地说是涉及一种多功能的复合接触器，它具有电子电动机保护继电器(EMPR)的功能和选择性地以直接起动方式或软起动方式来起动电动机的功能。
背景技术
通常，起动电动机的方法包括：利用一个继电器和一个继电器触点直接向电动机提供电源电压的直接起动法；使用半导体开关装置的软起动法。
直接起动方法有一个问题，即，由于电源电压是直接提供给电动机的，所以在提供电源时会产生大量的冲击电流从而损坏电动机以及接触器的触点。
为了保护电动机避免在起动时产生的冲击电流的损坏，已经提出了一个改进该直接起动法的方法，在该方法中，电动机是通过一个所谓的‘星形连接’来起动的，而且该星形连接在被转变为一个所谓的‘三角形连接’来运行该电动机，以提供稳定的电源电压，如图1所示。
图1图示了一个采用该现有技术的电动机控制装置。
如图1所示，一个电动机控制装置包括：一个断路器(MCCB：模制盒式断路器)11，用于传导或者切断从三相电源端(R，S，T)输入的电源电流；一个电动机保护继电器(EMPR)14，用于监视电动机16运转期间的转化相位、相位差额、相位紊乱、过载或者过电流，以便确定在提供给电动机16的电源电流中是否有误差并且保护该电动机16；一个电源接触器(MCM)15，用于切换-控制来自该电动机保护继电器14的、通过电动机16的线圈U，V和W而施加到该电动机16的三相电流；和一个操作接触器(MCD)17，用于切换-控制来自电动机保护继电器14、通过电动机16的线圈X，Y和Z而施加于电动机16的电流；一个起动接触器(MCS)18，被连接到电动机16的线圈X，Y和Z并在起动时被打开；一个辅助电路13，被连接到该三个接触器15，17和18并顺序控制接触器15，17和18的开/关(ON/OFF)。
现在将描述对上述结构的电动机控制装置的操作。
首先，在模制盒式断路器11的三个触点被闭合而提供三相交流电(以下缩写为AC)的状态下，当一个用户为了运行该电动机16而按下连接到辅助电路13的起动开关12时，电动机保护继电器14就提供三相电流，并且同时开始连续监视该提供给电动机16的电路上的电流。
同时，辅助电路13对安装在其中的电源接触器控制继电器(未示出)和起动接触器控制继电器(未示出)进行磁化，以关闭该电源接触器和起动接触器18，并且因此，电动机16采取一种所谓的星形连接(即，Y形连接)结构并且开始转动。
接着，在电动机16起动之后且经过一个预置时间时，该辅助电路停止对起动接触器控制继电器的磁化，以断开(OFF)起动接触器18并对运行接触器控制继电器进行磁化，以关闭操作接触器17。
然后，当电动机16的连接结构被转变为一个所谓的‘三角形连接’后，一个额定电压被提供给该电动机16。
同时，当该电动机16开始转动并产生电流时，电动机保护继电器14为了确定在该电流中是否存在错误而对该电流进行连续的测量。
如果从该电流中检测到错误，那么来自电动机保护继电器14的一个断开信号将通过辅助电路13发送到电源接触器15，这样电源接触器15就会被放开，从而切断正提供给电动机16的电源。
然而，虽然传统的发动机控制装置具有所谓的星形/三角形连接结构转换方法，有利地减少了冲击电流，但是它缺乏一个完整的软起动特性。而且，为了减少冲击电流，需要三个接触器，一个用于切换起动和运行的计时器和三个接触器控制继电器，它们只会使结构复杂、体积增大。
而且，如果电动机被频繁地打开和关闭，则接触器的触点和电动机可能会由于在接触器的触点产生的电弧放电而被损坏。
此外，传统的发动机控制装置不能应用于一个没有星形-三角形连接转换的功能的电动机上。
也就是说，通常，在电动机具有一个三相380V或者440V的额定电压的情况下，如果额定电压为220V，那么电动机以三角形连接结构运行，而如果额定电压为380V或者440V，那么电动机以星形连接结构运行。
因此，在额定电压是380V或者440V的情况下，由于‘星形连接’本身是一种把额定电压施加到电动机的线圈上的情况，所以一个适当的电动机需要特别制造以便应用该星形-三角形接线方法。
作为本问题的一个解决方案，使用了一个用于控制应用于电动机的电平的固态开关软起动器(SSSS)或者一个用于通过频率来转换电压的可变电压可变频率(VVVF)方法。
然而，比起在星形-三角形连接方法下运行的本设备而言，这样的设备更加昂贵，而且难以应用。
而且，就仅仅由半导体开关构成的SSSS而论，在电流导通期间，由于开关两端的烧损而产生热，这样就要求有一个大的散热器来散热，从而导致该发动机控制装置的尺寸变大。
图2是现有技术的复合接触器的示意方框图。
如图2所示，一个使用复合接触器来防止在关闭机械继电器触点的一刹那所产生的电弧电流的软起动类型电动机控制装置包括：一个连接在交流电源30和负载(电动机)60之间的接触器的主触点40；一个继电器50，用于控制该接触器的主触点40的切换；一个转换装置23，具有硅可控整流器(SCR1和SCR2)，即，半导体转换装置，该装置并联连接在主触点40的反方向上并且在每次恰在主触点40关闭之前和恰在其关闭之后被打开从而提供一个负载电流；一个限幅器22，用于把在转换装置的两头产生的峰值电压限制在预定值之下；一个驱动线圈电压控制器80，用于把线圈驱动电压(Y_coil)输出到继电器50，检测一个输入的驱动电压(V_input)的电平变化，以及输出一个闸门驱动脉冲流(Vx)；以及，闸门驱动部件21和70，由该闸门起动脉冲流(Vx)驱动并提供一个驱动信号到该开关装置。
限幅器22包括一个电阻R3，一个电容器C3和一个限制过电流的可变电阻(ZNRL)。
图3是图2中的驱动线圈电压控制器的一个详细方框图。
如图3所示，该驱动线圈电压控制器包括：一个整流电路81，用于把交流输入电压(V_input)转换为直流电流并输出该直流电，这样无论是何种类型的AC或者DC，都会把一个从外部电源输入的驱动线圈驱动电压施加到其中；一个恒定电压产生电路83，用于接收来自整流电路81的直流电压并产生一个控制电压(Vcc)和一个驱动电压(Vdd)；一个分压电路82，用于把从整流电路81输入的直流电压分压成一个预定电平；一个电压检波电路84，如果从分压电路82和恒定电压产生电路83输入的电压比预定值高，则该电压检测电路将产生一个高电平信号，而且，如果从分压电路82和恒定电压产生电路83输入的电压比预定值低，则该电压检测电路将产生一个低电平信号；一个脉冲发生检波电路85，用于通过一个从电压检波电路84输出的信号来产生短脉冲(Tp，Ta，Te和Td)；一个脉宽控制器87，用于确定一个DC值，这样就可以根据驱动输入电压(V_input)、工作温度和流过驱动线圈的电流数量来显示一个最优的线圈驱动电压(V_coil)；一个振荡器和三角波发生器86，用于根据输入电压来产生一个三角波信号；以及，一个比较器，用于通过一个从脉宽控制器87和振荡器以及三角波发生器86输入的信号来产生一个脉宽调制波形(S_PWM)信号。
现在将对照图4来阐明对上述结构的复合接触器的操作。
图4是显示根据图2和3的操作的波形图。
首先，当输入电压(V_input)在一个任意时间点t0施加于驱动线圈电压控制器80时，该驱动线圈电压控制器80的整流电路31将该输入电压整流成一个直流电压，并把该直流电压输出到电压分压电路82和恒定电压发生电路83。
电压分压电路82把该输入的直流电压分压成一个特定电平，并且恒定电压发生电路83利用该输入的直流电压产生一个控制电压(Vcc)和一个驱动电压(Vdd)。
电压检波电路84根据分压电路82的输出电压和恒定电压发生检波电路83的输出电压(Vcc)来检测该输入的驱动电压(V_input)的一个电平变量，并且，如果该输人的驱动电压(V_input)增加到超过一个预制电平，则输出一个高电平检测信号(V_com)，如果该输入的驱动电压减少到低于一个预制电平，则输出一个低电平检测信号。
就是说，如图4B所示，在过了一个特定时间后的时间点(t1)，电压检波电路84的电平检测信号(V_corn)从低电平变到高电平。
当从电压检波电路84输出的电平检测信号(V_com)被输入到脉冲发生电路85时，该脉冲发生电路85的第一脉冲发生器85-1发生一个Tp脉宽的脉冲，以产生一个线圈驱动电压(V_Coil)(如图4C所示)，而第二脉冲发生器85-2产生一个Ta脉宽的周期脉冲(V_pulse)(如图4D所示)。
