专利名称：制动电磁铁控制器的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种制动电磁铁控制电路，具体地说是一种制动电磁铁控制器。
背景技术：
在电梯及起重机械等设备中应用的制动器多是使用电磁铁作为推动器件，这种电 磁铁的工作特性是用大电流吸合实现制动器的强制松闸，用小电流维持制动器的松闸状 态。以往使用的电磁铁控制器，其产生维持小电流的方法，一是使用降压变压器，二是使用 可控硅控制。使用降压变压器的缺点是体积大，笨重，且耗电量大；使用可控硅的缺点是电 路元器件多，故障率高，工作时产生的高次谐波对周围元器件形成干扰，对供电电源造成污 染，并且不能在UPS电源下工作，而UPS电源是某些电梯产品在突然停电时所采用的短时应 急安全供电电源。
发明内容
本发明的目的就是提供一种制动电磁铁控制器，以克服上述电磁铁控制电路存在 的缺陷，降低故障率，减少高次谐波污染，满足制动器的工作需要。本发明是这样实现的一种制动电磁铁控制器，包括如下部分限流电路，设有第一、第二两路输出和一个连接交流电源的输入端，用于产生制动 电磁铁吸合所需的维持电压和维持电流；低压检测电路，其输入端与所述限流电路的第一路输出相接，用于使本控制器中 产生起动电流用的主可控硅在输入电压为低压状态时瞬时可靠地导通；起动电路，其输入端与所述低压检测电路的输出端相接，用于在起动制动电磁铁 时将所述限流电路短路，以产生供制动电磁铁起动用的大电流输出；全波整流电路，其输入端分别与所述起动电路的输出端和所述限流电路的第二路 输出相接，用于向电磁铁线圈L提供直流工作电流；以及高压检测电路，其输入端并接在本控制器的两个输出端子上，其输出端接至所述 起动电路，用于在电磁铁线圈发生短路时阻断所述起动电路的工作电流输出。 所述制动电磁铁控制器还包括有续流衰减电路，串接在所述全波整流电路的一路输出中，用于在交流电源断开后 快速衰减电磁铁线圈L中的电感续流，使制动电磁铁快速退磁、制动器快速制动；以及电源通断快速反应电路，其输入端并接至交流电源的输入端，其输出端接所述续 流衰减电路，用于在交流电源断开时启动所述续流衰减电路工作。本发明制动电磁铁控制器的特点，一是使用特定元件——电容器进行限流，起到 产生维持电流及抗短路等作用，由于电容器本身不发热，所以其损耗和故障率几乎为零；二 是设置了快速衰减电感续流的环节，这样可使制动电磁铁快速退磁、制动器快速返回以实 施制动；三是没有电磁干扰，不对供电电源造成高次谐波污染，并且可以在UPS电源供电情况下工作；四是采用M0S管与压敏电阻相配合，使制动电磁铁断电时产生的电感续流在较 高反电势的状态下通过M0S管，因而电感续流得以快速衰减，制动电磁铁同时快速退磁而 返回，制动器即可快速制动。
图1是本发明的电路结构框图。图2是本发明一个实施例的电原理图。
具体实施例方式如图1所示，本发明电磁铁控制器包括有限流电路1、低压检测电路2、起动电路 3、全波整流电路4、续流衰减电路5、高压检测电路6和电源通断快速反应电路7等七部分。 其中，限流电路1的输入端用于连接交流电源，限流电路1有两路输出，其第一路输出接低 压检测电路2的输入端，其第二路输出接全波整流电路4的输入端；低压检测电路2的输出 端与起动电路3的输入端相接，起动电路3的输出端接全波整流电路4的输入端，全波整流 电路4的输出端接负载电磁铁线圈L ；在全波整流电路4输出端的其中一条输出线上串接 有续流衰减电路5 ；在本控制器的两个输出接线端子上并联有高压检测电路6，高压检测电 路6的输出端接至起动电路3 ；与交流电源连接的还有电源通断快速反应电路7，电源通断 快速反应电路7的输出端接续流衰减电路5。