一种接触器控制方法及接触器组合电路控制方法.docx
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一种接触器控制方法及接触器组合电路控制方法
（54）发明名称
一种接触器控制方法及接触器组合电路控制方法
（57）摘要
A
4
5
8
6
2
9
3
0
1
NC
CN103926854A
本发明公开了一种接触器控制方法及接触器组合电路控制方法，其中接触器控制方法包括：
根据获取的接触器触点两端的电压，计算电压差的绝对值；将电压差的绝对值与预设电压差阈值进行比较，根据比较结果产生压差状态信号；根据压差状态信号和获取的接触器通断指令、故障信号，产生状态转移指令；基于压差状态信号、状态转移指令，以及获取的接触器当前时刻的状态信息和前一时刻的状态信息，根据相应的状态控制模型产生控制信号和下一时刻的状态信息，输出控制信号并分别利用接触器的当前时刻和下一时刻的状态信息更新接触器的前一时刻和当前时刻的状态信息。
本发明不再需要接触器的辅助触点来进行状态反馈，提高了接触器控制的可靠性。
权利要求书
1/3页
1.一种接触器控制方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：
根据获取的接触器触点两端的电压，计算电压差的绝对值；
将所述电压差的绝对值与预设电压差阈值进行比较，根据比较结果产生相应的压差状态信号；
根据所述压差状态信号和获取的接触器通断指令、故障信号，产生状态转移指令；基于所述压差状态信号、状态转移指令，以及获取的接触器当前时刻的状态信息和前
一时刻的状态信息，根据相应的状态控制模型产生控制信号和下一时刻的状态信息，并输出所述控制信号，以控制所述接触器的通断；
分别利用接触器的当前时刻和下一时刻的状态信息更新接触器的前一时刻和当前时刻的状态信息。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述状态信息包括闭合状态、断开状态和故障状态，所述故障信号包括断开故障信号和闭合故障信号，所述接触器通断指令包括接触器导通指令和接触器断开指令。
3.如权利要求1或2所述的方法，其特征在于，
当所述电压差的绝对值大于预设电压差阈值时，产生高压差状态信号，否则产生低压差状态信号。
4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，
当所述接触器通断指令为接触器导通指令、且所述故障信号表明接触器无故障、且所述压差状态信号为低压差状态信号时，产生闭合状态转移指令，以使接触器下一时刻的状态信息变为闭合状态；否则产生断开状态转移指令，以使接触器下一时刻的状态信息变为断开状态。
5.如权利要求4所述的方法，其特征在于，
当接触器当前时刻的状态信息为断开状态时：
如果状态转移指令为闭合状态转移指令，则将接触器下一时刻的状态信息由断开状态变为闭合状态；
如果状态转移指令为断开状态转移指令，且断开状态计时器超时，则将接触器下一时刻的状态信息由断开状态变为故障状态；
否则将接触器下一时刻的状态信息保持为断开状态；当接触器当前时刻的状态信息为闭合状态时：
如果压差状态信号为低压差状态信号，且状态转移指令为断开状态转移指令，则将接触器下一时刻的状态信息由闭合状态变为断开状态；
如果压差状态信号为高压差状态信号，则将接触器下一时刻的状态信息由闭合状态变为故障状态；
否则将接触器下一时刻的状态信息保持为断开状态；当接触器当前时刻的状态信息为故障状态时：
如果接收到故障恢复指令且故障状态计时器超时，则将接触器下一时刻的状态信息由故障状态变为断开状态；
否则将接触器下一时刻的状态信息保持为故障状态。
6.如权利要求4或5所述的方法，其特征在于，
权利要求书
2/3页
