|
同步開關(guān)的最大缺點就是開發(fā)難度太大。 同步開關(guān)的原理很簡單，就是在電壓的過零點之前提前投入磁保持繼電器，使磁保持繼電器的接點在電壓過零的時刻恰好閉合，于是就實現(xiàn)了電容器的無涌流投入。在電流的過零點之前提前切除磁保持繼電器，使磁保持繼電器的接點在電流過零的時刻恰好斷開，于是就實現(xiàn)了電容器的無電弧切除。 問題在于磁保持繼電器的動作時間具有不確定性，不但不同的繼電器動作時間不一致，同一只磁保持繼電器每次的動作時間也不一致，這就為同步操作的實現(xiàn)增加了難度。如果不能保證可靠的同步操作，那么磁保持繼電器的壽命就會大大縮短， 因此開發(fā)同步開關(guān)的難點在于： 1，克服磁保持繼電器動作時間的不一致性，以保證可靠的同步操作。 2，設(shè)計簡便易行的技術(shù)方案，保證同步開關(guān)可以低成本地批量生產(chǎn)。判斷同步開關(guān)的質(zhì)量如何，最簡便的方法就是檢測電容器投入時的涌流，打開磁保持繼電器的蓋子，觀察電容器切除時接點間的火花，如果投入時的涌流在2倍以下，切除時看不到火花，那么質(zhì)量就是沒有問題的，否則質(zhì)量就有問題。 不幸的是，實現(xiàn)可靠的同步操作難度非常之大，實現(xiàn)低成本地批量生產(chǎn)難度更大。 以某某公司為例，由于不能實現(xiàn)精確的同步操作，只好使用帶輔助接點的磁保持繼電器（原理相當于CJ19接觸器）來保證繼電器壽命。 再以某某公司為例，投入時的涌流有多大讀者不妨去測一測，而由于該公司使用的真空開關(guān)是全封閉的，切除時是否有火花看不到。雖然真空開關(guān)的壽命即使不同步操作也沒有問題，但是真空開關(guān)的價格昂貴不具備推廣價值。 還有一些復合開關(guān)的生產(chǎn)廠家也在研制同步開關(guān)，所碰到的問題幾乎是一致的，就是費勁九牛二虎之力可以調(diào)出一兩臺來，無法批量生產(chǎn)。 在開發(fā)同步開關(guān)之前，我們首先開發(fā)了涌流檢測儀（至今我們?nèi)允菄鴥?nèi)涌流檢測儀的唯一生產(chǎn)廠商），可以同時測量三相的涌流。涌流檢測儀是同步開關(guān)的開發(fā)以及成品檢驗必須要使用的儀器，否則，使用記錄示波器來觀測涌流的話，將使開發(fā)及成品檢驗過程變得異常復雜。 由于磁保持繼電器接點的動作較慢，通常由發(fā)出驅(qū)動信號到接點動作到位需要十幾毫秒到幾十毫秒的延時時間。為了實現(xiàn)同步開關(guān)功能，控制電路必須準確測量電源的相位，并且能夠確定磁保持繼電器接點的動作延時時間，以便提前發(fā)出磁保持繼電器驅(qū)動信號，從而保證磁保持繼電器接點在需要的時刻動作到位。 磁保持繼電器接點在閉合動作過程中可能會產(chǎn)生電弧的預燃現(xiàn)象，所謂電弧預燃現(xiàn)象就是在接點閉合過程中，由于接點距離不斷減小以至于絕緣強度不足產(chǎn)生電弧擊穿的現(xiàn)象。接點在斷開動作過程中會產(chǎn)生電弧的重燃現(xiàn)象。所謂電弧重燃現(xiàn)象就是在接點斷開過程中，接點距離還沒有增加到足夠的絕緣強度而產(chǎn)生電弧重新燃燒的現(xiàn)象。電弧預燃與重燃現(xiàn)象導致電路的導通與切斷與接點的機械接觸狀態(tài)不一致，因而影響同步開關(guān)的性能。 產(chǎn)生電弧預燃與重燃現(xiàn)象的主要原因是接點的運動速度過慢。