在图2的发明实施例中所述限流电路1是由输入端两条电源连接线上分别串联的电容器Q、(2所组成。 通电后，电容器Ci、C2限制了电源输入端的交流电流。选取适当容量的电容器CpCy可以产 生适应电磁铁线圈L的维持电压和维持电流。此外，一旦本控制器输出端的外部发生短路 时，电容器Ci、C2也可限制该短路电流，对本控制器起到保护作用。所述低压检测电路2包括有桥式整流器Di_D4、第二全波桥式整流器D6、第二光电 隔离器G2、第四光电隔离器G4以及复合运算放大器Ii。桥式整流器Di-队跨接在所述限流 电路1的电容器Q、C2的两端，桥式整流器Di-D4的输出端接全波桥式整流器D6，第二全波 桥式整流器D6的输出端接第二光电隔离器G2，第二光电隔离器G2的输出端接复合运算放大 器L，复合运算放大器L的输出端串联二极管D7后接第四光电隔离器G4，第四光电隔离器 G4向所述起动电路3发送控制信号。所述起动电路3包括有两个双向可控硅Gn、G12、第一光电隔离器&和定时器电路； 所述定时器电路由定时器芯片12与外围元件连接组成，所述定时器芯片12的信号控制端与 所述低压检测电路2中的第四光电隔离器G4的输出端相接，所述定时器芯片12的输出端接 第一光电隔离器&，第一光电隔离器&的输出端分别串联电阻礼、R2后接到所述两个双向 可控硅Gn、G12的控制极，所述两个双向可控硅Gn、G12分别并联在所述限流电路1中的电容 器(^、(2的两端。当限流电路1的电容器Q、C2两端电压较高时，第二光电隔离器G2导通，复合运算 放大器L因反向输入端得高电位而输出低电位，使第四光电隔离器&得不到高电位信号， 也就没有信号让定时器芯片12动作去开通两个双向可控硅Gn、G12。反之，当电容器Q、C2 两端的交流电压瞬时值接近于零电位时，复合运算放大器L的输出处于高电位，它将允许高电位信号进入第四光电隔离器G4。此刻，第四光电隔离器64即输出高电位，使定时器芯 片12动作，去开通两个双向可控硅Gn、G12。此时双向可控硅Gn、G12的导通，短路掉电容器 Q、C2，使电源电压不受电容器Q、C2的限制，并在经过全波整流电路4整流后，直接加到电 磁铁线圈L上，由此实现制动器中制动电磁铁的高电压、大电流的起动。在经过约0. 5-1秒 钟后，定时器芯片12停止信号输出，第二光电隔离器G2和两个双向可控硅Gn、G12随即停止 工作，电容器Ci、C2即将电流限制成维持电流。所述全波整流电路4为第一全波桥式整流器D5。所述第一全波桥式整流器D5的 输入端与所述限流电路1的输出端相接，所述第一全波桥式整流器D5的两条输出线，一条 连接至本控制器的第一输出接线端子Zi，另一条串联所述续流衰减电路5后接至本控制器 的第二输出接线端子Z2。全波整流电路4将交流电源输入的交流电流转变成直流电流供给 电磁铁线圈L。所述续流衰减电路5是在本控制器的输出线路上串联场效应管G13，所述场效应管 G13的控制极一路串联连接稳压二极管DT和压敏电阻RT后接本控制器的第二输出接线端子 Z2，另一路与所述电源通断快速反应电路7的输出端相接。当电源断开时，电源不再给场效应管G13的控制极供电，场效应管G13即将关断。此 时，负载电磁铁线圈L的电感续流受阻，产生反电动势，该反电动势迫使压敏电阻RT和稳压 二极管Dt导通，从而再施加到场效应管G13的控制极，使场效应管G13导通，形成泄放回路， 电磁铁线圈L中的电感续流即可顺利泄放掉。这样，电感续流就可以衰减得很快，制动电磁 铁中的剩磁也就衰减得很快，由此保证了制动器的快速回返，实现快速制动。所述高压检测电路6为电阻R6与第三光电隔离器G3的串联支路，该支路的两端并 联连接在本控制器的第一、第二两个输出接线端子Zi、Z2上，第三光电隔离器G3的输出端接 所述低压检测电路2中的复合运算放大器Ii的一个输入端上。