接着，对于时间间隔[t1-t2]，该接触器的主触点40并没有关闭而且处于一种可操作触点部件正在关闭的状态。
通常，为了关闭该接触器的主触点40，需要大约Tb(20～50ms)的时间(如图4E所示)，这样为了此目的，驱动线圈电压控制器80可能输出线圈驱动电压(V_coil)到继电器50并提供一个驱动信号到转换电路23的SCR1和SCR2的闸门G1和G2。这时，Ta变成‘0’，而且不再需要一个脉冲发生电路35b。
然而，为了将来自SCR1和SCR2的热量减到最少，脉冲发生器85-4将把SCR1和SCR2的开启操作延迟一定时间(Ta＝大约2ms)，并且在它本身的输出脉冲(V_pulse)从高电平变化到低电平的瞬间产生一个脉宽为Td的脉冲(如图4F所示)。
从脉冲发生器输出的脉冲通过“或”门(OR82)并且被输入到与门AD82。然后，与门AD82对“或”操作后的脉冲和比较器89的脉宽调制信号(S_Pwm)进行“与”操作，并且输出一个门驱动脉冲流(Vx)(参看图4G)。
一个门驱动电路70由从与门AD82输出的该门驱动脉冲流(Vx)驱动，并且SCR1和SCR2通过从门驱动电路70产生的门(G1和G2)的驱动信号来打开。
例如，当主触点40在一个时间点t3被关闭时，SCR1和SCR2在一个时间点t2被打开，这样电流通过如图4H所示的SCR1和SCR2提供给负载60。而且当主触点40打开的瞬间，SCR1和SCR2的两个端电压变为零，并且SCR1和SCR2被关闭。
即使该接触器的主触点40在时间点t3没有被完全地关闭并且发生一个颤动，如图4G所示，因为SCR1和SCR2通过提供给并联到主触点40的SCR1和SCR2的门G1和G2门的驱动脉冲流(Vx)重复地打开和关闭，直到一个任意的时间点t4，这样电弧电流就由SCR1和SCR2在该接触器的主触点40吸收掉了。
通过上述处理，即使已经完成了接触器的开启操作，如果一个高压仍然连续地提供给驱动线圈50，那么驱动线圈50可能被损坏或者可能产生一个强大的剩余磁场分量。这样，提供了一个如图4C所示的具有一个形状调整过的脉宽的线圈驱动电压(V_coil)。
此时，虽然脉宽很短但是已足够了，例如，只有几个微秒的宽度，并且在这方面，为了减少声频噪声，必须使用一个大约为20kHz的频率。
为了此目的，比较器89对振荡器和三角波发生器86的输出脉冲与脉宽控制器87的输出脉冲进行比较，从而产生一个脉宽调制信号(S_PWM)，并且把该脉宽调制信号(S_PWM)提供给与门AD81的一个输入端。
因此，如图4B和4C所示，所要求的脉冲流可以通过一个线圈驱动电路88在电压检波电路33的检测电压(V_corn)为高电平时的间隔中提供。
同时，当该输入驱动电压(V_input)开始从高电平变化到低电平时，该电压检波电路84的电平检测信号(V_Com)在一个任意时间点t5从高电平变化到低电平(如图4B所示)。
这时，脉冲发生器85-3产生一个脉宽为Te的脉冲(如图4F所示)。该脉冲通过“或”门82，然后，与门AD82用比较器89的输出信号和它进行“与”操作，并产生一个门驱动脉冲流(Vx)(如图4G所示)。
当该门驱动脉冲流(Vx)被输入到门驱动电路88时，门驱动电路89将产生SCR1和SCR2的门(G1，G2)驱动信号。
然而，主触点40在门驱动信号产生的同时并没有被开启而且发生了一定的延迟时间(Tc)。这样，SCR1和SCR2在对应的延迟时间间隔(t5-t6)中保持为关闭状态，而且在主触点40被打开的瞬间提供了负载电流。
此后，当SCR1和SCR2的门(G1，G2)驱动信号在一个时间点t7被关闭时，SCR1和SCR2将保持在导通状态，直到流向它们的电流的极性转变了，并在时间点t8关闭。
这时，在SCR1和SCR2的两头产生的峰值电压通过限幅器22被限制在一个特定值之下。
图41示出了一个最终提供给负载60的电流的传导间隔，其中该传导间隔为SCR1和SCR2被打开时的时间点t2到SCR1和SCR2被关闭时的时间点t8的间隔。图4H示出了在一个时间段内该复合接触器被打开和关闭时流向SCR1和SCR2的电流的间隔。
为了将在SCR1和SCR2处产生的热量减到最少，间隔Tf和Tg的长度应该设计成最小。
然而，如果采用上述的复合接触器来直接起动电动机，那么，通过并联在机械继电器触点上的半导体开关(SCR)来分配的电流的数量因负载的类型而不同。
也就是说，因为该并联的半导体开关在机械开关关闭之前先被打开了，这时一个由该半导体开关初始充电的大冲击电流，即一个与作为电动机的直接起动条件相同的条件下的额定电流的6-10倍的电流，流向电动机。
现在将参照图5A和5B对此进行描述。
图5A和5B示出了一个按照现有技术的复合接触器的电动机的负载图。图5A示出了一个所谓的′AC3类′疲劳试验状况，图5B示出了一个所谓的′AC4类′疲劳试验状况，在该状况中电流是额定电流的6-10倍。
因此SCR1和SCR2将在t2～t3的时间间隔内吸收浪涌电流。
由于该时间间隔的长度与机械触点的开关速度有关系，所以它并不是一个常数，而是用相当大的设计裕度来控制的。
一般地，它的控制期为60赫兹的2-3个周期，而且，所需的半导体转换装置的电容量要按照浪涌电流的持续长度和大小来设计。
总之，在使用固体电路控制器的情况下，它允许10倍的浪涌电流持续0.6秒(大约60赫兹的3个周期)，该固体电路控制器要求容量是额定电流容量2-3倍的高成本的半导体开关器件，并且产品的成本将会被提高。
发明内容
因此，本发明的一个目的是提供一种能够有选择地以直接起动方式或者软起动方式来起动交流电动机的多功能的复合接触器。
本发明的另一个目的是提供一种能够吸收冲击电流并抑制在以直接起动方式起动时产生电弧的多功能复合接触器。
本发明的再一个目的是提供一种能够减少半导体开关的容积和尺寸的多功能复合接触器，其方式是在起动和运行期间通过一个机械继电器触点提供电流来驱动交流电动机以及只在起动和停止时通过一个半导体开关提供电流来驱动交流电动机。
本发明的再另一个目的是提供一个除了能够进行运转/停止控制外还能在发生诸如过电流、反相、相位缺陷或者相位失衡等的异常电流时保护电动机而且能够在出现这种异常电流时进行显示和/或警告的多功能复合接触器。
为实现本发明的目的和这些及其他优点，正如实施例的描述和此处的大致描述，提供了一种多功能接触器，可用于电动机驱动控制系统，该系统包括：一个继电器触点，安置在交流电源和交流电动机之间，并能够切换到断开位置或闭合位置来提供或者切断从交流电源到交流电动机的电源；和一个继电器，用于控制继电器触点的切换，该多功能接触器包括：一个电流检测装置，用于检测从交流电源到交流电动机的各相电流；一个起动模式选择开关装置，用于有选择地以直接起动方式或者软起动方式来起动交流电动机；一个半导体开关装置，并联连接在继电器触点上，如果该选择开关装置被选择为直接起动模式，那么通过施加第一触发信号到半导体开关装置，以在切换到该继电器触点的闭合位置之后关闭上一个预置时间来吸收由于继电器触点的振动而产生的电弧电流，如果该选择开关装置被选择为软起动模式，那么通过施加有相差的第二触发信号到半导体开关装置并执行相角控制，以在继电器触点闭合之前打开和关闭一个预置时间来软起动交流电动机；一个显示装置，用于显示交流电动机的运行状态和提供给交流电动机的交流电流的异常状态；一个设置装置，用于设置额定电流，当交流电动机直接起动时，设置在一个预定时间内忽略过电流的滞后时间，以及当交流电动机软起动时，设置起始时间；一种运转/停止开关装置，用于有选择地运转和停止交流电动机；和一个控制器，连接到电流检测装置、继电器、继电器触点、选择开关装置、半导体开关装置、显示装置、运转/停止开关装置以及设置装置，以便依赖运转/停止开关装置的运转或者停止、来自电流检测装置的检测电流和选择开关装置的设置模式等来控制该继电器、半导体开关装置和显示装置。在一实施例中，还包括一种用于警告出现异常状态的装置，其连接在交流电源和交流电动机之间。
