专利名称：节能制动电磁铁的制作方法
技术领域：
本实用新型属于一种有衔铁的交流电磁铁的改进技术领域。
交流电磁铁主要作为各种制动器、电磁阀、继电器、接触器等自动化电器中的控制元件。以往的电磁铁主要由轭铁、衔铁、拉杆、线圈所组成。轭铁和衔铁是由硅钢片叠加而成，轭铁和衔铁的空气隙过大，电磁转换效率低必须施加较大电流形成较强的磁场，才能确保电磁铁吸合。因此线圈需做得很大，进而造成电磁铁体积和重量的增加，而且使用寿命也较低。另外电磁铁吸合后仍以大电流维持，电能损失大，线圈易烧毁。中国专利2046675公开号，将电磁铁的线圈分为启动线圈和维持线圈，两线圈并联，启动时两组线圈通电、阻抗小电流大。衔铁吸合后、断开启动线圈、阻抗大电流小，从而实现大电流启动、小电流维持以求节电，但不足的是启动线圈在大电流下断开机械触点跳火，不仅易毁坏触点，可靠性也降低，且还可能引起现场火灾。
因此，本实用新型的目的是设计一种节能制动电磁铁，实现无触点电流切换(防爆)，并且有节电和可靠性高的优点。
本实用新型实现目的的方法是后盖上设有衔铁控制轴槽，衔铁后部位于衔铁控制轴槽内并与其滑配，衔铁的位移过程是在衔铁控制轴槽内进行，衔铁控制轴槽后端设有通孔。构成整个磁回路的外壳是用低碳钢材料制成的，用以提高电磁转换效率。在控制电路中有由电容C1，电阻R1和晶体管BG1组成供给定时电容C2的电荷之泄放电路。用以提高电磁铁工作的可靠性，上述结构设计实现了本实用新型的目的。
本实用新型的优点是构成整个磁回路的外壳替代了大量的硅钢片，其外壳本身起到轭铁的作用，且形成密闭式的壳还能对线圈起保护作用。在后盖上设有衔铁控制轴槽、衔铁的整个位移过程其后部都是在轴槽内进行，轴槽与衔铁后部滑配，使衔铁后部形成移动的轴。在电路中加入电荷泄放电路，保证了电磁铁在快速频繁使用时正确的吸合与释放。
下面结合说明书附图和实施例对本实用新型的结构作进一步描述。
图1、为本实用新型结构示意图图2、是电磁铁控制电路的电路原理图用低碳钢材料一次铸造本实用新型的外壳1，选用导磁材料低碳钢组成闭式外壳结构，在绝缘材料制成的骨架5上缠绕启动线圈10和限流线圈6固定在外壳内，外壳不但起到保护固定线圈和连接后盖2及控制电路7的作用，又给电磁铁本身构成整个磁回路。推杆4的一端穿过外壳前端中心部位连接在衔铁3的中心上，另一端顶在需制动的机械连接部件上，通过电磁铁的吸合而产生推杆移动力以控制机械连接部件。
用低碳钢制造后盖2，后盖的中心部位设有一衔铁控制轴槽8，衔铁后部位于其内并与其滑配(为传统工艺结构)，衔铁在电磁铁吸合后的整个位移过程是在衔铁控制轴槽内进行，轴槽使衔铁前部、中部悬空减少了衔铁和骨架内壳的接触面，从而降低了衔铁摩擦阻力。所需启动电流和磁场强度大幅度减小。为防止衔铁和衔铁控制轴槽滑配后使轴槽内空气隔断造成空气阻力，在后盖上的轴槽后端设有通孔9以使壳内外大气相通。后盖按传统连接方法固定在外壳后端，控制电路7亦固定在外壳上，衔铁亦可采用低碳钢制作。
电磁铁控制电路7的电路原理图如图2所示，电磁铁的电磁转换是由2个串联的线圈L1(即启动线圈)和L2(即限流线圈)构成，电源开关K合上的瞬间L2短路，L1内有电流流过，L2线圈内无电流流过。启动时L1上有足够的电流流过使电磁铁吸合，当电磁铁吸合后延时一段时间将限流线圈L2串入电磁回路减少回路中的供电电流，用小电流维持电磁铁的吸合状态，以求节电。
整个电磁铁控制电路可分为电磁电路、触发电路、延时电路和电荷泄放电路。
