专利名称：节能型防风制动电磁铁的制作方法
技术领域：
本实用新型属于一种电磁铁驱动装置，确切地说它是一种用于门式起重机(简称门吊)行走系统的电磁制动器。
门吊是运输行业一种重要的起重装卸设备。由于门吊的跨度大，重心高，受风面积大，所以突发性的阵风往往给门吊造成很大威胁，造成门吊脱轨倾翻的事故在全国并不罕见。门吊防风问题早已成为人们所注意的研究课题。经过不断地摸索改进，门吊二次制动技术已经被广泛采用。该技术采用两台TJ－200制动器，做为工作制动，利用2－4台TJ－300制动器做为防风制动。需要停车时首先启动2台工作制动器，经过10－15秒延时门吊在轨道上停稳后，防风制动器启动，防风制动完成后门吊即被稳稳地锁留在轨道上，不易再出现风灾引起的出轨或翻倾。原始的二次制动是用手工实现二次制动的工作程序，操作复杂，因工作的疏忽而忘却启动防风制动闸，则同样会造成强风下的出轨与倾翻。经过人们的改进在制动系统的控制部分加上电子式自动延时开关，一次制动开始后，延迟10－15秒自动实现二次制动，这样可简化操作手续，可以避免工作失误造成的后果。但是人们发现，这样的防风电磁制动装置一旦发生断电时，延时电路不能工作，所以同时启动了工作制动器和防风制动器，造成瞬间锁定。门吊产生很大的惯性冲击力对设备，所吊货物及周围作业的工人造成极大有危害性。随着进一步改进，人们在防风制动电磁铁系统增设了备用电源，以争取在突然断电时能有效地控制二次制动的时间间隔，防止突然锁定带来的潜在危胁。除此之外，由于门吊作业时制动器长期处于通电吸合状态，而该状态下“启动电流”与“维持电流”耗能比相差十几倍，因而实质上浪费了大量电能。现有技术中虽然做了改进但至今没有更加实用的节能型防风制动电磁铁的设计。
本实用新型的目的在于设计一种实用的节能型防风制动电磁铁，它能实现启动电流与维持电流的自动切换从而节省大量电能且根本解决长期作业下激磁线圈易烧毁的缺点，并可以自动实现防风刹车制动，整套装置的改换完全不改变门吊传统的操作程序。
传统的防风制动电磁铁的结构中有一个激磁线圈。通电状态下线圈产生电磁力吸合御铁从而牵引开抱闸使门吊的行走轮可以自由沿导轨转动。为实现激磁电流从启动大电流转化为吸合状态小电流，及实现制动后的防风制动需要有控制电路，并有防止突然停电下的备用电源。本实用新型的关键在于将激磁所需要的电流分为高压启动电流和低压维持电流两个供电通路，每个供电通路分别经启动开关和维持开关电路并接在激磁线圈上，分别受各自的开关电路控制，按序向激磁线圈提供激磁电流。维持开关电路和启动开关电路的调控信号输入端分别接至控制电路的两个调控信号输出端。备用电源实际上是提供10－15秒维持状态的电流，因而它也是通过维持开关电路接到激磁线圈的。门吊开车后，启动开关电路受控处于“开”状态，外电网的直流高压加在激磁线圈上形成“启动”状态，延时0.1－0.3秒后，启动开关电路受控转化为“关闭”状态，同时维持开关电路进入“开”状态，于是实现了大电流启动和小电流维持。维持门吊工作状态时激磁线圈则消耗很低的电能。自动切换的实现异致制动电磁铁大幅度降低能耗。当门吊处于刹车状态时总电源切断，但维持开关电路在充电电容作用下并不立刻脱离“开”状态，备用防风制动电源继续供给激磁线圈以维持电流，10－15秒之后充电电容放电完毕，维持开关电路翻板转为“关”状态，激磁线圈失去维持电流，防风制动闸抱合从而完成防风制动过程。突然停电时的制动过程与上相同，从而可以防止因突然停电造成二次制动的瞬时完成给设备、货物带来的冲击和损害。当有危急情况下需紧急制动时，操作工人即可加力按下制动接钮，此时可以由底部的触点实现维持电容短路放电从而一次实现防风制动。
下面根据附图进一步说明本实用新型的构思以及如何实现本实用新型的设计目的。
图1为本实用新型的结构设计框图。
图2为本实用新型的一个实施例电原理图。
其中1代表低压直流源，2代表控制电路，3代表启动开关电路，4代表维持开关电路，5代表防风制动备用电源，6代表制动器激磁线圈。
图2给出的实施例电原理图中可以看出，启动开关电路实际上可由一个可控硅SCR来实现，可控硅SCR的触发极接至控制电路中，可控硅SCR与激磁线圈T1、T2实际上串联在外电网中，当主交流接触器启动外电源接通后，可控硅SCR立刻导通供给激磁线圈一个启动大电流，当控制电路导通信号中止后SCR关闭。高压电流自行切断。
维持开关电路在实施例中表现为三极管BG6、BG7组成的一个复合式三极管开关电路，其中开关管BG6的基极接至触发管BG7的发射极，BG6的基极接收控制电路发出的开关触发信号，开关管的发射极与集电极与激磁线圈T1、T2串联接在低压直电源的输出端。
