專利名稱：磁保持電磁鐵控制電路的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種帶有恒磁體的磁保持電磁鐵，特別涉及使用同一個勵磁線圈和電容器進(jìn)行吸合或釋放控制的磁保持電磁鐵。屬于電學(xué)的自動控制領(lǐng)域。
在已有技術(shù)中，中國專利CN89213167.5和中國專利申請CN89105949.0提供了一種使用同一個勵磁線圈和電容器控制電磁鐵吸合和釋放的脈沖控制單元電路，同時還提供了一種由“電子開關(guān)或電磁開關(guān)[12]、勵磁電壓取樣器[14]、觸發(fā)器[13]、限流元件[11]、電容器[10]構(gòu)成一個使工作在吸合狀態(tài)的磁保持式牽引電磁鐵在勵磁電源失電時自動返回到釋放狀態(tài)的自同步保持電路”。它們的不足之處是第一，在電磁鐵吸合過程完成以后，電容器二個極板上的儲存電壓，將會達(dá)到勵磁直流電壓的額定值或勵磁工頻直流脈動電壓的峰值，這個電壓值比操作磁保持鐵釋放所需的電容應(yīng)儲存的能量高的多。從而在磁保持電磁鐵的吸合或釋放循環(huán)操作過程中，使分閘電子開關(guān)[12]和限流元件[11]過量發(fā)熱。第二，儲能電容器[10]的放電時間增長，影響到磁保持電磁鐵的操作頻率。
本發(fā)明的目的在于避免上述已有技術(shù)中的不足之處而提供一種在磁保持電磁鐵吸合過程完成以后，儲能電容二個極板上的最終充電電壓被限定在一個予置值范圍內(nèi)波動但又能滿足磁保持電磁鐵釋放操作所必需的最低儲存能量的一種控制電路，同時提供一個相應(yīng)保護(hù)電路當(dāng)儲能電容的二個極板上的充電電壓超過某一予置值時，可以自動切斷磁保持電磁鐵的勵磁電源。
本發(fā)明的另一個目的還在于對所提供的控制和保護(hù)電路某些局部環(huán)節(jié)作出相應(yīng)的約束規(guī)定。
本發(fā)明的第一個目的可以通過以下措施來實現(xiàn)1、一種磁保持電磁鐵控制電路，一個勵磁線圈[6]和電容器[5]串聯(lián)組成的合閘控制電路，有一個并接在勵磁線圈[6]和電容器[5]串聯(lián)回路后側(cè)的分閘電子開關(guān)[8]、限流元件[7]。勵磁電壓取樣器[2]、觸發(fā)器[9]所組成的分閘控制電路，其特征在于(a)在止逆二極管[3]的進(jìn)線側(cè)增設(shè)一個串聯(lián)連接在合閘控制電路中的合閘電子開關(guān)[1]、一個并接在勵磁電源上的勵磁電壓取樣器[2]，當(dāng)勵磁電壓低于[2]的設(shè)定門限時，合閘電子開關(guān)[1]自動關(guān)斷，觸發(fā)器[9]和分閘電子開關(guān)[8]隨之導(dǎo)通，由電容器[5]、勵磁線圈[6]、限流元件[7]、分閘電子開關(guān)[8]構(gòu)成磁保持電磁鐵的反向放電回路;
(b)再增設(shè)一個止逆二極管[3']和浮充電阻[4]，它們之間串聯(lián)連接后再與合閘電子開關(guān)[1]和止逆二極管[3]并聯(lián)連接，同時增設(shè)一個與電容器[5]并聯(lián)的分壓器[10]和觸發(fā)器[11]，當(dāng)電容器[5]極板二側(cè)的充電電壓達(dá)到分壓器[10]的設(shè)定門限時，觸發(fā)器[11]隨之導(dǎo)通，合閘電子開關(guān)[1]被自動關(guān)斷，通過元件[3']、[4]、勵磁線圈[6]構(gòu)成電容器[5]必需的浮充電回路;