如果接触器当前时刻的状态信息为断开状态，则根据断开状态控制模型产生控制信号和下一时刻的状态信息；
如果接触器当前时刻的状态信息为闭合状态，则根据断开状态控制模型产生控制信号和下一时刻的状态信息；
如果接触器当前时刻的状态信息为故障状态，则根据故障状态控制模型产生控制信号和下一时刻的状态信息。
7.如权利要求6所述的方法，其特征在于，根据断开状态控制模型产生控制信号和下一时刻的状态信息的步骤包括：
将接触器下一时刻的状态信息置为断开状态；
如果接触器上一时刻的状态信息为断开状态，且压差状态信号为高压差状态信号，则复位断开状态计时器；
如果接触器上一时刻的状态信息为断开状态，且压差状态信号为低压差状态信号，则进一步判断接收到的状态转移指令是否为闭合状态转移指令，如果是，则将接触器下一时刻的状态信息置为闭合状态，复位并关闭断开状态计时器，如果否，则根据断开状态计时器是否超时相应地设置接触器下一时刻的状态信息；
如果接触器上一时刻的状态信息为闭合状态，则输出断开控制信号，并开启断开状态计时器。
8.如权利要求7所述的方法，其特征在于，如果断开状态计时器超时，则将接触器下一时刻的状态信息置为故障状态，并产生断开故障信号。
9.如权利要求6～8任一项所述的方法，其特征在于，根据闭合状态控制模型产生控制信号和下一时刻的状态信息的步骤包括：
将接触器下一时刻的状态信息置为闭合状态；
如果接触器上一时刻的状态信息为闭合状态，且压差状态信号为高压差状态信号，则将接触器下一时刻的状态信息置为故障状态，并产生闭合故障信号；
如果接触器上一时刻的状态为闭合状态，且压差状态信号为低压差状态信号，判断状态转移指令是否为断开状态转移指令，如果状态转移指令为断开状态转移指令，则将下一时刻接触器的状态信息置为断开状态；
如果接触器上一时刻的状态信息不为闭合状态，产生并输出闭合控制信号，以控制接触器闭合。
10.如权利要求6～9任一项所述的方法，其特征在于，根据故障状态控制模型产生控制信号和下一时刻的状态信息的步骤包括：
将接触器下一时刻的状态信息置为故障状态；
判断接触器上一时刻的状态信息是否为故障状态，如果不为故障状态，则输出断开控制信号，以控制接触器断开，并启动故障状态计时器，如果为故障状态，则判断是否接收到故障恢复指令，以及故障状态计时器是否超时；
如果接收到故障恢复指令且故障状态计时器超时，则复位并关闭故障状态计时器，清除接触器故障，并将下一时刻的状态信息置为断开状态。
11.一种接触器组合电路控制方法，所述接触器组合电路包括预充电接触器和工作接触器，其特征在于，所述接触器组合电路控制方法包括以下步骤：
权利要求书
3/3页
根据工作接触器触点两端的电压，计算工作接触器触点两端的电压差的绝对值；
将所述电压差的绝对值与预设电压差阈值进行比较，根据比较结果产生相应的压差状态信号；
根据接收到的工作接触器通断指令和压差状态信号，产生并输出预充电接触器控制信号，以控制预充电接触器的通断；
采用如权利要求1～10中任一项所述的方法，产生并输出工作接触器控制信号，以控制工作接触器的通断。
一种接触器控制方法及接触器组合电路控制方法
技术领域
[0001]本发明涉及自动控制技术领域，具体地说，涉及一种接触器控制方法及接触器组合电路控制方法。
背景技术
[0002]作为电力的断开和闭合的控制装置，接触器在电气控制中有着广泛地应用。
在高安全要求的环境中，接触器以其开关的物理隔离特性，占有着特殊的地位。
[0003]现有的接触器通常具有两组触点，其中主触点用于断开或闭合电路，辅助触点用来进行状态反馈。
主触点一般为常开触点，而辅助触点常有两对具有常开或常闭功能的触点。
[0004]目前广泛使用的通用直流接触器通常包括：
电磁系统、触点系统、灭弧系统和其他部分。
[0005]电磁系统是直流接触器的重要组成部分，主要包括电磁线圈和铁芯。
