本發(fā)明涉及低壓電器領(lǐng)域，尤其涉及一種啟動(dòng)功率可調(diào)且直流運(yùn)行的“啟動(dòng)功率可調(diào)的推拉交流電磁鐵”。

背景技術(shù)：

交流電磁鐵(AC electromagnet)是一種應(yīng)用非常廣泛的低壓電器,推拉交流電磁鐵是交流電磁鐵中的一種。交流電磁沖床、交流電磁釘槍、交流電磁搗碎機(jī)、交流電磁切斷機(jī)等器械中均設(shè)有推拉交流電磁鐵。

圖1為推拉交流電磁鐵的工作原理圖。這種常規(guī)的推拉交流電磁鐵主要由動(dòng)鐵芯M、靜鐵芯G、復(fù)位彈簧F、勵(lì)磁線圈L組成。當(dāng)勵(lì)磁線圈L的A1端、A2端接通AC220V、AC110V或AC380V電壓(以下通稱AC220V、AC110V或AC380V為AC電壓或勵(lì)磁電源)時(shí),動(dòng)鐵芯M受勵(lì)磁線圈L產(chǎn)生的磁力的作用而與靜鐵芯G閉合——相當(dāng)于“推”；當(dāng)勵(lì)磁線圈L上的AC電壓斷開時(shí),動(dòng)鐵芯M失磁并受復(fù)位彈簧F的作用而與靜鐵芯G分離并復(fù)位——相當(dāng)于“拉”。

這種常規(guī)的推拉交流電磁鐵的工作過程可分為“啟動(dòng)”、“復(fù)位”二個(gè)階段：

1、啟動(dòng)：勵(lì)磁線圈L與AC電壓接通，動(dòng)鐵芯M啟動(dòng)。在此階段，為克服動(dòng)鐵芯M的慣性和復(fù)位彈簧F的彈力，勵(lì)磁電源必須提供較大的功率(以下稱此功率為“啟動(dòng)功率”),動(dòng)、靜鐵芯才能互相吸合，并且，所述的“啟動(dòng)功率”越大，動(dòng)、靜鐵芯之間的吸合力(或稱推力)就越大；

2、復(fù)位：勵(lì)磁線圈L斷開AC電壓,動(dòng)、靜鐵芯受復(fù)位彈簧F的作用而“復(fù)位”分離。

推拉交流電磁鐵的用途千差萬別，結(jié)構(gòu)也千差萬別，但它們的工作原理、工作過程均與圖1相同。例如：圖2所示的電磁釘槍之中，由靜鐵芯G、勵(lì)磁線圈L、動(dòng)鐵芯M、復(fù)位彈簧F組成的常規(guī)“推拉交流電磁鐵”的工作過程為：開關(guān)Kt“開”后，即AC電壓接通后，在勵(lì)磁線圈L所產(chǎn)生之磁力的作用下，動(dòng)鐵芯M與靜鐵芯G吸合，與“連接桿”相連接的物件便隨之做“推”動(dòng)作；開關(guān)Kt“關(guān)”后，即AC電壓斷開后，在復(fù)位彈簧的作用下，動(dòng)鐵芯M與靜鐵芯G分離，與“連接桿”相連接的物件便隨之做“拉”的動(dòng)作；

實(shí)際使用表明，常規(guī)的推拉交流電磁鐵，存在以下的缺點(diǎn)：

1、在AC電壓為定值(AC220V、AC110V或AC380V)、勵(lì)磁線圈L制定以后,“啟動(dòng)功率”也隨之而定，不能按使用場(chǎng)合不同而作調(diào)整，即推力為固定值,不能按需設(shè)定；