在接點閉合的過程中，動接點與靜接點間的距離不斷縮小，絕緣強度不斷減弱，如果在這個過程中接點間的電壓升高至超過接點間隙的絕緣電壓，那么就會出現(xiàn)電弧預燃現(xiàn)象。同樣，在接點斷開的過程中，動接點與靜接點間的距離逐漸增加，絕緣強度逐漸增加，如果在這個過程中接點間的電壓升高甚至超過接點間隙的絕緣電壓，那么就會出現(xiàn)電弧重燃現(xiàn)象。由于工頻交流電源的周期是20毫秒，在一個工頻周期里，電源電壓會出現(xiàn)兩次峰值和兩次過零點，過零時刻與峰值時刻的間隔只有5毫秒，如果接點閉合或者斷開的過程為十幾毫秒到幾十毫秒，那么在接點閉合或者斷開的過程中，接點間的電壓就有若干次達到電源電壓的峰值，因此就有可能發(fā)生電弧預燃與重燃現(xiàn)象。接點的運動速度越慢，發(fā)生電弧預燃與重燃現(xiàn)象的可能性就越大。 為了消除電弧預燃與重燃現(xiàn)象，最有效的手段是提高磁保持繼電器的接點動作速度。如果磁保持繼電器接點閉合或者斷開的動作時間小于5毫秒，那么就可以避免電弧預燃與重燃現(xiàn)象。在接點閉合的過程中，因為選擇為電壓過零閉合所以驅(qū)動信號要提前，如果接點的閉合過程為5毫秒，那么就要在電壓為峰值時發(fā)出驅(qū)動信號，在接點動作的過程中，接點距離在不斷減小，絕緣強度也在不斷地減小，但是接點間的電壓也在不斷地減小，直至電壓為零時接點閉合，因此不會出現(xiàn)電弧預燃現(xiàn)象。同樣的道理，在接點斷開的過程中，因為選擇為電流過零斷開，如果接點的斷開動作過程為5毫秒，那么在接點開始斷開時，由于電流為零因此沒有電弧，斷開以后，接點距離在不斷增加，絕緣強度也在不斷地增加，接點間的電壓也在不斷地增加，由于接點的斷開距離與接點間的電壓升高速度一致，當電壓升高至峰值時，接點已經(jīng)完成斷開動作到位，有足夠的絕緣強度，因此不會出現(xiàn)電弧重燃現(xiàn)象。 在電容器投入的過程中，如果產(chǎn)生電弧預燃現(xiàn)象，涌流檢測儀可以檢測到較大的涌流，肉眼也可以觀測到較大的火花。在電容器切除的過程中，只能靠肉眼觀察火花，沒有簡便的測量手段，如果在電容器切除時肉眼觀察不到火花。那么就說明不僅實現(xiàn)了電流過零過零切除電容器，而且在切除過程中沒有產(chǎn)生電弧重燃現(xiàn)象。 為了保證批量生產(chǎn)的需要，我們又開發(fā)了同步開關(guān)性能自動調(diào)試儀，自動調(diào)試儀要對一臺同步開關(guān)上的每一只磁保持繼電器的閉合與斷開動作時間進行測量，測量精度要達到1微妙，只需要幾分鐘的自動檢測調(diào)試過程，就可以使半成品的同步開關(guān)變成具備完善同步操作功能的成品。 我們對于同步開關(guān)的成品要求是： ■ 電容器投入時涌流小于2倍。 ■ 電容器切除時無火花。 這里要說明一點，電容器投入時的涌流測量是100%檢測的，而切除時的火花是抽檢的，因為觀察火花需要打開磁保持繼電器的蓋子，不可能100%檢查。 由于我們的獨特技術(shù)以及同步開關(guān)性能自動調(diào)試儀的使用，使得同步開關(guān)的成品率達到99%以上。 由于我們的獨特技術(shù)，不僅同步開關(guān)的材料成本低于復合開關(guān)，而且人工成本也低于復合開關(guān)。 以上簡略介紹了同步開關(guān)的開發(fā)與制造要點，只不過是一點皮毛，真正的的核心技術(shù)是技術(shù)秘密，不可能在網(wǎng)上公開。 附：電容器投入和切除的電流捕捉波形見下圖（以B相為例）：
從a點看，當B相電壓正處于零點時觸點閉合，涌流很小。 |
|
|
來自： LPCLCJXY圖書館 > 《實用》