直流接触器正是利用电磁系统来带动触点的断开与闭合。
触点系统包括主触点和辅助触点，触点系统是接触器的执行部分。
主触点的作用是接通和断开主回路，以控制主回路中较大的电流导通或断开。
而辅助触点设置在控制回路中，用于满足各种控制方式的要求。
[0006]灭弧系统用于保证触点断开或闭合时产生的电弧能够可靠地熄灭，从而减少电弧对触点的损伤。
为了迅速熄灭触点断开或闭合时产生的电弧，通常灭弧系统还包括强磁灭弧回路。
[0007]此外，直流接触器通常还包括绝缘外壳、弹簧、短路环、传动机构等其他部分。
[0008]当直流接触器的线圈通电时，电磁系统中的静铁芯产生电磁吸力，将动铁芯吸合。
由于触点系统是与动铁芯联动的，因此动铁芯带动触片同时运动，主触点闭合，从而导通电源。
当线圈断电时，吸力消失，动铁芯联动部分依靠弹簧的反作用力而分离，使主触点断开，从而切断电源。
[0009]图1示出了现有的直流接触器控制及辅助触点反馈电路的电路示意图。
[0010]如图1所示，现有的直流接触器101包括2对触点，其中第一对触点J1作为主触点，以用于实现直流接触器的断开与闭合功能。
第二对触点J2作为辅助触点，其一端与直流接触器101的工作电源VCC的正极连接，另一端与驱动控制板102的状态信号输入接口连接。
直流接触器101的线圈L1的一端与直流接触器101的工作电源VCC的正极连接，另一端与驱动控制板102的控制信号输出接口连接。
[0011]当驱动控制板102需要控制直流接触器101闭合时，驱动控制板102通过控制信号输出接口输出低电平的控制信号K_C，使得直流接触器101的线圈L1两端被施加工作电压。
此时，线圈L1流过工作电流，进而使得第一对触点J1和第二对触点J2分别吸合。
[0012]第一对触点J1吸合使得直流接触器实现闭合功能，导通所处的电路回路。
第二对触点J2吸合使得驱动控制板102的状态信号输入接口与工作电源VCC连通，即直流接触器
101向驱动控制板102反馈表示第二对触点吸合的高电平的状态反馈信号。
[0013]当驱动控制板102需要控制直流接触器101断开时，驱动控制板102通过控制信号输出接口输出高电平的控制信号K_C，使得直流接触器101的线圈L1两端的电压小于工作电压（通常情况下线圈L1两端的电压为零）。
此时，线圈L1流过的电流小于工作电流，使得第一对触点J1和第二对触点J2无法吸合。
[0014]第一对触点J1断开使得直流接触器实现断开功能，断开所处的电路回路。
第二对触点J2断开使得驱动控制板102的状态信号输入接口与工作电源VCC之间的连接断开，即直流接触器101向驱动控制板102反馈表示第二对触点断开的低电平状态反馈信号。
[0015]如果直流接触器正常工作，则第一对触点J1和第二对触点J2的通断状态应相同，所以表示第二对触点通断状态的状态反馈信号也可以视为表示第一对触点通断状态的状态反馈信号。
通过判断控制信号与状态反馈信号是否匹配便可以判断出直流接触器101的工作状态是否正常，以提高直流接触器及其所处系统的可靠性。
[0016]现有的接触器控制方法是利用辅助触点来反馈主触点的闭合或断开状态，其通过当向电磁线圈输出用于断开或闭合的电平信号后，检测辅助触点的电平来判断辅助触点的闭合或断开状态，进而判断主触点及整个电路工作是否正常。
[0017]然而，现有的接触器通常只关注接触器主触点的可靠性及其保证措施，而对辅助触点的可靠性没有严格的限制，使得辅助触点的故障率明显高于主触点。
这就造成了因用于反馈的辅助触点故障率过高导致的系统故障率相应过高。
[0018]基于上述情况，亟需一种直流接触器的控制方法，以保证对接触器的可靠控制，降低接触器及系统的故障率。
发明内容
[0019]为解决上述问题，本发明提供了一种接触器控制方法，所述方法包括以下步骤：