根据本发明的另一方面，提供一种多功能复合接触器，包括：一种电流检测装置，用于检测从交流电源到交流电动机的各相电流；一个继电器触点，安置在交流电源和交流电动机之间，并能够切换到断开位置或者闭合位置来提供或者切断从交流电源到交流电动机的电源；一个继电器，用于控制继电器触点的切换；一个起动模式选择开关装置，用于有选择地以直接起动方式或者软起动方式来起动交流电动机；一个半导体开关装置，并联连接在继电器触点上，如果该选择开关装置选择为直接起动模式，那么通过施加第一触发信号到半导体开关装置，以在切换到该继电器触点的闭合位置之后关闭一个预置时间来吸收由于继电器触点的振动而产生的电弧电流，如果该选择开关装置选择为软起动模式，那么通过施加有相差的第二触发信号到半导体开关装置并执行相角控制，以在继电器触点闭合之前打开和关闭一个预置时间来软起动交流电动机；一个显示装置，用于显示交流电动机的运行状态和提供给交流电动机的交流电流的异常状态；一个设置装置，用于设置额定电流，设置交流电动机直接起动时在一个预置时间内忽略过量电流的滞后时间，以及设置交流电动机软起动时的起始时间；一个运转/停止开关装置，用于有选择地运转和停止交流电动机；以及一个控制器，连接到电流检测装置、继电器、继电器触点、选择开关装置、半导体开关装置、显示装置、运转/停止开关装置以及设置装置，以便依赖运转/停止开关装置的运转或者停止、来自电流检测装置的检测电流和选择开关装置的设置模式来控制该继电器、半导体开关装置和显示装置。
在一实施例中，进一步包括一个电压检测装置，用于检测从交流电源提供给交流电动机的各相电压。
本发明的上述及其他的目的、特征、方面和优点将在下列结合附图对本发明的详细说明中变得更加明显。
附图说明
所包括的本附图有助于进一步了解本发明而且是构成此说明书的一部分，它图示了本发明的实施例，结合本描述就足以说明本发明的原理了：
在本附图中：
图1示出了根据现有技术的一种星形-三角形可转换的发动机控制装置的电路结构；
图2是一个根据现有技术的复合接触器的方框图。
图3是一个根据现有技术的在图2中示出的驱动线圈电压控制器的详细方框图；
图4A至4I是根据现有技术并按照图2和3中的操作所示出的波形图；
图5A和5B示出了根据现有技术的复合接触器的交流电动机的负荷曲线图；
图6是根据本发明的优选实施例的一种多功能复合接触器的方框图；
图7A到7F是根据本发明的优选实施例当电动机以直接起动模式运行时图6中的大部分信号的波形图；以及
图8A至8H是根据本发明的优选实施例当电动机以软起动模式运行时图6中的大部分信号的波形的视图；
具体实施方式
现在将参考本附图来详细描述根据本发明的优选实施例的一种多功能复合接触器。
图6是根据本发明的优选实施例的一种多功能复合接触器的方框图。
根据此发明的多功能复合接触器600是用于控制交流电动机300的起动、运转或停止的一种装置，而且该复合接触器600可以和一个断路器400一起使用，该断路器400串连到3相电源线路(R，S，T)上，并且，当在交流电源和交流电动机300之间的电路上发生过电流或漏电时中断电路；一个继电器100，用于控制交流电动机300的驱动；以及，一个继电器触点200，由继电器100将其切换-控制到一个停止位置或者一个断开位置。
继电器100被从复合接触器600输出的一个控制信号磁化，而且该继电器包括有输入端P1和P2，用来接收从复合接触器600输出的该控制信号。
继电器触点200被安装在交流电源和交流电动机300之间，并能够根据该继电器100的磁化而切换到断开位置或者闭合位置从而提供或者切断从上述的交流电源到交流电动机300的电源。69X到69Z的每个数字代表了各个相位的触点。每个字符X，Y，Z代表一个用于把触点69X-69Z连接到恒定电压发生和电压/电流测量装置620上的电路线路。
交流电动机300可能是两相交流电动机、三相交流电动机或者一个多相交流电动机，在图6中示出了三相交流电动机的一个实施例。
断路器400包括对应于每个相位的切换机构(400R，400S，400T)，用于把各相电路切换到闭合该电路的接通位置以及到中断该电路的OFF或者断开位置。
复合接触器600包括一个电流检测装置610，用于检测从交流电源提供到交流电动机300的各相电流，并具有对应于各个相位的三个变流器(CTs)610R，610S和610T，而且被安装到连接在断路器400和交流电动机300之间的电路线上。
恒定电压发生和电压/电流测量单元620可被分为一个恒定电压发生装置和一个电压/电流测量装置。
恒定电压发生装置包括一个恒定电压发生电路，该电路具有：一个“交流电-直流电”整流器，用于把220V，60Hertz的3相交流电整流为直流电；二个变压器，用于把从该交流电-直流电整流器输出的直流电压向下-变压为5V的直流电控制电压，并从中输出一个恒定电压信号Vdd。
电压/电流测量装置包括：一个转换电路，用于把从电流检测装置610的每一个变流器610R，610S和610T检测到的模拟电信号转换成控制器630可以读取的数字电信号，以便测量提供给交流电动机300的各相电流；以及，一个放大电路，用于放大从每一个变流器610R，610S和610T检测到的电信号并作为电压信号将它们输出。
其中，为了测量提供给交流电动机的各相电压，除用于放大该检测到的相电流并获取上述电压信号的方法之外，还可以在三相电源线R、S和T之间安装一个电势变压器(简写为PT)来直接获取电压信号。
该变流器610R，610S和610T以及该电势变压器可以内置于多功能复合接触器也可以外置于该多功能复合接触器。
就是说，在制造本发明的该多功能复合接触器产品时，变流器610R、610S和610T以及电势变压器可以与复合接触器分开制造和销售，也可以按意图连接在多功能复合开关中使用。
恒定电压发生和电压/电流测量装置620的输入与变流器610R、610S和610T相连接，三相电源线R、S和T与继电器触点200X、200Y和200Z以及测量装置620的输出与控制器630相连接。
控制器630是一种用于控制继电器100、半导体转换装置640和显示部件650的装置，由包括中央处理器(CPU)、随机存取存储器(RAM)和只读存储器(ROM)的微处理器构成，也可能由一个单片机构成。
控制器630的输入与测量装置620、设置部件660、测试端口Test、运转/停止开关和启动方式选择装置相连接，而控制器630的输出与继电器100、显示部件650和半导体开关装置640相连接。
半导体开关装置640和继电器触点200X、200Y和200Z并联连接在断路器400和交流电动机300之间的电源线R、S和T上，这样，当选择开关装置被选择为直接起动模式时，半导体开关装置640就可以吸收由于继电器触电200X、200Y和200Z的振动而产生的电弧电流，其方式是在把继电器触点200X，200Y和200Z切换到闭合位置之后闭合一段预置时间；以及当选择开关被选择为软起动模式时，半导体开关装置640在继电器触点200X、200Y和200Z闭合之前打开以及闭合一段预置时间，以便软起动交流电动机300。
就半导体转换装置640而言，除了一个三端双向可控硅开关元件、一个硅可控整流器(缩写为SCR)、一个控制极可关断晶闸管(缩写为GTO)、一个绝缘栅控制半导体闸流管(缩写为IGCT)、一个反向导通晶闸管(缩写为RCT)，还可以使用一个绝缘栅双极晶体管(缩写为IGBT)。
显示装置650是用于显示交流电动机的运行状态和/或提供给交流电动机300的交流电流的异常状态的装置，由一个液晶显示器，一个光发射器和一个指示灯构成。
当把液晶显示器(以下缩写为LCD)用作显示装置650时，运行状态可被显示为字符‘RUN’和‘STOP’，异常状态可能显示为字符‘over current’(过电流)，‘phase inversion’(相位倒置)，‘phase deficiency’(相位缺陷)，‘unbalance ofphases’(相位失衡)。
在把光发射器(以下缩写为LED)用作显示装置650的情况下，在‘overcurrent’(过电流)、‘phase inversion’(相位倒置)、‘phase deficiency’(相位缺陷)、‘unbalance of phases’的全部或至少其中一种在本发明的复合接触器的前盖做成符号之后，LED在靠近该符号段的位置被安装以用于显示。
在把指示灯用作显示部件650情况下，当上述异常状态中的一种发生时，指示灯在响应发自控制器630的控制信号时打开。