2、存在煩人的交流噪聲；

3、無“續(xù)流電路”，AC電壓切斷瞬間,易產(chǎn)生電磁干擾。

針對(duì)常規(guī)推拉交流電磁鐵的現(xiàn)狀,本發(fā)明要迖到的目標(biāo)是：“應(yīng)用電子技術(shù)，改造傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)”，設(shè)計(jì)一種啟動(dòng)功率可調(diào)且直流運(yùn)行的“啟動(dòng)功率可調(diào)的推拉交流電磁鐵”。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明實(shí)現(xiàn)上述目標(biāo)的方法為：一種啟動(dòng)功率可調(diào)的推拉交流電磁鐵，包括由動(dòng)鐵芯M、靜鐵芯G、復(fù)位彈簧F、勵(lì)磁線圈L所組成的常規(guī)推拉交流電磁鐵及電子單元100兩部份,其特征在于：所述的電子單元100由第一二極管D1、第二二極管D2、第三二極管D3、第一單向晶體閘流管SCR1、第二單向晶體閘流管SCR2、電位器W1、控制開關(guān)K所組成；其中，所述的第一二極管D1的正極、第二單向晶體閘流管SCR2的陰極均與AC電壓的P1端相連接；所述的第二二極管D2的正極、第一單向晶體閘流管SCR1的陰極均與AC電壓的P2端相連接；所述的第一二極管D1的負(fù)極、第二二極管D2的負(fù)極、第三二極管D3的負(fù)極均與勵(lì)磁線圈L的A1端相連接；所述的第一單向晶體閘流管SCR1的陽極、第二單向晶體閘流管SCR2的陽極、第三二極管D3的正極均與勵(lì)磁線圈L的A2端相連接；第一單向晶體閘流管SCR1的門極與所述的控制開關(guān)K的一端相連接；控制開關(guān)K的另一端與電位器W1的一端、電位器W1的滑動(dòng)臂均相連接；電位器W1的另一端與第一單向晶體閘流管SCR1的門極相連接。

所述的電子單元100與常規(guī)推拉交流電磁鐵按以上所述的方式相組合，即可組成本發(fā)明所指的“啟動(dòng)功率可調(diào)的推拉交流電磁鐵”。

所述的控制開關(guān)K可以選擇機(jī)械開關(guān)、電子開關(guān)、敏感開關(guān)，例如撥碼開關(guān)、按鍵開關(guān)、磁敏開關(guān)、壓敏開關(guān)、霍爾開關(guān)、氣敏開關(guān)、觸摸開關(guān)、程控開關(guān)。

所述的第一單向晶體閘流管SCR1、第二單向晶體閘流管SCR2可以用其他開關(guān)器件例如雙向晶體閘流管(Triode AC Switch，TRIAC)替代。

所述的電位器W1可以用其他器件例如：電容器、雙向觸發(fā)二極管(bidirectional trigger diode)、雙向瞬態(tài)電壓抑止二極管(Two-way to suppress the transient voltage diode)、氣體放電管(gas discharge tube)、半導(dǎo)體放電管(Semiconductor discharge tube)、靜電抑制器(Static electricity suppressor)、壓敏電阻器(voltage dependent resistor)替代。

所述的第一二極管D1、第二二極管D2、第一單向晶體閘流管SCR1、第二單向晶體閘流管SCR2共同組成電橋BR；所述的電橋BR之四只臂分別為：第一橋臂由第一二極管D1組成，第二橋臂由第二單向晶體閘流管SCR2組成，第三橋臂由第二二極管D2組成，第四橋臂由第一單向晶體閘流管SCR1組成；其中，第二橋臂、第四橋臂為受控橋臂，它們受電位器W1、控制開關(guān)K的控制。

所述的電橋BR的特征在于：其兼具整流、調(diào)功二種功能。

應(yīng)用本發(fā)明,可以取得以下有益效果：

1、線路簡(jiǎn)單精干，所用的元器件少，因此，制造成本低、運(yùn)行可靠性高；

2、可通過調(diào)整電位器W1而調(diào)整本發(fā)明的“啟動(dòng)功率”，即可按需設(shè)定啟動(dòng)功率、按需設(shè)定“推力”；

3、控制開關(guān)K關(guān)后,整機(jī)即進(jìn)入不耗電的“休眠”狀態(tài)，無待機(jī)狀態(tài)，無待機(jī)耗電；

4、為交流輸入直流運(yùn)行,因此,運(yùn)行時(shí)寂靜無噪聲：

5、設(shè)有續(xù)流器件——第三二極管D3，因此無關(guān)斷電磁干擾。

附圖說明

圖1為常規(guī)推拉交流電磁鐵的工作原理圖；

圖2為電磁釘槍之常規(guī)推拉交流電磁鐵的工作原理圖；

圖3為本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的電路原理圖；

圖4為AC電壓波形圖——初相角φ＝0時(shí)的AC電壓波形圖；

圖5為第一單向晶體閘流管SCR1的門極觸發(fā)電壓Uct1與第二單向晶體閘流管SCR2的門極觸發(fā)電壓Uct2之脈沖波形圖

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖,說明本發(fā)明的實(shí)施方式。

圖3為本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的電路原理圖。圖3中：L為常規(guī)推拉交流電磁鐵的勵(lì)磁線圈，A1、A2為其之兩個(gè)連接端口；虛線方框100表示本發(fā)明的電子單元100。