在本控制器通电后，交流电源的交流电流通过限流电路1的电容器Q、C2限流，再 经第一全波桥式整流器d5的全波整流，最后通过本控制器的第一、第二两个输出接线端子 Zi、Z2连通到负载电磁铁线圈L上。此时，两个输出接线端子Zi、Z2上是有电压的，该电压使 第三光电隔离器&导通，由第三光电隔离器G3给出允许制动电磁铁起动的起动信号。如果 两个输出接线端子Z”Z2外部的导线短路(如电磁铁线圈L短路等)，此时本控制器中的电 流因受到电容器(；、(2的限制而不会太大，本控制器就处于安全状态。但由于此时两个输出 接线端子ZpZ2上的电压近乎为零，使第三光电隔离器G3不能导通，第三光电隔离器G3就不 能送出允许起动的信号，定时器芯片12就不动作，低电压检测电路2中的第一光电隔离器
和两个双向可控硅Gn、G12也就不会导通，由此使本控制器避免了因外部导线短路故障而 引发的损坏情况发生，不使制动器的故障扩大。所述电源通断快速反应电路7包括有电源变压器、第三全波桥式整流器D9、三端 稳压集成电路13以及第五光电隔离器G5 ；电源变压器的付方接第三全波桥式整流器D9， 第三全波桥式整流器D9有两路输出，一路接三端稳压集成电路13，另一路接由电阻R16-R18、 稳压二极管Dm-Dn以及电容器C4、C5组成的串并联电路，第五光电隔离器G5的输入端连接 在电阻R17、R18的分压节点上，第五光电隔离器G5的输出端接至所述续流衰减电路5。电源通电时，稳压二极管Dn限制了电容器C4的充电电量，该电压使稳压二极管 D1Q、电阻R17和第五光电隔离器65的串联支路导通，送出信号使续流衰减电路5中的场效应
6管G13导通，让电磁铁线圈L上的电流有通路。当电源断电时，电容器C4充的有限电量很快 放完而使电压快速下降，这个低电压不能使稳压二极管D1(l导通，第五光电隔离器65关断， 即没有电压送到续流衰减电路5中的场效应管G13的控制极，场效应管G13迅速阻断，进入快 速衰减电感续流的状态。 本发明构成中的各部分电路还可采用一些功能相同但结构类似或不同的具体电 路搭接组成。
权利要求
一种制动电磁铁控制器，其特征在于包括有限流电路(1)，设有第一、第二两路输出和一个连接交流电源的输入端，用于产生制动电磁铁吸合所需的维持电压和维持电流；低压检测电路(2)，其输入端与所述限流电路(1)的第一路输出相接，用于使本控制器中产生起动电流用的主可控硅在输入电压为低压状态时瞬时可靠地导通；起动电路(3)，其输入端与所述低压检测电路(2)的输出端相接，用于在起动制动电磁铁时将所述限流电路(1)短路，以产生供制动电磁铁起动用的大电流输出；全波整流电路(4)，其输入端分别与所述起动电路(3)的输出端和所述限流电路(1)的第二路输出相接，用于向电磁铁线圈(L)提供直流工作电流；以及高压检测电路(6)，其输入端并接在本控制器的两个输出端子上，其输出端接至所述起动电路(3)，用于在电磁铁线圈(L)发生短路时阻断所述起动电路(3)的工作电流输出。
2.根据权利要求1所述的制动电磁铁控制器，其特征在于还包括有续流衰减电路(5)，串接在所述全波整流电路(4)的一路输出中，用于在交流电源断开 后快速衰减电磁铁线圈(L)中的电感续流，使制动电磁铁快速退磁、制动器快速制动；以及电源通断快速反应电路(7)，其输入端并接至交流电源的输入端，其输出端接所述续流 衰减电路(5)，用于在交流电源断开时启动所述续流衰减电路(5)工作。
3.根据权利要求2所述的制动电磁铁控制器，其特征在于所述限流电路(1)是由输入 端两条电源连接线上分别串联的电容器(Ci、C2)所组成。