[0020]根据获取的接触器触点两端的电压，计算电压差的绝对值；
[0021]将所述电压差的绝对值与预设电压差阈值进行比较，根据比较结果产生相应的压差状态信号；
[0022]根据所述压差状态信号和获取的接触器通断指令、故障信号，产生状态转移指令；
[0023]基于所述压差状态信号、状态转移指令，以及获取的接触器当前时刻的状态信息和前一时刻的状态信息，根据相应的状态控制模型产生控制信号和下一时刻的状态信息，并输出所述控制信号，以控制所述接触器的通断；
[0024]分别利用接触器的当前时刻和下一时刻的状态信息更新接触器的前一时刻和当前时刻的状态信息。
[0025]根据本发明的一个实施例，所述状态信息包括闭合状态、断开状态和故障状态，所述故障信号包括断开故障信号和闭合故障信号，所述接触器通断指令包括接触器导通指令和接触器断开指令。
[0026]根据本发明的一个实施例，
[0027]当所述电压差的绝对值大于预设电压差阈值时，产生高压差状态信号，否则产生低压差状态信号。
[0028]根据本发明的一个实施例，
[0029]当所述接触器通断指令为接触器导通指令、且所述故障信号表明接触器无故障、且所述压差状态信号为低压差状态信号时，产生闭合状态转移指令，以使接触器下一时刻的状态信息变为闭合状态；否则产生断开状态转移指令，以使接触器下一时刻的状态信息变为断开状态。
[0030]根据本发明的一个实施例，
[0031]当接触器当前时刻的状态信息为断开状态时：
[0032]如果状态转移指令为闭合状态转移指令，则将接触器下一时刻的状态信息由断开状态变为闭合状态；
[0033]如果状态转移指令为断开状态转移指令，且断开状态计时器超时，则将接触器下一时刻的状态信息由断开状态变为故障状态；
[0034]否则将接触器下一时刻的状态信息保持为断开状态；
[0035]当接触器当前时刻的状态信息为闭合状态时：
[0036]如果压差状态信号为低压差状态信号，且状态转移指令为断开状态转移指令，则将接触器下一时刻的状态信息由闭合状态变为断开状态；
[0037]如果压差状态信号为高压差状态信号，则将接触器下一时刻的状态信息由闭合状态变为故障状态；
[0038]否则将接触器下一时刻的状态信息保持为断开状态；
[0039]当接触器当前时刻的状态信息为故障状态时：
[0040]如果接收到故障恢复指令且故障状态计时器超时，则将接触器下一时刻的状态信息由故障状态变为断开状态；
[0041]否则将接触器下一时刻的状态信息保持为故障状态。
[0042]根据本发明的一个实施例，
[0043]如果接触器当前时刻的状态信息为断开状态，则根据断开状态控制模型产生控制信号和下一时刻的状态信息；
[0044]如果接触器当前时刻的状态信息为闭合状态，则根据断开状态控制模型产生控制信号和下一时刻的状态信息；
[0045]如果接触器当前时刻的状态信息为故障状态，则根据故障状态控制模型产生控制信号和下一时刻的状态信息。
[0046]根据本发明的一个实施例，根据断开状态控制模型产生控制信号和下一时刻的状态信息的步骤包括：
[0047]将接触器下一时刻的状态信息置为断开状态；
[0048]如果接触器上一时刻的状态信息为断开状态，且压差状态信号为高压差状态信号，则复位断开状态计时器；
[0049]如果接触器上一时刻的状态信息为断开状态，且压差状态信号为低压差状态信号，则进一步判断接收到的状态转移指令是否为闭合状态转移指令，如果是，则将接触器下一时刻的状态信息置为闭合状态，复位并关闭断开状态计时器，如果否，则根据断开状态计时器是否超时相应地设置接触器下一时刻的状态信息；
[0050]如果接触器上一时刻的状态信息为闭合状态，则输出断开控制信号，并开启断开状态计时器。
[0051]根据本发明的一个实施例，如果断开状态计时器超时，则将接触器下一时刻的状态信息置为故障状态，并产生断开故障信号。