結(jié)合圖3：一種啟動(dòng)功率可調(diào)的推拉交流電磁鐵，包括由動(dòng)鐵芯M、靜鐵芯G、復(fù)位彈簧F、勵(lì)磁線圈L所組成的常規(guī)推拉交流電磁鐵及電子單元100兩部份,其特征在于：所述的電子單元100由第一二極管D1、第二二極管D2、第三二極管D3、第一單向晶體閘流管SCR1、第二單向晶體閘流管SCR2、電位器W1、控制開關(guān)K所組成；其中，所述的第一二極管D1的正極、第二單向晶體閘流管SCR2的陰極均與AC電壓的P1端相連接；所述的第二二極管D2的正極、第一單向晶體閘流管SCR1的陰極均與AC電壓的P2端相連接；所述的第一二極管D1的負(fù)極、第二二極管D2的負(fù)極、第三二極管D3的負(fù)極均與勵(lì)磁線圈L的A1端相連接；所述的第一單向晶體閘流管SCR1的陽極、第二單向晶體閘流管SCR2的陽極、第三二極管D3的正極均與勵(lì)磁線圈L的A2端相連接；第一單向晶體閘流管SCR1的門極與所述的控制開關(guān)K的一端相連接；控制開關(guān)K的另一端與電位器W1的一端、電位器W1的滑動(dòng)臂均相連接；電位器W1的另一端與第一單向晶體閘流管SCR1的門極相連接。

所述的電子單元100與常規(guī)交流電磁鐵按以上所述的方式相組合，即可組成本發(fā)明所指的“啟動(dòng)功率可調(diào)的推拉交流電磁鐵”。

圖3中，第一二極管D1、第二二極管D2、第一單向晶體閘流管SCR1、第二單向晶體閘流管SCR2共同組成電橋BR；所述的電橋BR之四只臂分別為：第一橋臂由第一二極管D1組成，第二橋臂由第二單向晶體閘流管SCR2組成，第三橋臂由第二二極管D2組成，第四橋臂由第一單向晶體閘流管SCR1組成；其中，第二橋臂、第四橋臂為受控橋臂，它們受電位器W1、控制開關(guān)K的控制。

勵(lì)磁線圈L與第三二極管D3相并聯(lián)后，成為所述的電橋BR的負(fù)載。

下面，結(jié)合附圖，闡述本實(shí)施例的工作過程：

一、啟動(dòng)：

結(jié)合圖3、圖4、圖5：

t＝t1時(shí)，控制開關(guān)K開。

在t1～t2時(shí)域，AC電壓處于P1為低電平、P2為高電平的負(fù)半周，第一單向晶體閘流管SCR1為截止?fàn)顟B(tài)，AC電壓通過P2——第一單向晶體閘流管SCR1的陰極——第一單向晶體閘流管SCR1的門極——控制開關(guān)K——電位器W1——第二單向晶體閘流管SCR2的門極——第二單向晶體閘流管SCR2的陰極——P1之路徑，在第二單向晶體閘流管SCR2上建立了“門極觸發(fā)電壓”Uct2，第二單向晶體閘流管SCR2觸發(fā)導(dǎo)通。

第二單向晶體閘流管SCR2觸發(fā)導(dǎo)通之后，勵(lì)磁線圈L中的啟動(dòng)電流I沿著P2——第二二極管D2——?jiǎng)?lì)磁線圈L——第二單向晶體閘流管SCR2——P1路徑流通。

在t2～t3時(shí)域，AC電壓處于P1為高電平、P2為低電平的正半周，第二單向晶體閘流管SCR2為截止?fàn)顟B(tài)，AC電壓通過P1——第二單向晶體閘流管SCR2的陰極——第二單向晶體閘流管SCR2的門極——電位器W1——控制開關(guān)K——第一單向晶體閘流管SCR1的門極——第一單向晶體閘流管SCR1的陰極——P2之路徑，在第一單向晶體閘流管SCR1上建立了“門極觸發(fā)電壓”Uct1，第一單向晶體閘流管SCR1觸發(fā)導(dǎo)通。

第一單向晶體閘流管SCR1觸發(fā)導(dǎo)通之后，勵(lì)磁線圈L中的啟動(dòng)電流I沿著P1——第一二極管D1——?jiǎng)?lì)磁線圈L——第一單向晶體閘流管SCR1——P2路徑流通。

