來(lái)源：低壓電器雜談；作者：賓昭平

晃電，是電網(wǎng)電壓暫降的一種表現(xiàn)，通?；坞姇r(shí)系統(tǒng)電壓會(huì)突降到額定電壓的10%～90%，經(jīng)過(guò)短時(shí)間10 ms～1min后電壓又恢復(fù)到正常數(shù)值。

傳統(tǒng)機(jī)械線圈交流接觸器，完全依靠外部控制電壓在線圈繞組內(nèi)產(chǎn)生的電磁力來(lái)保證接觸器吸合，電磁力會(huì)隨著外部電壓的降低而減小，當(dāng)線圈產(chǎn)生電磁吸力小于反力彈簧的力值時(shí)，接觸器開(kāi)始釋放。

傳統(tǒng)機(jī)械線圈的結(jié)構(gòu)如圖1 ，由纏繞在塑料骨架上的漆包線組成，漆包線的耐熱等級(jí)一般為H級(jí)，可以耐受上百度的溫度。

線圈的可靠吸合電壓范圍為85%~110%，釋放電壓范圍為75%~20%，所以在“晃電”的情況下，當(dāng)控制電壓低于可靠吸合電壓值時(shí)，接觸器大概率會(huì)產(chǎn)生抖動(dòng)甚至釋放，見(jiàn)圖2。

圖1 常規(guī)機(jī)械線圈接觸器吸合釋放電壓范圍

根據(jù)某石化公開(kāi)論文里顯示的測(cè)試數(shù)據(jù)，常規(guī)交流接觸器的實(shí)際釋放電壓在控制電壓的46.4%~68.2%之間，這取決品牌系列和電流檔差異。

國(guó)內(nèi)石油石化系統(tǒng)內(nèi)的專家曾對(duì)某企業(yè)內(nèi)1010個(gè)晃電事件進(jìn)行過(guò)統(tǒng)計(jì)采樣，見(jiàn)圖3，分析數(shù)據(jù)后發(fā)現(xiàn)：

1、電壓暫降到額定電壓50%以上，且持續(xù)時(shí)間在0.5 s以下的晃電事件有790個(gè)點(diǎn)，占總數(shù)的78.22%；持續(xù)時(shí)間在1s以下的有830個(gè)點(diǎn)，占總數(shù)的82.18%；持續(xù)時(shí)間在2s以下的有849個(gè)點(diǎn)，占總數(shù)的84.06%；

2、電壓暫降到額定電壓50%以下，且持續(xù)時(shí)間在0.5 s以下的晃電事件有152個(gè)點(diǎn)，占總數(shù)的15.05%；持續(xù)時(shí)間在0.5 s以上的有7個(gè)點(diǎn)，占總數(shù)的0.7%；

圖3國(guó)內(nèi)石油石化企業(yè)晃電事件統(tǒng)計(jì)圖

圖3中，絕大多數(shù)晃電事件為電壓暫降到50%以上的輕微晃電（約占84%），電壓暫降到50%以下的嚴(yán)重失電壓情況概率較低（約占16%）。

對(duì)于電壓暫降到50%以下的晃電，傳統(tǒng)機(jī)械線圈接觸器幾乎無(wú)法維持吸合狀態(tài)。

寬電壓電子線圈的工作原理與傳統(tǒng)機(jī)械線圈略有不同，除了線圈繞組以外還有一塊PCBA電路板，其內(nèi)置的MCU可以實(shí)時(shí)監(jiān)控線圈的狀態(tài)，PWM動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)線圈內(nèi)部電流，保證接觸器穩(wěn)定吸合，有效應(yīng)對(duì)控制電壓波動(dòng)，見(jiàn)圖4。

圖4 Tesys G接觸器電子線圈控制原理簡(jiǎn)圖

實(shí)際上，電子線圈接觸器的吸合功率會(huì)很高，但是吸合完畢以后的保持功率很低。

例如某寬電壓電子線圈的吸合功耗為540VA，但是吸合完畢以后維持接觸器吸合狀態(tài)的保持功耗才12.4VA，見(jiàn)圖5，所以可以通過(guò)電路板的PWM動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)線圈內(nèi)部電流，來(lái)保證穩(wěn)定吸合的最小電磁力。

