電動(dòng)工具斷電自恢復(fù)過(guò)電流保護(hù)繼電器

徐飛好

（ 正陽(yáng)科技股份有限公司，浙江 永康 321000 ）

0 引言

電機(jī)存在隨負(fù)載變化而改變電流的現(xiàn)象，頻繁以及長(zhǎng)時(shí)間過(guò)載可損壞電機(jī)本體，嚴(yán)重時(shí)甚至損毀電源。目前市場(chǎng)中基本采用熱繼電器、NTC以及電子控制等方案加以解決，但上述方案存在體積大、成本高、線路復(fù)雜等問(wèn)題，控制可靠性差、實(shí)施保護(hù)后重啟時(shí)間較長(zhǎng)。針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)不足，本文提出一種斷電自恢復(fù)過(guò)電流保護(hù)繼電器，線路簡(jiǎn)單，結(jié)構(gòu)緊湊且制造方便。

1 設(shè)計(jì)思路

繼電器內(nèi)設(shè)有纏繞在同一磁芯上的負(fù)載線圈和保持線圈，外接電源一路通過(guò)常開(kāi)觸點(diǎn)后與保持線圈一端相連，該保持線圈的另一端與外部負(fù)載相連或負(fù)載線圈相連或電源另一極相連，該外接電源另一路通過(guò)一個(gè)常閉觸點(diǎn)后與負(fù)載線圈一端相連，該負(fù)載線圈另一端連接外部負(fù)載。

繼電器設(shè)有第一連接端、第二連接端和第三連接端，外接電源經(jīng)第一連接端進(jìn)入繼電器從第二連接端或第三連接端流出，第一連接端與第二連接端之間設(shè)置常開(kāi)觸點(diǎn)和第二線圈，第一連接端與第三連接端之間設(shè)置常閉觸點(diǎn)和第一線圈，第三連接端與輸出電源之間設(shè)置外部負(fù)載。

可將繼電器設(shè)有第一連接端和第二連接端，外接電源一路經(jīng)第一連接端通過(guò)常開(kāi)觸點(diǎn)后與保持線圈一端相連，保持線圈另一端與第二連接端相連，外接電源另一路經(jīng)第一連接端通過(guò)常閉觸點(diǎn)后與負(fù)載線圈一端相連，負(fù)載線圈另一端與第二連接端相連，外接電源從第二連接端流至輸出電源，第二連接端與輸出電源之間設(shè)置外部負(fù)載。

還可將繼電器設(shè)有第一連接端和第二連接端，外接電源一路經(jīng)第一連接端通過(guò)常開(kāi)觸點(diǎn)后與保持線圈一端相連，保持線圈另一端與第二連接端相連，外接電源另一路經(jīng)第一連接端通過(guò)常閉觸點(diǎn)后與第二連接端相連，外接電源從第二連接端流至輸出電源，第二連接端與輸出電源之間設(shè)置外部負(fù)載，外部負(fù)載與第二連接端之間并聯(lián)負(fù)載線圈。

在負(fù)載線圈上并聯(lián)電容，電容視其尺寸大小可置于繼電器內(nèi)部或外部。為防止繼電器動(dòng)作過(guò)于靈敏，電容可起到延時(shí)作用，避免繼電器誤動(dòng)作。

負(fù)載線圈的匝數(shù)遠(yuǎn)小于保持線圈的匝數(shù)。線圈匝數(shù)越多，線圈電感越大，通過(guò)相同電流產(chǎn)生的磁勢(shì)越高，繼電器的保護(hù)電流越小。負(fù)載線圈線徑大于保持線圈的線徑。線圈的線徑越大，電阻越小，可通過(guò)電流越大。

相較于傳統(tǒng)的控制元件，通過(guò)纏繞在同一磁芯的線圈以及受磁芯控制的常開(kāi)觸點(diǎn)和常閉觸點(diǎn)組成的過(guò)電流保護(hù)繼電器，既簡(jiǎn)化了整體電路布置、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，同時(shí)，整體更緊湊，使用成本和生產(chǎn)成本較大程度降低。

2 技術(shù)方案

技術(shù)方案一如圖1所示。圖1中，繼電器J內(nèi)設(shè)有纏繞在同一磁芯L上的負(fù)載線圈L1和保持線圈L2，繼電器J包括第一連接端3、第二連接端4和第三連接端5，電流經(jīng)第一連接端3進(jìn)入繼電器J，從第二連接端4或第三連接端5流出，繼電器J內(nèi)設(shè)有纏繞在同一磁芯L上的負(fù)載線圈L1和保持線圈L2，第一連接端3與第二連接端4之間設(shè)置常開(kāi)觸點(diǎn)J2和保持線圈L2，第一連接端3與第三連接端5之間設(shè)置常閉觸點(diǎn)J1和負(fù)載線圈L1，第三連接端5與電流輸出端2之間設(shè)置負(fù)載M。負(fù)載線圈L1上并聯(lián)電容C，電容C位于連接點(diǎn)6和連接點(diǎn)7之間。