在AC電壓處于負(fù)半周的t3～t4時(shí)域，本實(shí)施例的工作過程與同為AC電壓負(fù)半周的t1～t2時(shí)域的工作過程相同；

在AC電壓處于正半周的t4～t6時(shí)域，本實(shí)施例的工作過程與同為AC電壓正半周的t2～t3時(shí)域的工作過程相同。

AC電壓通過啟動(dòng)電流I為本發(fā)明提供“啟動(dòng)功率”。

通過調(diào)整電位器W1，可以調(diào)整第一單向晶體閘流管SCR1、第二單向晶體閘流管SCR2的導(dǎo)通角，即可調(diào)整所述的“啟動(dòng)功率”。

換言之，可以通過設(shè)定電位器W1，設(shè)定啟動(dòng)功率，從而設(shè)定本發(fā)明的推力。

簡(jiǎn)言之：本發(fā)明的特征之一：可以按需設(shè)定推力。

結(jié)合圖3，輸入的AC電壓經(jīng)電橋BR整流后，勵(lì)磁線圈L中的啟動(dòng)電流I為直流電流。換言之；本發(fā)明為交流輸入直流運(yùn)行的推拉交流電磁鐵。

t＝t5時(shí)，動(dòng)鐵芯M與靜鐵芯G吸合,所述的“啟動(dòng)功率可調(diào)的推拉交流電磁鐵”完成啟動(dòng)過程。

二、復(fù)位

t＝t6時(shí)，控制開關(guān)K關(guān)，第一單向晶體閘流管SCR1上的觸發(fā)電壓Uct1＝0，根據(jù)晶體閘流管工作原理，已處于導(dǎo)通狀態(tài)的第一單向晶體閘流管SCR1繼續(xù)導(dǎo)通，啟動(dòng)電流I繼續(xù)流通。

至t＝t7時(shí)，第一單向晶體閘流管SCR1因其陽極電流小于其“最小維持電流”而關(guān)斷。

前已述,t＝t5時(shí)，動(dòng)鐵芯M與靜鐵芯G已經(jīng)吸合，本發(fā)明已完成“啟動(dòng)過程”；但在t5～t7時(shí)域,第一單向晶體閘流管SCR1仍導(dǎo)通，啟動(dòng)電流I仍流通。在此t5～t7時(shí)域中,啟動(dòng)電流I起到了鞏固啟動(dòng)“成果”的作用，本發(fā)明稱此t5～t7時(shí)域?yàn)閱?dòng)鞏固時(shí)域。

前已述，t＝t6時(shí)，控制開關(guān)K關(guān)，在t＝t7時(shí)，第一單向晶體閘流管SCR1、第二單向晶體閘流管SCR2均已關(guān)斷，因此t＝t7時(shí)，啟動(dòng)電流I的原流通路徑被切斷。

第一單向晶體閘流管SCR1關(guān)斷后，由于勵(lì)磁線圈L中的電流不能突變，因此，勵(lì)磁線圈L中的電流將沿著A1—?jiǎng)?lì)磁線圈L—A2—D3—A1的路徑“續(xù)流”并逐漸減小至零，所述的“啟動(dòng)功率可調(diào)的推拉交流電磁鐵”復(fù)位。因此，所述的“啟動(dòng)功率可調(diào)的推拉交流電磁鐵”不會(huì)因勵(lì)磁線圈L中電流突變而對(duì)外界產(chǎn)生干擾。

綜上所述可知：所述的第三二極管D3在本發(fā)明中起到了“續(xù)流”的作用。

所述的電橋BR在本發(fā)明中兼具二種功能，第一，整流功能：將流入勵(lì)磁線圈L中的電流整流成為直流；第二，調(diào)功功能：調(diào)整所述的“啟動(dòng)功率”。換言之：所述的電橋BR的特征在于：其兼具整流、調(diào)功二種功能。

再結(jié)合圖3、圖4、圖5，t＝t7時(shí)，第一單向晶體閘流管SCR1、第二單向晶體閘流管SCR2均截止，第一二極管D1第二二極管D2、第三二極管D3隨之亦截止，本發(fā)明進(jìn)入不耗電的“休眠”狀態(tài)。

t＝t8時(shí)，控制開關(guān)K重新“開”,所述的“啟動(dòng)功率可調(diào)的推拉交流電磁鐵”被“喚醒”：終止“休眠”狀態(tài)，再次進(jìn)入“啟動(dòng)”、“復(fù)位”的工作周期中。

以上闡述了本發(fā)明的技術(shù)方案,一切不脫離本發(fā)明的技術(shù)方案之實(shí)質(zhì)的替代，都應(yīng)在本發(fā)明的權(quán)利要求的范圍內(nèi)。