圖5 Tesys G接觸器線圈功耗

施耐德電氣在2017年上市的Tesys D Green 09~80接觸器，2021年7月上市的Tesys G205~620接觸器，以及2024年上市的Tesys D115~170全新大電流接觸器，都是寬電壓電子線圈交直流通用接觸器。

圖6 Tesys D&G寬電壓電子線圈接觸器

例如對(duì)于線圈代號(hào)為KUE系列的接觸器，其額定工作電壓范圍為100V~250V AC/DC，加上85%~110%的國(guó)標(biāo)要求范圍，實(shí)際吸合電壓范圍為85V~275V，即最低吸合電壓為85V。

釋放電壓范圍為0.1Ucmax~0.45Ucmin，即0.1*250V=25V，0.45*110V=45V，所以接觸器的最大釋放電壓是45V，見(jiàn)圖7。

圖7 Tesys G接觸器線圈工作電壓范圍

對(duì)于Tesys D和Tesys G系列寬電壓電子線圈接觸器，穩(wěn)定吸合以后，如果線圈端控制電壓跌落至25%（例如AC220的25%就是55V），還可以保持長(zhǎng)期穩(wěn)定的吸合狀態(tài)，見(jiàn)圖8。

圖8 KUE電子線圈的工作電壓特性

前面我們提到石化企業(yè)統(tǒng)計(jì)的1010個(gè)晃電事件，如果以電壓跌落到25%作為一條界線，會(huì)發(fā)現(xiàn)只有30個(gè)晃電事件落在額定電壓百分比25%以下，占比約為3%，見(jiàn)圖9。

由此，我們可以得出這樣一個(gè)結(jié)論：97%以上的晃電事件幾乎都可以用寬電壓電子線圈接觸器解決。

對(duì)于其余3%左右電壓跌落至額定電壓25%以下的晃電事件，可以考慮通過(guò)馬?；蚩够坞娔K再啟動(dòng)等方案解決。

圖9 電壓跌落25%以下的晃電劃分

有人擔(dān)心Tesys D&G寬電壓電子線圈接觸器，會(huì)不會(huì)像依靠電容模塊實(shí)現(xiàn)抗晃電功能的接觸器那樣，電子元器件的可靠性存在問(wèn)題。

首先，作為控制電動(dòng)機(jī)負(fù)載的接觸器，機(jī)械壽命和電壽命是其主要考核項(xiàng)，跟線圈電路板可靠性相關(guān)的驗(yàn)證主要有機(jī)械壽命測(cè)試和EMC測(cè)試，Tesys D&G的機(jī)械壽命為1500萬(wàn)（小電流）和600萬(wàn)（大電流）；

其次，最早的Tesys D Green接觸器上市時(shí)間是2017年，即使是Tesys G205~620上市也有5年時(shí)間，在通用行業(yè)內(nèi)已經(jīng)積累的大量可靠地運(yùn)行數(shù)據(jù)和經(jīng)驗(yàn)；

再者，Tesys D&G寬電壓電子線圈接觸器面向的行業(yè)是通用行業(yè)，比如MMM、HVAC暖通空調(diào)、起重行車(chē)、電梯、鐵路機(jī)車(chē)、風(fēng)電、充電樁等行業(yè)，只不過(guò)其抗電壓跌落的性能恰好能滿足石化行業(yè)的特殊需求；

所以，寬電壓電子線圈接觸器雖然不能100%解決抗晃電問(wèn)題，但是相對(duì)于傳統(tǒng)機(jī)械線圈接觸器，其抗電壓跌落的深度可以低到25%（傳統(tǒng)機(jī)械線圈可能到60%左右）。

從行業(yè)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)看，可以有效應(yīng)對(duì)97%以上的晃電問(wèn)題，再搭配具備再啟動(dòng)功能的馬?；蛘呖够坞娔K，補(bǔ)齊最后一塊抗晃電方案短板。