(c)在電子開關(guān)[1]的進(jìn)線側(cè)，增設(shè)一個串接在勵磁電源主回路中的熔斷器[16]、限流元件[14]、電子開關(guān)[15]、觸發(fā)器[13]、分壓器[12]，其中元件[14]和[15]串聯(lián)后并接在[16]出線側(cè)和[1]的進(jìn)線側(cè)間，[12]與電容器[5]并聯(lián)連接，當(dāng)元件[5]極板二側(cè)的充電電壓達(dá)到[12]的設(shè)定門限時，[13]和[15]隨之導(dǎo)通，由[14]和[15]構(gòu)成一個使[16]熔絲熔斷的沖擊電流回路。
本發(fā)明的另一個目的可以通過以下措施來實現(xiàn)按權(quán)利要求1規(guī)定的磁保持電磁鐵控制電路，其特征在于所述的二個分壓器[10]和[12]，還可以由一個具備窗口電壓比較取樣功能運算放大器組合構(gòu)成。
按權(quán)利要求1規(guī)定的磁保持電磁鐵控制電路，其特征在于所述的電子開關(guān)[15]通常由一個單向晶閘管T6和抗干擾電阻R13、抗干擾電容C1構(gòu)成。
下面，僅對本發(fā)明附圖的圖面說明如下

圖1為磁保持電磁鐵控制電路原理框圖A。
圖2為磁保持電磁鐵控制電路實施例1。
圖3為磁保持電磁鐵控制電路原理框圖B。
圖4為磁保持電磁鐵控制電路實施例2。
現(xiàn)在，本發(fā)明將結(jié)合上述說明書附圖作進(jìn)一步詳述。
由圖1可見，這是在中國專利CN89213167.5和中國專利申請CN89105949.0規(guī)定的控制電路基礎(chǔ)上經(jīng)進(jìn)一步改進(jìn)而提出的一種新技術(shù)方案，與上述中國專利所提供的技術(shù)方案不同的是圖1中新增了二個止逆二極管[3]及[3']、一個合閘電子開關(guān)[1]、浮充電阻[4]、分壓器[10]、觸發(fā)器[11]、勵磁電壓取樣器[2]、觸發(fā)器[9]。其中[1]與[3]串聯(lián)，[3']與[4]串聯(lián)，然后都并聯(lián)接在E+和K點。接通磁保持電磁鐵勵磁電壓時，[2]得電，合閘電子開關(guān)[1]導(dǎo)通，合閘沖擊電流IH由E+→[1]→[3]→[6]→[5]→E-構(gòu)成回路，其方向為K+→G-。磁保持電磁鐵因正向勵磁而吸合運行。由于浮充電阻[4]的阻值很大，故流經(jīng)元件[3']和[4]的電流可以忽略不計。經(jīng)過一段充電時間后，元件[5]上的電壓UC值已達(dá)到予置值下限，這時，分壓器[10]的輸出信號將觸發(fā)器[11]開通，使合閘電子開關(guān)[1]關(guān)斷，電容器C由由E+→[3']→[4]→[6]→[5]→E-充電，這時僅流過一個微小的浮充電流IW。UC隨勵磁電壓的波動而波動，一旦低于某一予置值下限時，分壓器[10]的輸出信號不足以使觸發(fā)器[11]導(dǎo)通，電子開關(guān)[1]重新開通，使UC迅速上升并再次自動關(guān)斷。勵磁電壓一旦低于磁保持電磁鐵的欠電壓保護(hù)規(guī)定上限工作值時，勵磁電壓取樣器[2]失電，導(dǎo)致[1]自動關(guān)斷，觸發(fā)器[9]和分閘電子開關(guān)[8]開通，儲能電電容器C二個極板上儲存的電壓UC經(jīng)由C+→[6]→[7]→[8]→C-，分閘沖擊電流IF構(gòu)成回路，已經(jīng)吸合的磁保持電磁鐵因反向勵磁而自動釋放。
圖2示出圖1所示原理框圖A的一個實施例。