设置装置660包括：一个可变电阻器VR1，用于设置提供给交流电动机300的电流的额定电流值；一个可变电阻器(VR2)，用于在直接起动交流电动机300中设置一个滞后时间，在该滞后时间内忽略一个预置时间段的过电流；以及，一个可变电阻器(VR3)，用于设置在软起动交流电动机300中设置一个起始时间。
设置装置660可包括：一个这样的装置，用于设置各相电流或者各相电压的均方根值的一个容许差值率，以便检测相位的失衡，而且该装置可能由一个可变电阻器或者一个用于发生一个对应于该差值率的按键开关构成。
测试端口是一种根据从控制器630输出的控制信号通过磁化继电器100来测试继电器触点200的装置。在断路器400处于断路状态的状态下，外部直流电源被连接到该测试端口而且向控制器630提供一个测试电压(VTEST)，控制器630向继电器100输出一个控制信号以便关闭继电器触点200。那样做了以后，根据闭合继电器触点200时发生的声音，可以测试根据本发明的复合接触器的操作故障。
通过用户驱动或者停止电动机来操作的运转/停止开关可以设计成为一个按钮开关或者扳钮开关。
当用户操作运转/停止开关使其切换到运行位置时，一个对应的位置选择信号被传送到控制器630。然后，响应于该位置选择信号，控制器630发送一个控制信号到继电器100或者半导体开关装置640，用于闭合他们，这样交流电源被提供给交流电动机300，而且因此交流电动机300被驱动起来。
当用户将运转/停止开关切换到停止位置时，一个对应的位置选择信号被传送到控制器630。然后，响应于该位置选择信号，控制器630发送该控制信号到继电器100或者半导体开关装置640，这样继电器触点200或者半导体开关装置640被切换到断开位置来停止将交流电源提供给交流电动机300，而且因此交流电动机300被关闭了。
该位置选择信号是一种具有依开关的ON或者OFF而定的高电平或者低电平的电压信号。
一个起动模式选择开关，用于选择用户什么时候以直接起动方式或者软起动方式来起动交流电动机300；
因此，当用户将选择开关置为直接起动模式并把RUN/STOP开关切换到运行位置时，交流电动机300以直接起动起动并保持在运转状态，直到用户把RUN/STOP开关切换到停止位置。
现在将参照图6至8描述本发明的多功能复合接触器的操作。
根据本发明，按照该多功能复合接触器的交流电动机的起动，交流电动机是根据由用户选择的起动方式选择开关的位置选择性地以直接起动模式或者软起动模式运行的。
首先，将参照图6和7A至7F来描述在用户选择起动方式选择开关为直接起动模式的情况下，对多功能复合接触器从起动交流电动机到停止交流电动机的操作。
图7A至7F是根据本发明的优选实施例示出的当电动机以直接起动模式运行时图6中的大部分信号的波形的视图；
当用户把断路器400切换到闭合位置而且触点400R、400S和400T被关闭时，电源可以从交流电源通过断路器400提供至交流电动机300。
而且在此状态下，测量装置620将三相交流电整流且向下变压成直流电，并且向控制器630提供恒定电压信号Vdd。
在此状态下，当用户把RUN/STOP开关切换到运行位置来驱动交流电动机300时，如图7A所示，位置选择信号(V_Run)的电位在时间点t1从低电平的变化到高电平。
当控制器630接收来自运转/停止开关的具有已经转变为高电平的电位的位置选择信号(V_Run)时，它把驱动控制信号(VSM)发送到继电器100。
因为继电器100被设计为线圈形式，所以它用一个长为Ta的滞后时间(如图7B所示)来达到该驱动电压，即被磁化，然后在时间点t2关闭继电器触点200。
当机械触点69X、69Y和69Z，即通过磁化继电器100向交流电动机300提供交流电源的主触点，被关闭时，立刻就有大量的冲击电流从电源流向负载，即，交流电动机300。(参看图7D和7F)
该冲击电流通过电流检测装置610来检测并通过测量装置620被传送到控制器630。
在起动中，虽然该冲击电流的值大于由可变电阻器VR1设置的额定电流值，但是控制器630在一段由可变电阻器VR2设置的延迟时间内忽略了该冲击电流，而不是将它确定为过电流。
控制器630输出一个触发信号(V_Triac)，作为一个用于在时间点t3把半导体开关装置640R、640S和640T切换到闭合位置的控制信号。
为了让控制器630检测该冲击电流，差不多延迟了长为Tb的时间，并且因此，冲击电流被继电器触点200，即，机械触点，容忍了Tb的延迟时间。
该机械继电器触点200一般会发生一种所谓的振动(chattering)，即该触点在闭合的初始阶段会重复地开闭，并且此时，一个高电压的电弧放电将会导致其他的电子器件，电动机和其触点的损坏。
因此，如图7C所示，根据本发明的复合接触器输出触发信号(V_Triac)到半导体开关装置640，因此该电弧放电是可以立刻被该半导体开关装置640吸收的。因此，继电器触点200、电子器件和交流电动机300免于受电弧放电的损坏。
流过半导体开关装置640的电流1RR具有如图7E所示的一个间歇脉冲形状的原因是当继电器触点200在振动中闭合之时，半导体开关装置640的两端的电压变成零，从而不论来自控制器630的触发信号(V_Triac)如何，半导体开关装置640均自动断开(OFF)；而且，当机械继电器触点200随着振动的发生而断开之时，半导体开关装置640又闭合，并且这个过程重复进行。
此时，由于振动的时刻非常短暂，所以在振荡发生的期间流过半导体开关640R、640S和640T的电流总量是很小的，可忽略的。因此，该半导体开关无须有大型且大量的容量，因此，复合接触器的总尺寸可以很缩小。
据此，直到用户把RUN/STOP开关切换到停止位置，电流的波形如后段的波形(如图7F所示)被稳定地提供给交流电动机300。
同时，当用户把RUN/STOP开关切换到停止位置来关闭交流电动机300时，位置选择信号(V_Run)(如图7A所示)的电位在时间点t4从高电平变化到低电平。
当控制器630从运转/停止开关接收其电位已经转变为低电平的位置选择信号(V_Run)时，就停止向继电器100发送驱动控制信号(V_SM)。
因为继电器100被设计为线圈形式，所以在驱动电压下降到零，即，被磁化之前，它有一个长为Td的滞后时间(如图7B所示)，然后在时间点t5断开继电器触点200。
如图7D所示，甚至在来自运转/停止开关的位置选择信号(V_Run)的电位在时间点t4从高电平变化到低电平之后，流过三相电源线中的‘R’线的电流1R还流了大约2个周期。
而且，同样，流过另二条线路S和T的电流1S和1T也流了大约两个周期。
为了快速吸收电流IR、Is和IT并快速关闭交流电动机300，控制器630用了Te的时间向半导体开关640R、640S和640T输出触发信号(V_Triac)。
因此，如图7E所示，电流1RR、1SS和1TT通过半导体开关640R、640S和640T提供了大约只有60Hz的一个周期。
在除了交流电动机的起停间隔之外的一段时间里，由于半导体开关640R、640S和640T被关闭了，所以没有从半导体开关640R、640S和640T产生热。
因此，冷却装置这样大的一个散热器是没有必要的，并且因此，本复合接触器产品价格低廉而且产品尺寸是可以减少的。
同时，当交流电动机300在起动之后以稳定电压运行时，控制器630通过使用由电流检测装置610检测到的流入电动机300的三相电流1R、1S和1T来执行检测电流的异常状态，即，过电流、相位倒置、相位缺陷和相位失衡等的功能，并在显示装置650上指示异常状态和运行/停机状态的状态信息。
具体的说，控制器630比较由可变电阻器VRI设置的额定电流和已经由电流检测装置610检测并通过电压/电流测量装置620输入的三相电流，然后如果该三相电流的值大于额定电流值，那么该控制器就确定已经发生了一个过电流并且向显示装置650输出过电流发生状态信息来显示它。
接着，将描述该用于检测相位倒置的操作。
设置装置最好包括一个用于设置每个相位电流的相序的装置控制器件30存贮由该装置输入的一个相序，即，以相位‘R’排第一、相位‘S’排第二、相位‘T’排第三为顺序的数据，并对通过变流器610R、610S和610T输入的检测电流的排序和该存储的排序数据进行比较。如果该检测电流的排序与排序数据不一致，则控制器5630确定已经发生了一个相位倒置并在显示装置650上输出该相位倒置的发生状态信息。