[0052]根据本发明的一个实施例，根据闭合状态控制模型产生控制信号和下一时刻的状态信息的步骤包括：
[0053]将接触器下一时刻的状态信息置为闭合状态；
[0054]如果接触器上一时刻的状态信息为闭合状态，且压差状态信号为高压差状态信号，则将接触器下一时刻的状态信息置为故障状态，并产生闭合故障信号；
[0055]如果接触器上一时刻的状态为闭合状态，且压差状态信号为低压差状态信号，判断状态转移指令是否为断开状态转移指令，如果状态转移指令为断开状态转移指令，则将下一时刻接触器的状态信息置为断开状态；
[0056]如果接触器上一时刻的状态信息不为闭合状态，产生并输出闭合控制信号，以控制接触器闭合。
[0057]根据本发明的一个实施例，根据故障状态控制模型产生控制信号和下一时刻的状态信息的步骤包括：
[0058]将接触器下一时刻的状态信息置为故障状态；
[0059]判断接触器上一时刻的状态信息是否为故障状态，如果不为故障状态，则输出断开控制信号，以控制接触器断开，并启动故障状态计时器，如果为故障状态，则判断是否接收到故障恢复指令，以及故障状态计时器是否超时；
[0060]如果接收到故障恢复指令且故障状态计时器超时，则复位并关闭故障状态计时器，清除接触器故障，并将下一时刻的状态信息置为断开状态。
[0061]本发明还提供了一种接触器组合电路控制方法，所述接触器组合电路包括预充电接触器和工作接触器，其特征在于，所述接触器组合电路控制方法包括以下步骤：
[0062]根据工作接触器触点两端的电压，计算工作接触器触点两端的电压差的绝对值；
[0063]将所述电压差的绝对值与预设电压差阈值进行比较，根据比较结果产生相应的压差状态信号；
[0064]根据接收到的工作接触器通断指令和压差状态信号，产生并输出预充电接触器控制信号，以控制预充电接触器的通断；
[0065]采用如上所述的接触器方法，产生并输出工作接触器控制信号，以控制工作接触器的通断。
[0066]相较于现有的接触器控制方法，本发明提供的方法无需辅助触点来进行接触器状态信号的反馈，从而避免了因接触器辅助触点故障率过高而造成的系统故障，提高了接触器和接触器所在装置及系统的可靠性。
本发明提供的接触器控制方法在应用的过程中，既可以直接应用在对具有辅助触点的接触器的控制中，也可以应用在对不具有辅助触点的接触器的控制中，使用范围广泛，可用性强。
[0067]同时，本发明还提供了一种带预充电的直流接触器组合电路控制方法，该方法通过采用上述接触器控制方法对工作接触器进行控制，提高了对整个直流接触器组合电路的控制的可靠性。
[0068]本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。
本发明的目的和其他优点可通过在说明书、权利
要求书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。
附图说明
[0069]为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要的附图做简单的介绍：
[0070]图1是现有的接触器控制及辅助触点反馈电路的电路示意图；
[0071]图2是本发明使用的接触器控制电路的电路示意图；
[0072]图3是根据本发明一个实施例的接触器的控制流程图；
[0073]图4是根据本发明一个实施例的产生压差状态信号和状态转移指令的流程图；
[0074]图5是根据本发明一个实施例的产生并输出控制控制信号的总体流程图；
[0075]图6是根据本发明一个实施例中接触器状态信息的转换图。
[0076]图7是根据本发明一个实施例的基于断开状态控制模型的接触器控制流程图；
[0077]图8是根据本发明一个实施例的基于闭合状态控制模型的接触器控制流程图；