4.根据权利要求3所述的制动电磁铁控制器，其特征在于所述低压检测电路(2)包括 有桥式整流器(Di_D4)、第二全波桥式整流器(D6)、第二光电隔离器(G2)、第四光电隔离器 (G4)以及复合运算放大器(I》；桥式整流器(D「D4)跨接在所述限流电路⑴的电容器(Q、 C2)的两端，桥式整流器(Di-D4)的输出端接全波桥式整流器(D6)，第二全波桥式整流器(D6) 的输出端接第二光电隔离器(G2)，第二光电隔离器(G2)的输出端接复合运算放大器(I》， 复合运算放大器(ID的输出端串联二极管(D7)后接第四光电隔离器(G4)，第四光电隔离器 (G4)向所述起动电路(3)发送控制信号。
5.根据权利要求4所述的制动电磁铁控制器，其特征在于所述起动电路(3)包括有两 个双向可控硅(Gn、G12)、第一光电隔离器和定时器电路；所述定时器电路由定时器芯 片(12)与外围元件连接组成，所述定时器芯片(12)的信号控制端与所述低压检测电路⑵ 中的第四光电隔离器(G4)的输出端相接，所述定时器芯片(12)的输出端接第一光电隔离 器机)，第一光电隔离器叫)的输出端分别串联电阻(队、R2)后接到所述两个双向可控硅 (Gn、G12)的控制极，所述两个双向可控硅(Gn、G12)分别并联在所述限流电路(1)中的电容 器(Ci、C2)的两端。
6.根据权利要求5所述的制动电磁铁控制器，其特征在于所述全波整流电路(4)为第 一全波桥式整流器(D5)；所述第一全波桥式整流器(D5)的输入端与所述限流电路(1)的 输出端相接，所述第一全波桥式整流器(D5)的两条输出线，一条连接至本控制器的第一输 出接线端子(Zi)，另一条串联所述续流衰减电路(5)后接至本控制器的第二输出接线端子 (Z2)。
7.根据权利要求6所述的制动电磁铁控制器，其特征在于所述续流衰减电路(5)是在 本控制器的输出线路上串联场效应管(G13)，所述场效应管(G13)的控制极一路串联连接稳压二极管(dt)和压敏电阻(rt)后接本控制器的第二输出接线端子(z2)，另一路与所述电源 通断快速反应电路⑵的输出端相接。
8.根据权利要求7所述的制动电磁铁控制器，其特征在于所述高压检测电路(6)为电 阻(R6)与第三光电隔离器(G3)的串联支路，该支路的两端并联连接在本控制器的第一、第 二两个输出接线端子(Zp Z2)上，第三光电隔离器(G3)的输出端接所述低压检测电路⑵ 中的复合运算放大器(I)的一个输入端上。
9.根据权利要求8所述的制动电磁铁控制器，其特征在于所述电源通断快速反应电路 (7)包括有电源变压器0\)、第三全波桥式整流器(D9)、三端稳压集成电路(13)以及第五 光电隔离器(G5)；电源变压器0\)的付方接第三全波桥式整流器(D9)，第三全波桥式整流 器(D9)有两路输出，一路接三端稳压集成电路(13)，另一路接由电阻(R16-R18)、稳压二极管 (D10-Dn)以及电容器(C4、C5)组成的串并联电路，第五光电隔离器(G5)的输入端连接在电 阻(R17、R18)的分压节点上，第五光电隔离器(G5)的输出端接至所述续流衰减电路(5)。
全文摘要
本发明涉及一种电磁铁控制器，该控制器包括有限流电路(1)、低压检测电路(2)、起动电路(3)、全波整流电路(4)、续流衰减电路(5)、高压检测电路(6)和电源通断快速反应电路(7)等七部分。本发明使用电容器限流，损耗和故障率几乎为零；设置的快速衰减电感续流环节，使电磁铁退磁快、制动器制动快。本发明没有电磁干扰，不对供电电源造成高次谐波污染，并且可以在UPS电源供电情况下工作。
文档编号H02M7/162GK101800113SQ20101013804
公开日2010年8月11日 申请日期2010年4月2日 优先权日2010年4月2日
发明者邓伟, 陆若松 申请人:石家庄五龙制动器有限公司