专利名称：一种铁基材料在电磁铁中的应用的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种铁基材料的用途，特别是用作当电磁铁的吸引线圈断电后，衔铁仍能保持长期可靠地吸合(无电运行)电器中的电磁铁。
电磁铁在生产中的应用极为普遍，它与线圈组合后可用来制动机床和起重机的电动机，可制造电磁吸盘、电磁离合器及各种电磁继电器和接触器，在使用中都涉及到了电磁铁的吸力，在线圈中通入交流电的情况下，由于交流电具有电压过零，所以导致电磁吸力的大小将在零和最大值之间周期性地脉振从而引起衔铁周期性的颤动，并引起噪音。在通电电压过低或瞬时停电等电压变化时也会引起衔铁吸合不良导致线圈烧损。
对此，国内外目前均在积极地对上述问题进行新技术探索和研究，日本富士机电公司近年开发了交流电磁接触器的超级电磁系流-Sc新系列交流电磁接触器，在操作电路中加装了专用电子控制电路，实现以交流输入，直流励磁的工作方式，以达到降低噪声和线圈发热等问题。国内近年来也推出了多种实现直流保持吸合的产品，然而采用这种方法所获得的产品，其铁心线圈仍需要通电才能使衔铁保持吸合，所以仍不能从根本上解决现存的问题。
本发明的目的是为了解决以上技术的不足而提供一种铁基材料的应用，使这种铁基材料用作电磁铁时能使电磁铁在吸合衔铁后当线圈断电时仍能使电磁铁保持吸合状态，又能在较弱释放信号作用下使吸合的衔铁迅速、可靠地释放。
为了达到上述目的，本发明将一种含有0.1至0.5份碳元素的铁基材料用作无电运行电器中的电磁铁，这种铁基材料还含有0.01至0.40份硅元素、0.03至0.07份镍元素、0.30至0.50份锰元素、0.02至0.04份硫元素及0.01至0.03份磷元素，这种铁基材料在电磁铁中应用时，特别可以用作无电运行交直流接触器和电磁继电器。
这种可用作无电运行的电磁铁的磁性材料的确定经过了大量的分析和研究而得，从现有技术来看，所认识的电磁铁中，磁性材料分为硬磁及软磁两大类，硬磁材料是利用它在固定方向上磁化后的稳定磁化状态，工作在磁滞回线的第Ⅱ象限部分，希望材料的矫顽力尽可能的高。软磁材料则要求它的磁化状态随外磁场而灵敏地改变，通常工作在整个磁滞回线上，希望它的矫顽力和磁滞损耗尽可能低，因此这两种磁性材料的特性均不能满足在线圈断电时仍可使衔铁保持稳定、可靠地吸合和在较弱释放信号作用下使吸合的衔铁迅速、可靠地释放的目的。
对于目前已知的矩磁性电磁材料虽然适合作开关元件和记忆性元器件，但多为稀有金属合金材料，如铁镍合金1J51类、铁钴合金1J22类、混合稀土钴、铁钴钼、铁钴钒等合金，这些材料不仅价格昂贵，且不具备在材料的确定取向上保持高剩余磁通的能力。
对于目前所认识的半硬磁材料，如较典型的铁-钴-钒、铁-锰、铁-镍、铁-钴-钼、铁-钴-钨等合金，它虽然具有高剩磁、高矩磁比和宽的矫顽力调节范围，但这种材料价格十分昂贵，且矫顽力Hc约在1.6至4.8KA/m，很难调整到以微弱信号如1.5V、20mA即能使剩磁感应强度Br趋于零状态，因此用目前认识的半硬磁材料制作的铁芯进行磁化和退磁均需要相当大的电功率，从而无论从经济及节约电力考虑都是不合适的。