圖1 技術(shù)方案一

當(dāng)外接電源1在開(kāi)關(guān)K閉合時(shí)，電流經(jīng)繼電器J的第一連接端3進(jìn)入繼電器J，并通過(guò)常閉觸點(diǎn)J1和負(fù)載線圈L1經(jīng)繼電器J的第三連接端5流出，經(jīng)外部負(fù)載M回到輸出電源2，機(jī)器工作。當(dāng)外部負(fù)載M過(guò)載的電流達(dá)到繼電器J上的磁芯L觸發(fā)觸點(diǎn)時(shí)，常開(kāi)觸點(diǎn)J2和常閉觸點(diǎn)J1動(dòng)作，常開(kāi)觸點(diǎn)J2閉合使保持線圈L2通電保持繼電器J工作，常閉觸點(diǎn)J1斷開(kāi)使負(fù)載線圈L1斷電，外部負(fù)載M失電停止工作。

技術(shù)方案2如圖2所示，繼電器J內(nèi)設(shè)有纏繞在同一磁芯L上的負(fù)載線圈L1和保持線圈L2，繼電器J設(shè)有第一連接端3和第二連接端4，外接電源1一路經(jīng)第一連接端3通過(guò)常開(kāi)觸點(diǎn)J2后與保持線圈L2一端相連，保持線圈L2另一端與第二連接端4相連，外接電源1另一路經(jīng)第一連接端3通過(guò)常閉觸點(diǎn)J1后與負(fù)載線圈L1一端相連，負(fù)載線圈L1另一端與第二連接端4相連，外接電源1從第二連接端4流至輸出電源2，第二連接端4與輸出電源2之間設(shè)置外部負(fù)載M。負(fù)載線圈L1并聯(lián)電容C，電容C位于連接點(diǎn)6和連接點(diǎn)7之間。

方案 2

當(dāng)外接電源1在開(kāi)關(guān)K閉合時(shí)，電流經(jīng)繼電器J的第一連接端3進(jìn)入繼電器J，并通過(guò)常閉觸點(diǎn)J1和負(fù)載線圈L1經(jīng)繼電器J的第二連接端4流出，經(jīng)外部負(fù)載M回到輸出電源2，機(jī)器工作。當(dāng)外部負(fù)載M過(guò)載的電流達(dá)到繼電器J上的磁芯L觸發(fā)觸點(diǎn)時(shí)，常開(kāi)觸點(diǎn)J2和常閉觸點(diǎn)J1動(dòng)作，常開(kāi)觸點(diǎn)J2閉合則保持線圈L2通電保持繼電器J工作，常閉觸點(diǎn)J1斷開(kāi)則負(fù)載線圈L1斷電，繼電器J的保持電流較小，外部負(fù)載M失電停止工作。

技術(shù)方案3如圖3所示，繼電器J內(nèi)設(shè)有纏繞在同一磁芯L上的負(fù)載線圈L1和保持線圈L2，繼電器J設(shè)有第一連接端3和第二連接端4，外接電源1一路經(jīng)第一連接端3通過(guò)常開(kāi)觸點(diǎn)J2后與保持線圈L2一端相連，保持線圈L2另一端與第二連接端4相連，外接電源1另一路經(jīng)第一連接端3通過(guò)常閉觸點(diǎn)J1后與第二連接端4相連，外接電源1從第二連接端4流至輸出電源2，第二連接端4與輸出電源2之間設(shè)置外部負(fù)載M，外部負(fù)載M與第二連接端4之間并聯(lián)負(fù)載線圈L1。

方案3

當(dāng)外接電源1在開(kāi)關(guān)K閉合時(shí)，電流經(jīng)繼電器J第一連接端3進(jìn)入繼電器J，通過(guò)常閉觸點(diǎn)J1經(jīng)繼電器J的第二連接端4流出，經(jīng)外部負(fù)載M回到輸出電源2，機(jī)器工作。當(dāng)外部負(fù)載M過(guò)載電流達(dá)到繼電器J的磁芯L觸發(fā)觸點(diǎn)時(shí)，常開(kāi)觸點(diǎn)J2和常閉觸點(diǎn)J1動(dòng)作，常閉觸點(diǎn)J1斷開(kāi)，常開(kāi)觸點(diǎn)J2閉合使保持線圈L2通電保持繼電器J工作，繼電器J的保持電流較小，外部負(fù)載M失電停止工作。其中，電容C可防止繼電器J動(dòng)作過(guò)于靈敏，避免繼電器J誤動(dòng)作。

其中，由于繼電器J工作，外部負(fù)載M停止工作后必須斷開(kāi)電源開(kāi)關(guān)K使外部負(fù)載M恢復(fù)到初始狀態(tài)，外部負(fù)載M才能再次啟動(dòng)。

3 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，各方案中負(fù)載線圈L1匝數(shù)和線徑取決于保護(hù)電路大?。槐３志€圈L2匝數(shù)和線徑取決于電源電壓高低。電容C可置于繼電器J內(nèi)部或外部，根據(jù)電容C尺寸大小選擇。為防止繼電器J動(dòng)作過(guò)于靈敏，電容C可起到延時(shí)作用，避免繼電器J誤動(dòng)作。