设置装置660包括一个用于设置顺序相位的数目的装置(未示出)，以便检测相位缺陷。控制器630存储由用户通过该装置设置的相位数目数据，计算通过变流器610R、610S和610T输入的检测电信号的数目，并比较该计数值和所存储的设置数据值。如果该计算值与所存储的设置数据值不一致，则控制器630确定已经发生了一个相位缺陷并在显示装置650上输出该相位缺陷的发生状态信息。
设置装置660包括一个用于设置各相电流的均方根值的容许差值率以检测相位失衡的装置。
该差值率可以由用户通过该设置装置660有选择地设置为5％或者10％等等，并且控制器630存储一个由用户通过该装置设置的差值率的数据然后当该差值率数据通过变流器610R、610S和610T输入时在一个任意的时间点处计算出该检测电信号的一个均方根值。
控制器630根据相位均方根值获得一个差值。例如，通过用R相位均方根值减去S相位均方根值来获得一个差值，通过用S相位均方根值减去T相位均方根值来获得一个差值，以及用T相位均方根值减去R相位均方根值来获得一个差值。
这三个差值除以三相电流值，然后获得一个各相电流的百分率。
这样所获得的九个差值率值和所存储的差值率值进行比较，并且如果即使这些检测差值率值中的一个小于该存储的差值率值，控制器630也会确定已经发生了相位失衡的异常状态，并且在显示装置650上输出该状态信息。
作为本设置装置的实施例，可能使用按键开关和液晶显示器。该液晶显示器通常可以用作本显示装置650。
在选择了运行/停止开关的运行之后，当过了一个预定的起始时间时，控制器630可能执行该异常状态的监督操作，例如，通过执行保存在ROM中的一个程序。
而且，在不同的实施例中，相序、相数和差值均方根值比相位的允许率数据可以包含在该程序中并且可以存储在单独的程序装入程序中，或者当该复合接触器按照一个任选规格来制造时，可以根据用户的要求先输入进去以供使用。
同时，现在将参照8A到8H来描述在用户选择起动方式选择开关为软起动使得的情况下，对多功能复合接触器从起动交流电动机到停止交流电动机的操作。
图8A到8H是根据本发明的优选实施例示出的当电动机以软起动模式运行时图6中的大部分信号的波形的视图；
当用户把断路器400切换到闭合位置而且相位触点(400R、400S、400T)被关闭(ON)时，电源可以从交流电源通过该断路器400提供至交流电动机300。
而且在此状态下，恒定电压发生和电流/电压测量装置620将三相交流电整流且向下变压成直流电，并且向控制器630提供恒定电压信号Vdd。
在此状态中，当用户把RUN/STOP开关切换到运行位置来驱动交流电动机300时，如图8所示，位置选择信号(V_Run)的电位在时间点t1从低电平的变化到高电平。
当控制器630从运行/停止开关接收位置选择信号(V_Run)，该信号具有已经转变为高电平的电位时，控制器630向半导体开关装置640输出触发信号(V_Triac)作为控制信号，用于在继电器触点关闭之前将该半导体开关装置640打开和关闭一段预定时间以便软起动交流电动机。
就是说，控制器630通过使用由测量装置620输入的内部相位量测电压VRS和VST(如图8D所示)的相位信息来控制应用于该半导体开关640R、640S和640Z(如图8C和8E所示)的点火角。
换句话说，在输出一个有相差的用于打开该半导体开关630的控制信号，即，触发信号VTRIAC时，控制器630执行一个相角控制，这样，输出的触发信号从最初大约有180度的内部相电压相角差(参见图8E的初始波形)逐渐过渡到接近0度的内部相电压相角差(参见图8E的中间波形)。
因此，如图8E和8F所示的电压和电流被提供给电动机300。如图8F所示，提供给电动机300的电流的电平是逐渐增加的，因此电动机300可以被平稳地逐渐地起动，而不会在初始阶段产生一个大的冲击电流。
上述软起动模式的起始时间用可变电阻器VR3来设置。
当过了该预置起始时间(TSTART)之后，如图8B和8C所示，控制器630在时间点t2于关闭机械触点200X、200Y和200Z之前向半导体开关(640R、640S和640Z)提供TC时间间隔的触发信号(V_Triac)，从而吸收在机械继电器触点200X、200Y和200z发生的电弧电流。
控制器630通过在时间点t2向继电器100的输入端P1和P2输出控制信号并磁化继电器100来关闭机械继电器触点69X、69Y和69Z。
在继电器触点69X、69Y和69Z关闭之后，半导体开关640R、640S和640Z两端的电压变成零，这样半导体开关640R、640S和640Z就自动被关闭，并且因此，从时间点t2到t5内没有从半导体转换装置640输出电流，如图8G所示。
当继电器触点200在从时间点t2到时间点t5的时段内被关闭时，如图8H所示的负载电流1x、1v和lz通过该继电器触点200流向交流电动机300。
同时，作为一个假设，现在将描述这样一个情况，即，用户在时间点t4把运行/停止开关装置切换到停止电动机300，该电动机以软起动模式起动。
当用户在时间点t4把运行/停止开关切换到STP位置以停止交流电动机300时，位置选择信号(V_Run)从高电平变化到了低电平而且控制器630对它进行检测并在时间点t4向半导体开关640R、640S和640Z提供一个长度为T3的触发信号(V_Triac)，同时，停止向继电器100发送该控制信号。
然后，在经过Td延迟时间(如图86所示)，在该时间内继电器100的磁力被起动之后，机械触点200X、200Y和200Z被打开，并且当触点200X、200Y和200Z打开(如图8G所示)时，半导体开关640R、640S和640Z在时间点t5被打开，并且仅仅提供半个到一个60Hz的周期的负载电流1RR、1SS和1TT，直到在时间点t6被关闭。
这样，当半导体开关640R、640S和640Z在时间点t6被关闭时，交流电动机300便停止了。
同时，当电动机300在起始时间之后处于RUN状态时，控制器630执行对过电流、相位倒置、相位缺陷和相位失衡的检测。
根据在时间间隔t2-t4从测量装置620输入的三相电流1R、1S和1T，如果发生这样一种异常状态，那么控制器630就向显示装置650输出对应的状态信息。
上述三端双向可控硅开关元件以并联到该接触器的触点200X、200Y和200Z的半导体开关640R、640S和640Z为例。尽管如此，各种各样类型的SCR、GTO、IGCT、RCT或者IGBT中的任何一种的半导体器件都可能会获得同样的效果。
而且，在上面描述中，是以三个触点200X、200Y和200Z为例的，但是上述方法同样为两触点的两相或者超过三个触点的多相所采用。
此外，在上面的描述中，变流器内置于多功能的复合接触器600，但是即使把该变流器外置于产品也会收到同样的效果。
到目前的描述为止，本发明的多功能复合接触器具有许多优点。
就是说，例如，由于多功能复合开关除了能起动、运行和停止电动机的外，还具有预防异常状态发生的电动机保护功能，所以在并联有电动机保护继电器(EMPR)的情况下，只用一个多功能复合开关就能收到相同的效果。
而且，与并联着电动机保护继电器(EMPR)的情况相比，产品的尺寸大大的减少了，并且它的成本可以减少。
此外，由于半导体开关仅仅在起停的开始阶段被闭合，所以，与传统的软起动方法比起来，该半导体开关的额定电流功率及其尺寸显著地减少了，在传统的软起动方法中，该半导体开关用于控制所有的起动、运行和停止。
而且，由于电动机起动通过共同使用半导体开关的触点和机械继电器来控制，所以与仅仅由机械继电器触点起到的传统的直接起动方法或者仅仅由半导体开关起到的软起动方法相比，该防止冲击电流和振荡的保护性能是极好的。
此外，由于小容量和廉价的半导体是有效的，所以该产品的价格可以减少。
而且，有可能选择直接起动模式或者软起动模式作为起动模式，并且由于在继电器触点发生的电弧电流被半导体开关吸收了，所以电动机的寿命得到延伸。
因为本发明在实施例中呈现多种形态，而没有脱离其中的精神或者实质特征，所以不应该把上述实施例理解成并局限于上述的任何细节，除非另作说明，应该在附加权利要求书中定义的精神和范围内理解它，并且因此，在后附权利要求书中包罗了所有的满足权利要求书要求的或者等效于这些要求的变化和改进。

