專利名稱：一種電磁鐵的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種改進(jìn)的電磁鐵，特別是塊式制動(dòng)器用電磁鐵，屬制動(dòng)器技術(shù)領(lǐng)域。
電磁鐵是機(jī)電設(shè)備上常用的電氣元件，其中電磁塊式制動(dòng)器又是電磁鐵應(yīng)用的一個(gè)重要領(lǐng)域。因此發(fā)展節(jié)能、可靠及小體積的電磁鐵即為該行業(yè)的熱門科研課題。其主攻方向的主要特點(diǎn)為；1.直流勵(lì)磁；2.強(qiáng)勵(lì)啟動(dòng)，弱勵(lì)維持；3.短行程；4.節(jié)電；5.低發(fā)熱、中國專利90229932.1公開了一種電磁鐵的技術(shù)方案，即是這類研究成果的典型代表。盡管它具有強(qiáng)勵(lì)啟動(dòng)、弱勵(lì)維持及節(jié)電節(jié)能等優(yōu)點(diǎn)，但分析其控制電路設(shè)計(jì)，仍存在如下問題1.大部分采用單結(jié)管或晶體管作可控硅觸發(fā)電路，無過零觸發(fā)功能，當(dāng)給電瞬間為正半周峰值時(shí)，使可控硅的通態(tài)電流上升率過快，易損壞可控硅，同時(shí)燒毀電磁鐵線包。
2.無強(qiáng)勵(lì)啟動(dòng)的時(shí)間補(bǔ)償電路，當(dāng)電網(wǎng)電壓高于其額定值時(shí)，電磁鐵溫升加快，易燒損；而當(dāng)電網(wǎng)電壓低于額定值時(shí)，又存在無法啟動(dòng)的弊病。
由于上述問題的存在，導(dǎo)致這類電磁鐵可靠性差，工作頻率低、電磁鐵易損毀等弊端。據(jù)對(duì)用戶調(diào)查，普遍反映控制電路的故障率低，特別不適用于鐵路、港口、鋼鐵廠等單位，這就給產(chǎn)品的推廣使用帶來了很大阻力。這樣，盡管目前雖有不少廠家在試生產(chǎn)，但一直沒有形成系列化的產(chǎn)品。
本實(shí)用新型的目的是提供一種改進(jìn)的電磁鐵，它應(yīng)能克服上述已有技術(shù)的不足，具有可靠、節(jié)電、適用電壓范圍寬等特點(diǎn)。
本實(shí)用新型的目的是在已有電磁鐵的基礎(chǔ)上加以改進(jìn)而實(shí)現(xiàn)的一個(gè)典型的電磁鐵電路包括電磁鐵的本體部分和其控制電路，其中，控制電路包括電磁鐵主電路，觸發(fā)電路和整流穩(wěn)壓電路，所述電磁鐵主電路是由可控硅Q2的陽極與電磁鐵的啟動(dòng)包L1相串聯(lián)，電磁鐵的維持包L2則經(jīng)整流管D8直接接于交流電源上，其改進(jìn)之處在于，觸發(fā)電路采用光電耦合集成塊I3，I3的1、2腳經(jīng)R5直接接于直流電源，其輸出由4腳經(jīng)R9接Q2控制極，后者經(jīng)R8接地。
為了自動(dòng)補(bǔ)償電網(wǎng)電壓的變化對(duì)電磁鐵線包的影響，觸發(fā)電路3還可與一個(gè)電壓補(bǔ)償自控電路2相接，所述電壓補(bǔ)償自控電路2由運(yùn)放塊I2、晶體管Q1及時(shí)間常數(shù)電路所組成，其中，R1、R2及C3組成時(shí)間常數(shù)電路，R1一端接于電路C點(diǎn)，另一端接I22腳，R3和R4串接后為I2提供基準(zhǔn)電壓，I2的輸出由7腳經(jīng)R6接Q1基極，后者輸出接I3的2腳。
為了吸收電網(wǎng)中的短時(shí)跳變干撓，在電感量較大的啟動(dòng)包L1、維持包L2上分別并聯(lián)壓敏電阻RV2和RV3，同時(shí)，還分別并接二極管D7和D10，除此之外，在變壓器B的一次側(cè)并聯(lián)壓敏電阻RV1。
在圖2、3所示的電原理圖中，電磁鐵的兩個(gè)線包采用并聯(lián)接法，本實(shí)用新型還可采用串聯(lián)接法，即維持包L2可并聯(lián)在可控硅管Q2上。
本實(shí)用新型由于采用了上述改進(jìn)，從而將高低電壓電路在電氣上完全隔離，過零觸發(fā)降低了可控硅主電路的通態(tài)電流上升率，提高了主電路的可靠性；采用電網(wǎng)電壓自控電路，把電網(wǎng)電壓的變化引入電網(wǎng)電壓補(bǔ)償自控電路，使強(qiáng)勵(lì)啟動(dòng)時(shí)間隨電網(wǎng)電壓成反比例變化。當(dāng)電壓升高時(shí)，可控硅導(dǎo)通次數(shù)減少，反之，導(dǎo)通次數(shù)增大，從而使消耗在電磁鐵上的功率隨電網(wǎng)電壓增高而下降，隨電網(wǎng)電壓下降而上升，基本上維持在一個(gè)恒定的狀態(tài)，有效地抑制了電磁鐵的溫升，使電磁鐵的工作電壓適應(yīng)范圍加寬，從而大大提高了電磁鐵的可靠性及節(jié)電率。
以下將結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步詳述。