電阻R2與達(dá)林頓晶體管T1構(gòu)成合閘電子開關(guān)[1]，齊納二極管D1與電阻R5構(gòu)成勵磁電壓取樣器[2]，大阻值電阻R3構(gòu)成浮充電阻[4]，電阻R4構(gòu)成限流元件[7]，達(dá)林頓晶體管T3和電阻R6構(gòu)成分閘電子開關(guān)[8]電阻R5及晶體管T2構(gòu)成觸發(fā)器[9]，電阻R7、R8構(gòu)成串聯(lián)式分壓器[10]，晶體管T4構(gòu)成觸發(fā)器[11]。接通磁保持電磁鐵勵磁電壓并達(dá)到D1的擊穿電壓時，合閘電子開關(guān)[1]導(dǎo)通，合閘沖擊電流IH由E+→T1→D3→[6]→[5]→E-構(gòu)成回路，電磁鐵因正向勵磁而吸合。UC由零逐漸增大至予定值下限時，S1點的電位達(dá)到T4發(fā)射結(jié)的導(dǎo)通電壓，因而T4飽和導(dǎo)通，將T1管的基極鉗至接近地電位，T1管隨之自動關(guān)斷。電容器C上的電壓UC依靠E+→D2→R3→[6]→[5]→E-構(gòu)成浮充回路而得以維持，其電流流向為IW(G+→K-)。當(dāng)勵磁電壓向上波動時，由于電容器C的漏泄等效電阻與分壓器電阻(R8和R7)并聯(lián)后再經(jīng)勵磁線圈[6]與大阻值的浮充電阻R3串聯(lián)，所以，這時的UC值雖然比T1關(guān)斷瞬間的UC值為高，但它一直能夠穩(wěn)定在一個電容器C耐壓所允許的范圍內(nèi)，而遠(yuǎn)較勵磁電壓的直流額定值或工頻脈動直流勵磁電壓的峰值得多。當(dāng)勵磁電壓低于D1的擊穿電壓時，原先飽和導(dǎo)通的晶體管T2截止，電容器C上儲存的能量(UC值)經(jīng)線圈[6]和電阻R6使T3管飽和導(dǎo)通，這時由C+→[6]→R4→T3→C-構(gòu)成反放電回路，一個分閘沖擊電流IF，使吸持著的磁保持電磁鐵因反向勵磁而自動恢復(fù)到釋放狀態(tài)。
圖3示出了磁保持電磁鐵原理框圖B。
這是一個防止電容器[5]二個極板上充電電壓超過予置值上限的保護(hù)控制電路。分壓器[12]對[5]的充電電壓UC采樣，達(dá)到予置值時輸出信號使觸發(fā)器[13]開通，電子開關(guān)[15]隨之導(dǎo)通，勵磁電壓經(jīng)熔斷器[16]、限流元件[14]、電子開關(guān)[15]構(gòu)成短路回路，其電流流向如IB所示。這個IB因[14]的阻值很小，時間很短，從而使[16]的熔絲熔斷而不致?lián)p壞[15]，勵磁電壓被切斷，磁保持電磁鐵因失電而自動釋放(圖3中有關(guān)電磁鐵的分閘控制電路省略未繪，與圖1完全相同)。
圖4示出了磁保持電磁鐵原理框圖B的一個實施例。
其中，分壓器[12]由電阻R9、R10、和齊納管D4組成，觸發(fā)器[13]由電阻R11、晶體管T5、抗干擾電容C1、抗干擾電阻R13組成，限流元件[14]由小阻值的電阻R12組成，電子開關(guān)[15]由晶閘管T6和抗干擾電阻R13組成，熔斷器[16]的熔絲按如下原則選用它在合閘沖擊電流IH作用下可以正常工作，但當(dāng)流進(jìn)短路電流IB(經(jīng)E+→RD→R12→T6→E-)時立刻熔斷，在磁保持電路分閘控制電路的作用下(如圖1所示，圖4中予以省略未繪)，磁保持電磁鐵自動釋放。R12的阻值按如下原則配置使IB＜晶閘管T8的通態(tài)非重復(fù)浪涌電流ISM。
最后需要指出的是在圖1～圖4的實施進(jìn)程中，允許只實施其中的一部份電路，如權(quán)利要求書權(quán)利要求1所示，但也允許將其合并實施在同一電路中，使之同時具有權(quán)利要求1(a)、(b)、(c)項規(guī)定的全部功能。毫無疑問，電子開關(guān)、限流元件、分壓器等還可以用V-MOS管、等效晶體三極管、運算放大器構(gòu)成的電壓比較器等予以替代，為簡化起見，本說明不再專門予以敘述。
本發(fā)明的主要優(yōu)點是(1)采用本發(fā)明提供的控制電路，可以制作出頻繁操作的磁保持電磁鐵和各型磁保持電器，例如磁保持接觸器和磁保持繼電器，它們的操作頻率有時可達(dá)14400周/時。
(2)減少了磁保持電磁鐵在釋放操作過程中發(fā)生無效功耗和相應(yīng)的發(fā)熱量，使電子元件的選用標(biāo)準(zhǔn)降低，可靠性增加，制作成本下降。