Claims (13)

1.一种多功能复合接触器，可用于电动机驱动控制系统，该系统有一个用于驱动和控制交流电动机的继电器和继电器触点，该多功能复合接触器包括：
一个电流检测装置，用于检测从交流电源到交流电动机的各相电流；
一个起动模式选择开关装置，用于有选择地以直接起动模式或者软起动模式来起动交流电动机；
一个半导体开关装置，并联连接在继电器触点上，如果该选择开关装置选择为直接起动模式，那么通过施加第一触发信号到半导体开关装置，以在切换到该继电器触点的闭合位置之后闭合一个预置时间来吸收由于继电器触点的振动而产生的电弧电流，如果该选择开关装置选择为软起动模式，那么通过施加有相差的第二触发信号到半导体开关装置并执行相角控制，以在继电器触点闭合之前打开和关闭一个预置时间来软起动交流电动机；
一个显示装置，用于显示交流电动机的运行状态和提供给交流电动机的电流的异常状态；
一个设置装置，用于设置额定电流，设置交流电动机直接起动时在一个预置时间内忽略过量电流的滞后时间，以及设置交流电动机软起动时的起始时间；
一个运转/停止开关装置，用于有选择地运转和停止交流电动机；和
一个控制器，连接到电流检测装置、继电器、继电器触点、选择开关装置、半导体开关装置、显示装置、运转/停止开关装置以及设置装置，以便依赖运转/停止开关装置的运转或者停止、来自电流检测装置的检测电流和选择开关装置的设置模式来控制该继电器、半导体开关装置和显示装置。
2.一种多功能复合接触器，包括：
一种电流检测装置，用于检测从交流电源到交流电动机的各相电流；
一个继电器触点，安置在交流电源和交流电动机之间，并能够切换到断开位置或者闭合位置来提供或者切断从交流电源到交流电动机的电源；
一个继电器，用于控制继电器触点的切换；
一个起动模式选择开关装置，用于有选择地以直接起动方式或者软起动方式来起动交流电动机；
一个半导体开关装置，并联连接在继电器触点上，如果该选择开关装置选择为直接起动模式，那么通过施加第一触发信号到半导体开关装置，以在切换到该继电器触点的闭合位置之后关闭一个预置时间来吸收由于继电器触点的振动而产生的电弧电流，如果该选择开关装置选择为软起动模式，那么通过施加有相差的第二触发信号到半导体开关装置并执行相角控制，以在继电器触点闭合之前打开和关闭一个预置时间来软起动交流电动机；
一个显示装置，用于显示交流电动机的运行状态和提供给交流电动机的交流电流的异常状态；
一个设置装置，用于设置额定电流，设置交流电动机直接起动时在一个预置时间内忽略过量电流的滞后时间，以及设置交流电动机软起动时的起始时间；
一个运转/停止开关装置，用于有选择地运转和停止交流电动机；以及
一个控制器，连接到电流检测装置、继电器、继电器触点、选择开关装置、半导体开关装置、显示装置、运转/停止开关装置以及设置装置，以便依赖运转/停止开关装置的运转或者停止、来自电流检测装置的检测电流和选择开关装置的设置模式来控制该继电器、半导体开关装置和显示装置。
3.按照权利要求1或2的复合接触器，进一步包括：连接在电流检测装置和控制器之间的一个电流/电压测量装置，用于向控制器提供一个来自电流检测装置的检测电流信号和一个已经通过放大该检测电流而转变成的电压信号。
4.按照权利要求1或2的复合接触器，进一步包括一个电压检测装置，用于检测从交流电源提供给交流电动机的各相电压。
5.按照权利要求1或2的复合接触器，其中，半导体开关装置是硅可控整流器、栅极断开闸流晶体管、绝缘栅控制闸流晶体管、反向导通晶闸管及绝缘栅双极晶体管中的一个。
6.按照权利要求1或2的复合接触器，其中，电流的相位是两相或者三相以上的多相。
7.按照权利要求1或2的复合接触器，其中，异常状态通过显示装置来显示，该异常状态表示过电流、相位倒置、相位缺陷及相位失衡中至少一种的发生状态，而且该显示装置包括一个用于显示过电流、相位倒置、相位缺陷和相位失衡等中的至少一个的装置。
8.按照权利要求1或2的复合接触器，其中，设置装置包括一个用于设置各相电流的相序以检测相位倒置的装置。
9.按照权利要求1或2的复合接触器，其中，设置装置包括一个用于设置各相位的数目以检测相位缺陷的装置。
10.按照权利要求1或2的复合接触器，其中，设置装置包括一个用于设置各相电流的均方根值的容许差值率以检测相位失衡的装置。
11.按照权利要求1或2的复合接触器，其中，显示装置是液晶显示器、光发射器和指示灯中的一种。
12.按照权利要求1的复合接触器，进一步包括一个这样的装置，用于当从交流电源提供至交流电动机的电流异常时对该异常状态发出警告，其连接在交流电源和交流电动机之间。
13.按照权利要求12的复合接触器，其中，警告装置是一个蜂鸣器或者是一个闪光灯。
CNB021186820A 2001-01-16 2002-01-16 多功能复合接触器 Expired - Lifetime CN1237695C (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR10-2001-0002406A KR100397565B1 (ko) 2001-01-16 2001-01-16 다기능 하이브리드 개폐기
KR2406/01 2001-01-16