圖1是本實(shí)用新型的原理框圖；圖2和圖3是兩種電路的電原理圖；在圖2和圖3所示的電路中，變壓器B、整流二極管D1、D2、D3、D4及三端穩(wěn)壓I1構(gòu)成了一個(gè)普通的整流穩(wěn)壓電路1，C1、C2為濾波電容。由I1輸出電路所需的直流電壓。集成電路I3為光電耦合觸發(fā)電路，由它提供觸發(fā)可控硅所需的觸發(fā)信號(hào)，在本實(shí)用新型中，可采用MOC3081?？煽毓鑁2和電磁鐵的啟動(dòng)包L1、維持包L2構(gòu)成了電磁鐵主電路4。其中，L1作為Q2的負(fù)載接于Q2的陽極，在L1上并聯(lián)壓敏電阻RV2和二極管D7。集成電路I3的觸發(fā)信號(hào)接于Q2的控制極。電磁鐵的維持包L2經(jīng)整流管D8接交流電源，在L2并聯(lián)壓敏電阻RV3和二極管D10。
圖3所示的電路是加裝電壓補(bǔ)償自控電路2后的電原理圖。R1、R2和C3構(gòu)成了時(shí)間常數(shù)電路，當(dāng)K接通，輸入端給電時(shí)，C3被充電，調(diào)節(jié)RC數(shù)值，可得到不同的時(shí)間常數(shù)。一般R2＝10～15K，C3為33μ，R1由調(diào)整確定。I2為運(yùn)放電路，可選型號(hào)LM311。R3和R4構(gòu)成分壓電路，由它向I2提供參考基準(zhǔn)電壓。I2的輸出接至晶體管Q1，后者的輸出接觸發(fā)電路。
電路的工作過程是這樣的，當(dāng)K接通，C3上初始電壓為零，I2輸出高電平，Q1導(dǎo)通，電源經(jīng)R5限流通過I3的發(fā)光管，在發(fā)光二極管照射下；且同時(shí)主回路電源電壓接近零時(shí)，I3的4、6腳導(dǎo)通，Q2導(dǎo)通。一旦Q2導(dǎo)通后，其陽極與陰極間的電平降至很低，使I3又變?yōu)榻刂?，完成一次?duì)可控硅的觸發(fā)過程。
維持包L2只要K接通，則L2始終有電，啟動(dòng)包L1僅在Q2導(dǎo)通時(shí)才得電，從而實(shí)現(xiàn)強(qiáng)勵(lì)啟動(dòng)、弱勵(lì)維持的設(shè)計(jì)目的。圖2、圖3所示的L1、L2采用并聯(lián)接法，若改為串聯(lián)，僅將L2并接至Q2上就可以了。
本實(shí)用新型中的D1至D6可采用1N4007，D7、D8、D10可采用高反壓二極管，Q2可采用BT152等；壓敏電阻RV1、RV2、RV3可采用700～750V；維持包L2、啟動(dòng)包L1可按常規(guī)電磁鐵線包設(shè)計(jì)，安匝數(shù)可分別選擇7000～8500和1500～2400。
本實(shí)用新型可廣泛用于各類型電磁鐵，按本實(shí)用新型制作的電磁鐵，工作電壓適用范圍可達(dá)230V～450V；工作頻率每小時(shí)≥1200次，工作壽命＞300萬次，線包溫升；以額定頻率、負(fù)載率為75％，常期連續(xù)工作時(shí)測試，小于70℃。
權(quán)利要求1.一種電磁鐵，它由電磁鐵的本體部分及其控制電路所組成，其中，控制電路包括電磁鐵主電路，觸發(fā)電路和整流穩(wěn)壓電路，所述電磁鐵主電路是由可控硅Q2的陽極與電磁鐵的啟動(dòng)包L1相串聯(lián)，電磁鐵的維持包L2則經(jīng)整流管D8直接接于交流電源上，其特征在于，觸發(fā)電路采用光電耦合集成塊I3，I3的1、2腳經(jīng)R5直接接直流電源，其輸出由4腳經(jīng)R9接Q2陽極，并經(jīng)R7接電源，6腳則接于Q2控制極，后者經(jīng)R8接地。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電磁鐵，其特征在于，觸發(fā)電路3與一個(gè)電壓補(bǔ)償自控電路2相接，所述電壓補(bǔ)償自控電路2由運(yùn)放塊I2、晶體管Q1及時(shí)間常數(shù)電路所組成，其中，R1、R2及C3組成時(shí)間常數(shù)電路，R1一端接于電路C點(diǎn)，另一端接I22腳，R3和R4串接后為I2提供基準(zhǔn)電壓，I2的輸出由7腳經(jīng)R6接Q1基極，后者輸出接I3的2腳。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的電磁鐵，其特征在于，在啟動(dòng)包L1、維持包L2上分別并聯(lián)壓敏電阻RV2和RV3，同時(shí)，還分別并接二極管D7和D10。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2或3所述的電磁鐵，其特征在于，維持包L2并聯(lián)在可控硅管Q2上。
專利摘要一種改進(jìn)的電磁鐵，它由整流穩(wěn)壓電路、電壓補(bǔ)償自控電路、光電觸發(fā)電路及電磁鐵主電路所組成，它能將電路中的低壓部分和主電源回路在電氣上完全隔離，并能隨電網(wǎng)電壓波動(dòng)自動(dòng)調(diào)整可控硅導(dǎo)通次數(shù)，從而使本實(shí)用新型具有節(jié)電、可靠、適用電壓范圍寬等優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號(hào)H01F7/08GK2203487SQ9424554
公開日1995年7月12日 申請(qǐng)日期1994年11月25日 優(yōu)先權(quán)日1994年11月25日
發(fā)明者芮振璞 申請(qǐng)人:芮振璞