[0078]图9是根据本发明一个实施例的基于故障状态控制模型的接触器控制流程图；
[0079]图10是现有的直流接触器组合电路的电路结构图；
[0080]图11是根据本发明一个实施例的直流接触器组合电路控制方法的总体流程图；
[0081]图12是根据本发明一个实施例的直流接触器组合电路控制方法的详细流程图；
[0082]图13是根据本发明一个实施例的预充电接触器的控制流程图。
具体实施方式
[0083]以下将结合附图及实施例来详细说明本发明的实施方式，借此对本发明如何应用技术手段来解决技术问题，并达成技术效果的实现过程能充分理解并据以实施。
需要说明的是，只要不构成冲突，本发明中的各个实施例以及各实施例中的各个特征可以相互结合，所形成的技术方案均在本发明的保护范围之内。
[0084]另外，在附图的流程图示出的步骤可以在诸如一组计算机可执行指令的计算机系统中执行，并且，虽然在流程图中示出了逻辑顺序，但是在某些情况下，可以以不同于此处的顺序执行所示出或描述的步骤。
[0085]实施例一：
[0086]针对现有直流接触器控制方法造成系统故障率过高的问题，本发明人进行了多次实验，以确定造成系统故障率过高的原因。
[0087]实验中，对某一批次30台电动汽车中的电机控制器进行监测，该电机控制器内部
含有直流接触器电路。
在为期一个月的试验过程中，出现了6台次的直流接触器电路故障。
经检验分析，发现其中的5台次故障是由于接触器中用于反馈作用的辅助触点被粘死造成
的，只有1台次故障是由于操作不当使得接触器中的主触头被卡住后不能吸合造成的。
[0088]经过查阅分析接触器生产厂家提供的产品数据手册，发现大多数生产厂家都关注于接触器主触点的可靠性及其保证措施，而对辅助触点的可靠性指标数据要求较低或者没有说明。
因此，本发明采用尽量避免使用接触器辅助触点的方法，以提高接触器控制的可靠性。
[0089]图2示出了本发明所使用的接触器控制电路的示意图。
[0090]如图2所示，相对于图1，本发明不再使用接触器的辅助触点J2来反馈主触点J1的状态信息，而是分别采集接触器主触点J1两端的电压Udc和Uc，通过电压Udc和Uc来反映接触器主触点J1的状态。
[0091]当驱动控制板102控制直流接触器101闭合时，驱动控制板102通过控制信号输出接口输出低电平的控制信号K_C，使得直流接触器101的线圈L1两端施加工作电压。
此时线圈L1流过工作电流，进而使得第一对触点J1吸合，进而实现接触器的闭合功能，从而导通所处的电路回路。
[0092]驱动控制板102分别采集直流接触器101主触点J1两端的电压Udc和Uc，如果电压Udc和Uc的电压差的绝对值Uk_dif小于或等于预设电压阈值，则表明直流接触器101主触点J1处于闭合状态。
此时，电压差的绝对值Uk_dif与驱动控制板102输出的控制信号K_C匹配，直流接触器工作正常，主触点维持当前状态。
否则表明直流接触器101存在异常，驱动控制板102输出断开控制信号以使直流接触器101断开。
[0093]当驱动控制板102控制直流接触器101断开时，驱动控制板102通过控制信号输出接口输出高电平的控制信号K_C，使得直流接触器101的线圈L1两端施加的电压小于工作电压。
此时，线圈L1流过的电流小于工作电流，直流接触器101的第一对触点J1无法吸合，进而实现接触器的断开功能，断开所处的电路回路。
[0094]驱动控制板102分别采集直流接触器101主触点J1两端的电压Udc和Uc，如果电压Udc和Uc的电压差的绝对值Uk_dif大于预设电压阈值，则表明直流接触器101主触点
J1处于断开状态。
此时，电压差的绝对
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