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN1375923A CN1375923A (zh) 2002-10-23
CN1237695C true CN1237695C (zh) 2006-01-18

Family

ID=19704688

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CNB021186820A Expired - Lifetime CN1237695C (zh) 2001-01-16 2002-01-16 多功能复合接触器

Country Status (4)

Country Link
US (1) US6650245B2 (zh)
KR (1) KR100397565B1 (zh)
CN (1) CN1237695C (zh)
DE (1) DE10201467B4 (zh)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104781898A (zh) * 2012-11-19 2015-07-15 西门子公司 用于控制连接在下游的电机的能量供给的开关设备

Families Citing this family (80)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20030184926A1 (en) * 2002-04-01 2003-10-02 Uis Abler Electronics Co., Ltd. Hybrid switch module for an AC power capacitor
KR100464596B1 (ko) * 2002-04-09 2005-01-03 휴먼엘텍 주식회사 과부하 검출 회로 차단기
KR100451373B1 (ko) * 2002-06-04 2004-10-06 엘지산전 주식회사 다기능 하이브리드 개폐기의 소프트 스타트 제어장치
JP2005003260A (ja) * 2003-06-11 2005-01-06 Hoshizaki Electric Co Ltd オーガ式製氷機の保護装置
US7224557B2 (en) * 2003-06-28 2007-05-29 Eaton Corporation Method and system of controlling asynchronous contactors for a multi-phase electric load
DE10334069A1 (de) * 2003-07-25 2005-03-03 Siemens Ag Sicherungsbehaftetes Schaltschutzgerät
JP4409313B2 (ja) * 2004-02-24 2010-02-03 株式会社デンソー ブラシレスモータ駆動装置
EP1733470B1 (de) 2004-04-05 2012-08-15 Siemens Aktiengesellschaft Schaltvorrichtung zum betreiben eines motors und entsprechendes verfahren
US7710697B2 (en) * 2004-10-22 2010-05-04 Honeywell International Inc. Hybrid system for electronically resetable circuit protection
US7330343B2 (en) * 2005-02-04 2008-02-12 Topower Computer Industrial Co., Ltd. Current-limiting protection circuit for a power supply
US20060256488A1 (en) * 2005-05-11 2006-11-16 Eaton Corporation Medium voltage motor starter including a contactor having motor protection relay functionality
EP1952524B1 (en) * 2005-11-21 2010-07-14 Siemens Aktiengesellschaft A method of manufacturing a starting device for a three-phase electric motor, and a starting device
TWI269662B (en) * 2006-04-14 2007-01-01 Chiu-Hsiang Lo Controlling device for motor of electric running machine and method thereof
US20070290646A1 (en) * 2006-06-17 2007-12-20 Tyco Electronics Corporation Soft start time delay relay
US7672096B2 (en) * 2006-09-29 2010-03-02 Rockwell Automation Technologies, Inc. Switching apparatus and method
US20080266742A1 (en) * 2007-04-30 2008-10-30 Watlow Electric Manufacturing Company Apparatus and method for increasing switching life of electromechanical contacts in a hybrid power switching device
US7952318B2 (en) * 2007-06-04 2011-05-31 Eaton Corporation System and method for determining stator winding resistance in an AC motor
US20090218886A1 (en) * 2008-02-29 2009-09-03 Zion Halfon Remote actuation based on measuring electric current consumption
US8421639B2 (en) * 2008-11-21 2013-04-16 Veris Industries, Llc Branch current monitor with an alarm
US8279565B2 (en) * 2009-02-20 2012-10-02 Won-Door Corporation Methods and systems relating to overcurrent circuit protection
US8688283B2 (en) * 2010-07-16 2014-04-01 Honeywell International Inc. Method and system for power quality protection
WO2012010952A2 (en) * 2010-07-21 2012-01-26 Nissan Motor Co., Ltd. Apparatus and method for controlling hybrid vehicle
DE102010039875A1 (de) * 2010-08-27 2012-03-01 Robert Bosch Gmbh Verfahren und Vorrichtung zum Betreiben eines Starters eines Fahrzeugs
JP5566240B2 (ja) * 2010-09-30 2014-08-06 株式会社キトー 電動巻上下装置用駆動回路の故障検出装置
KR101144360B1 (ko) 2010-11-22 2012-05-10 엘에스산전 주식회사 모터 보호방법 및 모터 보호시스템
KR101190360B1 (ko) * 2011-03-08 2012-10-16 엘에스산전 주식회사 유도 전동기의 제동 장치
US10757830B1 (en) * 2011-03-11 2020-08-25 Lex Products Corp Power management and distribution system and method
TWI450648B (zh) * 2011-04-22 2014-08-21 Hon Hai Prec Ind Co Ltd 電路板
CN102762024A (zh) * 2011-04-25 2012-10-31 鸿富锦精密工业（深圳）有限公司 电路板
DE102011053513B4 (de) 2011-09-12 2023-12-14 Dr. Ing. H.C. F. Porsche Aktiengesellschaft Verfahren zum Betreiben eines elektrischen Antriebsmotors
US8638531B2 (en) 2011-12-14 2014-01-28 Eaton Corporation Hybrid bi-directional DC contactor and method of controlling thereof
US8587906B2 (en) 2012-04-05 2013-11-19 Eaton Corporation Photovotaic system including hybrid bi-directional DC contactors and method of detection and isolation of faults therein
DE102012214814A1 (de) * 2012-08-21 2014-02-27 Siemens Aktiengesellschaft Motorstarter
US9502881B2 (en) 2012-08-30 2016-11-22 Siemens Aktiengesellschaft Switchgear for controlling the energy supply of an electric motor connected thereto
KR101362711B1 (ko) * 2012-10-10 2014-02-13 김인석 아크없는 개폐기
JP5769694B2 (ja) * 2012-12-21 2015-08-26 株式会社ツバキＥ＆Ｍ 過負荷検知装置
KR101404632B1 (ko) * 2013-05-02 2014-06-27 오스템임플란트 주식회사 임플란트의 표면처리방법
TWI521870B (zh) * 2013-11-14 2016-02-11 瑞昱半導體股份有限公司 電流平衡裝置與方法
KR101516497B1 (ko) * 2013-11-18 2015-05-04 엘에스산전 주식회사 인버터의 출력결상 검출방법
KR101483286B1 (ko) * 2013-12-27 2015-01-19 주식회사 경신 릴레이의 채터링 시험장치
US20170033720A1 (en) * 2014-04-25 2017-02-02 Kmt Waterjet System Inc. Control system for an induction motor
KR20150141053A (ko) * 2014-06-09 2015-12-17 엘에스산전 주식회사 보호계전시스템 및 이의 데이터 수집방법
US9806641B2 (en) 2014-11-06 2017-10-31 Rockwell Automation Technologies, Inc. Detection of electric motor short circuits
US10141143B2 (en) 2014-11-06 2018-11-27 Rockwell Automation Technologies, Inc. Wear-balanced electromagnetic motor control switching
US10101393B2 (en) 2014-11-06 2018-10-16 Rockwell Automation Technologies, Inc. Temperature-based electromagnetic switching
US10361051B2 (en) 2014-11-06 2019-07-23 Rockwell Automation Technologies, Inc. Single pole, single current path switching system and method
US9748873B2 (en) 2014-11-06 2017-08-29 Rockwell Automation Technologies, Inc. 5-pole based wye-delta motor starting system and method
US9722513B2 (en) 2014-11-06 2017-08-01 Rockwell Automation Technologies, Inc. Torque-based stepwise motor starting
US10074497B2 (en) 2014-11-06 2018-09-11 Rockwell Automation Technologies, Inc. Operator coil parameter based electromagnetic switching
US9806642B2 (en) 2014-11-06 2017-10-31 Rockwell Automation Technologies, Inc. Modular multiple single-pole electromagnetic switching system and method
CN104659746A (zh) * 2014-11-14 2015-05-27 国家电网公司 农用机井电机综合保护补偿控制箱
KR101637771B1 (ko) * 2014-12-11 2016-07-08 현대자동차주식회사 전자식 진공 펌프의 제어 방법
US10236682B2 (en) * 2015-02-27 2019-03-19 Qiaoshi Guo Inrush current free switching apparatus and control method thereof
US9680462B2 (en) * 2015-03-11 2017-06-13 Legend Power Systems Inc. System and method for voltage regulation with zero voltage reduction and autotransformer modes
KR101699363B1 (ko) * 2015-03-11 2017-01-24 엘에스산전 주식회사 모터 보호 계전기 및 이의 모터 기동 방법
DE102016101553A1 (de) * 2016-01-28 2017-08-03 Eaton Electrical Ip Gmbh & Co. Kg Elektronischer Motorstarter mit Schutz- und Überwachungsfunktion
CN112366104B (zh) * 2016-03-01 2024-08-20 原子动力公司 混合式气隙和固态断路器
DE102016203755A1 (de) 2016-03-08 2017-09-14 Siemens Aktiengesellschaft Motorstarter und Diagnoseverfahren
JP6487879B2 (ja) * 2016-07-19 2019-03-20 ミネベアミツミ株式会社 モータ制御回路、モータ駆動制御装置及びモータ駆動制御装置の制御方法
DE102016214419A1 (de) * 2016-08-04 2018-02-08 Siemens Aktiengesellschaft Sanftstarter, Betriebsverfahren und Schaltsystem
US10134551B2 (en) * 2016-09-21 2018-11-20 Astronics Advanced Electronic Systems Corp. Galvanically isolated hybrid contactor
EP3386052B1 (en) * 2017-04-04 2021-06-23 ABB Schweiz AG Electronic protection device
US10594232B2 (en) 2017-12-27 2020-03-17 Schneider Electric USA, Inc. Hybrid motor starter
DE102018100974B4 (de) 2018-01-17 2019-09-26 Phoenix Contact Gmbh & Co. Kg Schaltungsanordnung
US11037749B2 (en) 2018-05-04 2021-06-15 Atom Power, Inc. Selective coordination of solid-state circuit breakers and mechanical circuit breakers in electrical distribution systems
CN108390400B (zh) * 2018-05-07 2023-11-21 北京波粒智电科技有限公司 防止继电器失效短路的三相电路选相开关系统及方法
US10811185B2 (en) 2018-09-13 2020-10-20 Analog Devices Global Unlimited Company Saturation prevention of current transformer
CN113939966B (zh) 2019-06-13 2024-06-11 原子动力公司 用于智能控制的固态断路器的分配面板
US11791620B2 (en) 2019-09-03 2023-10-17 Atom Power, Inc. Solid-state circuit breaker with self-diagnostic, self-maintenance, and self-protection capabilities
EP4026213A4 (en) 2019-09-03 2024-04-03 Atom Power, Inc. SEMICONDUCTOR CIRCUIT BREAKER WITH SELF-DIAGNOSTIC, SELF-MAINTENANCE AND SELF-PROTECTION CAPABILITIES
CN111740642B (zh) * 2020-06-30 2022-03-01 三一汽车制造有限公司 双电机控制系统和工程设备
WO2022125492A1 (en) 2020-12-08 2022-06-16 Atom Power, Inc. Electric vehicle charging system and method
US12377751B2 (en) 2020-12-08 2025-08-05 Atom Power, Inc. Electric vehicle supply equipment unit configured in an EV charging system
DE102020132934B3 (de) 2020-12-10 2022-06-09 Mtu Friedrichshafen Gmbh Steuergerät, System und Verfahren zur Steuerung einer elektro-mechanischen Schalteranordnung
EP4020788A1 (en) * 2020-12-23 2022-06-29 Schneider Toshiba Inverter Europe SAS Motor soft-starter control
CN114765431B (zh) * 2020-12-30 2024-03-15 南京泉峰科技有限公司 自行走设备及其控制方法
US12077054B2 (en) * 2021-05-27 2024-09-03 Ford Global Technologies, Llc Vehicle main contactor weld detection system
FR3140496A1 (fr) * 2022-09-29 2024-04-05 Schneider Electric Industries Sas Dispositif de gestion de moteur et système de démarrage et de protection de moteur comprenant un tel dispositif de gestion de moteur
CN119602633A (zh) * 2023-09-08 2025-03-11 施耐德电气（中国）有限公司 三相电机正反接的检测方法和固态电机启动器
KR102719986B1 (ko) 2024-03-06 2024-10-18 황우연 채터링 방지회로