然而本发明所提供的铁基材料用于电磁铁时，具有良好的开关特性，其磁滞回线呈矩形，剩磁感应强度接近饱和磁感应强度，并且在外磁场消失后仍能稳定、长期地保持剩磁感应强度，并且磁感应强度高，可在励磁时迅速饱和，将这种铁基材料用作电磁接触器时可减小接触器所需的励磁能量和做到接触器虽然励磁后断开励磁电源仍能保持接触器衔铁吸合，使接触器励磁线圈无电状态下工作，达到最大限度地节约电能。另外一旦接触器励磁后只需施加一个微弱反向信号如1.5伏、20毫安条件下即能使接近饱和磁感应强度的剩磁感应强度趋于零状态。接触器衔铁可迅速、可靠地释放。另外，这种铁基材料价格低廉，对于节省硅钢片，降低成本也具有一定的现实意义。
图1是本发明所述铁基材料用作交流接触器时的控制电路原理框图。
图2是实施控制电路图。
下面通过实施例对本发明作进一步描述。
本实施例是提供一种采用含有0.20份碳元素0.20份硅元素、0.05份镍元素、0.04份锰元素、0.03份硫元素和0.02份磷元素的铁基材料作电磁铁，将其用于交流接触器中的铁心和衔铁，其铁基材料的尺寸根据现有交流接触器的不同规格与其完全一致制作，只是除去现有电磁铁中的分磁环。并且将铁芯的极端面与衔铁的极端面磨平，其线圈绕组也可一致，只要将吸引线圈接入控制电路中，即形成断电释放或断电锁闭型交、直流接触器。如图1所示是本发明应用于交直流接触器中的电子电路原理框图，它由正负脉冲发生器1、通断信号互锁单元2、电源指示整流单元3、释放储能单元4和吸引线圈5组成，构成断电释放型接触器，当去掉释放储能单元4后，即形成断电锁闭型接触器，其具体实施如图2所示，当c、d两端输入电源后，释放储能单元4中的电容器C3充电，通断信号互锁单元2中的电磁继电器J通电，使常闭触头J-1、J-2断开，励磁线圈B通电，使电磁铁吸合，放开启动按钮，励磁线圈B断电，电磁铁进入无电吸合运行状态，当电源断电后，触头J-1、J-2闭合，电容器C3对励磁线圈B放电，使电磁铁释放。在通电情况下，按下ANH时，电流通过D1给励磁线圈B一个反向电流，使电磁铁释放。本实施例所得到的交直流接触器，经过交流输入、直流励磁、无电保持吸合、反向磁场复位的工作过程，保证了交直流接触器的使用要求，本实施例所得到的交直流接触器，用本发明所选用的廉价的铁基材料代替原用的高价硅钢片制作电磁衔铁，同时增加了专用电子控制电路，使交直流接触器本身在保持原有技术性能的前提下增加了无电运行的功能，并且生产成本比硅钢片制作的电磁衔铁还低，它带来了特殊的技术效果和明显的经济效益，对电磁铁新的应用带来了新的实用意义。
权利要求
1.一种含有0.10至0.50份碳元素的铁基材料的用途，其特征是将这种铁基材料用作无电运行电器中的电磁铁。
2.根据权利要求1所述的铁基材料的用途，其特征是这种铁基材料还含有0.01至0.40份硅元素、0.03至0.07份镍元素、0.30至0.50份锰元素、0.02至0.04份硫元素及0.01至0.03份磷元素。
3.根据权利要求1或2所述的铁基材料的用途，其特征是所述的用作无电运行电器中的电磁铁，特别是用作无电运行交直流接触器和电磁继电器中。
全文摘要
本发明公开了一种铁基材料在电磁铁中的应用，特别是一种含有0.10至0.50份碳元素的铁基材料用作无电运行电器中的电磁铁，这种铁基材料用作电磁铁时具有良好的开关特性，其磁滞回线呈矩形，剩磁感应强度接近饱和磁感应强度，并且在外磁场消失后，仍能稳定、长期地保持剩磁感应强度，但在微弱反向信号的条件下即能使接近饱和磁感应强度的剩磁感应强度趋于零状态，它对电磁铁实现交流输入、直流励磁、无电保持吸合、弱电流复位的工作过程成为现实。
文档编号C22C38/00GK1102270SQ9311259
公开日1995年5月3日 申请日期1993年10月23日 优先权日1993年10月23日
发明者杨卫国 申请人:杨卫国