根据本实用新型提供的发明目的，控制电路要完成以下的功能a、当门吊启动时保证激磁线圈能够即时得到启动电流，在实施例中即为保证可控硅SCR的及时导通，b、在SCR导通牵引机构松开抱闸后即刻切断启动电流，转化为维持电流。在实施例中即关断可控硅，同时导通复合开关管(BG6、BG7)。c、在正常制动或停电时保证延长10－15秒后关断(BG6)。为实现以上功能，控制电路中包括一个定时可控硅触发电路和一个自动延时电路组成，实施例中，该触发电路采用由三极管BG1、BG2及电阻R3－R9，电容C1、二极管D8－D9组成的一个二级放大电路构成。由电阻R8两端取出触发信号接至可控硅SCR的触发极上，当外电路一接通，BG1即处于截止状态，此时，二极管D8左负右正，D8导通BG2获得基极工作偏流，于是BG2饱和导通，R8两端取出正常的触发信号使SCR导通，激磁线圈T1、T2获得足够大的激磁电流，促使牵引御铁动作松开闸，于是门吊可进入工作状态。启动以后由于电容C1充电到一定数值BG1导通，D8也可以制成无折弯的形状结构的外罩片22。如单机安装从图4可以看出，利用连接件17很方便地可以组成正方体状外罩，再利用相匹配的连接辅件将外罩、风扇罩、支脚连在一起即组成一个完整的冷却水塔壳体，在壳体内按图1给出的结构装入喷水系统，散热片，挡水片，风扇电机等，即安装成一台完整标准单机。
如果根据用户的冷却量增加，则采取如图8给出的两台并联式拼装。其中采用两个双边折弯外罩片20，四个单边折弯外罩片21和一个不折弯外罩片22(也可用普通长方形玻璃钢片代替)。借助两个丁字形连接件将两台标准单机外罩组装在一起，从而形成双机并连式壳体，每个壳体分别装入内部机构，其机组冷却水量即可扩展一倍。由于采用两小电机运转，不但噪声低，而且可根据需要随时决定开一台或两台冷却水塔，而两台以上拼装应用时更加方便。图9进一步给出了四台标准单机拼装为一台组合冷却水塔的示意图。其组合中增加了一个十字型连接件，实际上节约了四片外罩片，当然其组合越多则节约外罩片越多。依此类推可以接成各种数量的组合式冷却水塔。从而真正实现了以简单的标准机型取代现有传统的几十种规格和型号的机型，从而极大地方便运输和存贮，对降低生产成本起着重大作用。
标准外罩片(以20为例)的参考尺寸为长度1000－1450mm，有效宽度L为650－780mm，玻璃钢板厚度3.75－4.8mm，折弯边宽度为30－45mm。使用200瓦左右的电机，冷却散热能力为10冷冻吨，四台组合起来可达40冷冻吨级。为适应大冷冻吨级用户的需要而避程序。
代用以上设计制成的防风制动电磁铁改装门吊的防风制动系统之后，其工作程序不变，使用便利，且制动安全可靠，可节约电能75％以上，激磁线圈的使用寿命可扩大10倍以上，经实验证明，其启动迅速，延时制动可靠，有推广应用的价值。
权利要求1.一种节能型防风制动电磁铁，其结构中包括激磁线圈(T1、T2)，激磁电流的控制电路2，防停电备用电源5三个主要部分，其特征在于激磁电流分为高压启动电流和低压维持电流两个通路，分别经启动开关电路3和维持开关电路4并接在激磁线圈上，维持开关电路4和启动开关电路3的调控信号输入端分别接至控制电路2的两个调控端，防风备用电源5通过维持开关电路4连接激磁线圈6。
2.根据权利要求1所说的制动电磁铁，其特征在于启动开关电路3为一个可控硅SCR，其触发极接至控制电路的触发信号输出端，激磁线圈(T1、T2)与可控硅SCR串联接在外电网之中。
3.根据权利要求1所说的电磁铁，其特征在于维持开关电路4为三极管BG6、BG7组成的一个复合三极管开关电路，开关管BG6的基极接至触发管BG7的发射极，开关管BG6的集电极至发射极与激磁线圈T1、T2串联接在低压直流电源的输出端。
4.根据权利要求1所说的电磁铁，其特征在于控制电路2包括定时可控硅触发电路和自动延时切断触发电路两部分，可控硅定时触发电路由三极管BG1、BG2及电阻R3－R9、电容C1、二极管D8－D9组成的二极放大电路构成，由R3两端引出的可控硅触发信号接至可控硅SCR的触发端，自动延时切断触发电路由三极管BG3、BG4、BG5及电阻R11－R17、电容C2、二极管D17组成的，三级放大电路BG3的基极通过电阻R11接到BG2的发射极，触发信号由BG5发射极引出，通过电阻R23接至BG7的基极。
专利摘要本实用新型提供一种新式的防风制动电磁铁的结构设计，其结构中包括激磁线圈(T1、T2)，激磁电流分为高压启动电流和低压维持电流两个通路，分别经启动开关电路3和维持开关电路4并接在激磁线圈上，维持开关电路4和启动开关电路3的调控信号输入端分别接至控制电路2的两个调控端，防风备用电源5通过维持开关电路4连接激磁线圈6。
文档编号H01F7/18GK2103191SQ9120843
公开日1992年4月29日 申请日期1991年5月18日 优先权日1991年5月18日
发明者郭玉民, 白志忠, 苏鸣震, 贾国光, 刘欣爽, 徐永建, 赵建明, 冯树民 申请人:石家庄铁路分局石家庄装卸机械厂