(3)當(dāng)電容器[5]的儲存電壓超過允許上限標(biāo)準(zhǔn)時可以自動切斷勵磁電壓和自動操作磁保持電磁鐵使之釋放，從而保護(hù)電容器[5]過壓擊穿損壞。
權(quán)利要求
1.一種磁保持電磁鐵控制電路，有一個勵磁線圈[6]和電容器[5]串聯(lián)組成的合閘控制電路，有一個并接在勵磁線圈[6]和電容器[5]串聯(lián)回路后側(cè)的分閘電子開關(guān)[8]、限流元件[7]、勵磁電壓取樣器[2]、觸發(fā)器[9]所組成的分閘控制電路，其特征在于(a).在止逆二極管[3]的進(jìn)線側(cè)增設(shè)一個串聯(lián)連接在合閘控制電路中的合閘電子開關(guān)[1]、一個并接在勵磁電源上的勵磁電壓取樣器[2]，當(dāng)勵磁電壓低于[2]的設(shè)定門限時，合閘電子開關(guān)[1]自動關(guān)斷，觸發(fā)器[9]和分閘電子開關(guān)[8]隨之導(dǎo)通，由電容器[5]、勵磁線圈[6]、限流元件[7]、分閘電子開關(guān)[8]構(gòu)成或磁保持電磁鐵的反向放電回路；(b).再增設(shè)一個止逆二極管[3′]和浮充電阻[4]，它們之間串聯(lián)連接后再與合閘電子開關(guān)[1]和止逆二極管[3]并聯(lián)連接，同時增設(shè)一個與電容器[5]并聯(lián)的分壓器[10]和觸發(fā)器[11]，當(dāng)電容器[5]極板二側(cè)的充電電壓達(dá)到分壓器[10]的設(shè)定門限時，觸發(fā)器[11]隨之導(dǎo)通，合閘電子開關(guān)[1]被自動關(guān)斷，通過元件[3′]、[4]、勵磁線圈[6]構(gòu)成電容器[5]必需的浮充電回路；(c).在電子開關(guān)[1]的進(jìn)線側(cè)，增設(shè)一個串接在勵磁電源主回路中的熔斷器[16]、限流元件[14]、電子開關(guān)[15]、觸發(fā)器[13]、分壓器[12]，其中元件[14]和[15]串聯(lián)后并接在[16]的出線側(cè)和[1]的進(jìn)線側(cè)間，[12]與電容器[5]并聯(lián)連接，當(dāng)元件[5]極板二側(cè)的充電電壓達(dá)到[12]的設(shè)定門限時，[13]和[15]隨之導(dǎo)通，由[14]和[15]構(gòu)成一個使[16]熔絲熔斷的沖擊電流回路。
2.按權(quán)利要求1規(guī)定的磁保持電磁鐵控制電路，其特征在于所述的二個分壓器[10]和[12]，還可以由一個具備窗口電壓比較取樣功能的運算放大器組合構(gòu)成。
3.按權(quán)利要求1規(guī)定的磁保持電磁鐵控制電路，其特征在于所述的電子開關(guān)[15]通常由一個單向晶閘管T6和抗干擾電阻R13、抗干擾電容C1構(gòu)成。
全文摘要
磁保持電磁鐵控制電路，屬于電學(xué)的自動控制領(lǐng)域。它在合閘控制電路和分閘控制電路中設(shè)有一個能夠正反向勵磁的線圈和一個正向充電反向放電的電容器。新增了1至2個電壓取樣器、觸發(fā)器和一個合閘電子開關(guān)。本發(fā)明可以使磁保持電磁鐵在欠電壓和電容器充電電壓達(dá)到某一預(yù)置值時自動關(guān)斷合閘電子開關(guān)，并繼續(xù)保持電容器處于浮充電狀態(tài)。當(dāng)電容器充電電壓超過允許上限時自動切斷勵磁電源并使電磁鐵自動釋放。
文檔編號H01F7/18GK1082243SQ92108199
公開日1994年2月16日 申請日期1992年7月6日 優(yōu)先權(quán)日1992年7月6日
發(fā)明者張凡 申請人:張凡