Family Cites Families (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4356525A (en) * 1981-01-05 1982-10-26 General Electric Company Method and circuit for controlling a hybrid contactor
US4360847A (en) * 1981-01-05 1982-11-23 General Electric Company Diode assisted relay contactor
US4392171A (en) 1981-09-08 1983-07-05 General Electric Company Power relay with assisted commutation
JPS62217884A (ja) * 1986-03-18 1987-09-25 Toshiba Corp 誘導電動機の制御装置
JPS62230375A (ja) * 1986-03-29 1987-10-09 Toshiba Corp 誘導電動機の制御装置
FI87025C (fi) 1988-07-19 1992-11-10 Teollisuus Oy A Anordning foer styrning av en trefasig vaexelstroemsmotor vid start, saerskilt en kortslutningsmotor
DE3910718A1 (de) 1989-04-03 1990-10-04 Siemens Ag Ueberwachungsgeraet mit schaltvorrichtung
US5057962A (en) * 1990-01-22 1991-10-15 General Electric Company Microprocessor-based protective relay system
US4996469A (en) * 1990-03-16 1991-02-26 Allen-Bradley Company, Inc. Electric motor controller with bypass contactor
JPH06113574A (ja) * 1992-09-29 1994-04-22 Toshiba Corp 半導体モータ始動装置
JPH07203695A (ja) * 1994-01-06 1995-08-04 Amada Co Ltd 主電動機のスター・デルタ始動装置
US5570262A (en) * 1994-02-25 1996-10-29 Siemens Energy & Automation, Inc. Hybrid overload relay
AU5276100A (en) 1999-05-21 2000-12-12 Watlow Electric Manufacturing Company Mercury-free arcless hybrid relay

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104781898A (zh) * 2012-11-19 2015-07-15 西门子公司 用于控制连接在下游的电机的能量供给的开关设备
US9509132B2 (en) 2012-11-19 2016-11-29 Siemens Aktiengesellschaft Switching device for controlling energy supply of a downstream electric motor
CN104781898B (zh) * 2012-11-19 2017-05-10 西门子公司 用于控制连接在下游的电机的能量供给的开关设备

Also Published As

Publication number Publication date
DE10201467A1 (de) 2002-08-29
US6650245B2 (en) 2003-11-18
US20020093774A1 (en) 2002-07-18
KR20020061371A (ko) 2002-07-24
DE10201467B4 (de) 2018-07-19
CN1375923A (zh) 2002-10-23
KR100397565B1 (ko) 2003-09-13

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN1237695C (zh) 多功能复合接触器
CN1258257C (zh) 电动机驱动装置和使用该电动机驱动装置的冷冻装置
CN1071516C (zh) 多逆变器系统
US8558491B2 (en) Inverter controller and refrigerating and air-conditioning unit
CN1314201C (zh) 功率半导体元件的驱动电路
CN1201291A (zh) 具有电压驱动开关元件的功率转换器
CN1196239C (zh) 电源系统的切换装置及切换方法
CN1044536C (zh) 电力系统的电力变换器保护装置
TW308757B (zh)
CN1303749C (zh) 开关电源设备
CN1121276A (zh) 电动机运行控制器和绝缘型双向直流电压转换器
CN100352132C (zh) 无中断电源装置的并列运转系统
CN101044672A (zh) 分阶段电动机启动和y/△转换
CN1203608C (zh) 无刷电机保护装置
CN1160460A (zh) 永磁发电机的控制器
CN1260763C (zh) 半导体继电器及该半导体继电器的控制方法
CN1115135A (zh) 无整流子电动机的控制装置及异常检测方法和空调器
HK1054131A1 (zh) 用於無刷直流電動機的驅動電路及使用該驅動電路的無刷直流風扇
CN1308354A (zh) 相控制开关设备
CN1006345B (zh) 换流器的过电流保护电路
JP2008182783A5 (zh)
CN115485945B (zh) 检测并联驱动的开关的故障的故障检测装置及电动机驱动装置
CN1400731A (zh) 一种波形发生方法及电力变换装置
CN1055808C (zh) 感应电动机的驱动装置
CN1140926A (zh) 感应电动机的驱动装置

Legal Events

Date Code Title Description
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant
CX01 Expiry of patent term

Granted publication date: 20060118

CX01 Expiry of patent term