磁电路为驱动部分，由线圈L1和L2、电阻R8、R9、R10，晶体管D2、D3、D4组成，线圈L1和L2串接，并分别并联续流二极管D2、D3且上面串联电阻R8、R9，为防止工作时电网电压过高，引起元器件损坏，在电路中设有一个能对电压敏感的压敏电阻R10，为防止过流接入熔断器BX，构成双重保护电路。整流二极管D4把正弦交流电变成直流脉动电供给线圈L1和L2，从而产生电磁转换，两支续流二极管D2、D3，为L1和L2提供一个能使电磁能释放的通路。为减少时间常数在电路中增加R8和R9两支电阻，使时间常数变小，加快了电磁能的转换和释放，从而减小L1和L2中的瞬变电流对电磁铁释放时间的影响，有利于电磁铁的可靠工作。SCR是单相可控硅，其作用是在电源开关K合上的瞬间到电磁铁还未吸合上之前将线圈L2短路。使L1内产生较大电流利于电磁铁吸合，由于L1是感性负载，R5上的尖脉冲很窄，SCR不能可靠导通，电阻R7串接SCR以使在通电瞬间有一个足够的阳极电流，将可控硅可靠导通，以便电磁铁可靠吸合。由单结晶体管UJT和电阻R3、R4、R5、电容C3、C4组成可控硅触发电路，单向可控硅SCR触发电路的基本型式为单结晶体管UJT且有抗干扰电容C4，SCR的触发端接在电阻R5和单结晶体管UJT接成的支路上。为防止可控硅SCR在电网波动和电公害影响下误触发，电路中设计了C4。延时控制电路由晶体管BG2、电阻R2、R3、二极管D1和定时电容C2组成，用于控制触发电路定时工作。BG2的基极前串接二极管D1和电容C2，以使C2上的电压能对BG2基极有一个阶跃式的触发，使BG2只工作在开关状态。
由晶体管BG1、电阻R1和电容C1组成供给定时电容C2电荷之泄放电路，BG1的基极有C1和R1串联，且对BG1进行瞬间触发，以使C2在每次通电时放掉电荷、保证电磁铁在快速频繁使用时的正确吸合与释放。为减小电压的波动，使控制延时部分能有一个更好的工作环境，在降压电阻R6和BG1发射极之间并联一支稳压二极管DW，将其电压稳定在一个固定的数值。
电路工作过程如下在合上电源开关K的瞬间，由于电容器两端的电压不能突变，所以C2两端的电压为零伏，BG2截止，单结晶体管组成的触发电路工作。可控硅打开，线圈L2被短路，L1起作用，电磁铁吸合；与此同时电源还通过R6和R2向C2充电，使C2的电位上升，当电磁铁吸合后，C2的电位上升到使BG2导通(延时时间大于电磁铁吸合时间)，这时可控硅触发电路停止工作，可控硅SCR关断、限流线圈L2串入电磁回路，L1和L2都有电流流过，电磁铁进入维持吸合，即以小电流使衔铁继续保持吸合。当电源开关K关断后，电磁铁释放，若将开关K再次合上，电源电路开始第二次延时，如相邻两次间隔时间太短，电容器C2来不及放完电，C2上有残存电压势必影响下一次延时的准确性。由C1、R1、BG1组成的泄放电路在合上电源开关K的瞬间，C2上的电荷通过BG1的集电极和发射极被释放到基本为零。而后电源通过R6对C1充电后使BG1截止，电路进入延时状态。
用本实用新型所制作的MZJ型制动电磁铁比现行使用的MZD制动电磁铁相对节电90％以上，其中启动时节电90％，维持时节电97％，且体积小，重量轻、成本低，使用寿命长，电磁铁可靠性大为提高。
权利要求1.一种节能制动电磁铁，由外壳(1)、后盖(2)、衔铁(3)、推杆(4)、骨架(5)、启动线圈(10)、限流线圈(6)和控制电路(7)所组成，其特征在于后盖上设有衔铁控制轴槽(8)、衔铁后部位于衔铁控制轴槽(8)内，并与其滑配，衔铁的位移过程是在衔铁控制轴槽内进行，衔铁控制轴槽后端设有通孔(9)、构成整个磁回路的外壳是用低碳钢材料制成的，在控制电路中有由电容C1、电阻R1和晶体管BG1组成的以使定时电容C2上电荷泄放之电路。
2.按权利要求1所述的一种节能制动电磁铁，其特征在于控制电路(7)中线圈L1和L2分别并联的续流二极管D2、D3上串联有电阻R8、R9，在总回路中并联压敏电阻R10，单向可控硅SCR触发电路的基本型式为单结晶体管UJT且有抗干扰电容C4，BG2的基极前串接二极管D1和电容C2，BG1的基极有电容C1和电阻R1串联，单向可控硅SCR串接有电阻R7。
专利摘要本实用新型属于一种有衔铁的交流电磁铁的改进技术领域。为克服传统的电磁铁轭铁和衔铁的空气隙过大，电磁转换效率低、可靠性低的不足，本实用新型采用外壳替代轭铁构成整个磁回路，在后盖上设衔铁控制轴槽，衔铁位于其内并与其滑配，控制电路采用线圈串接，并设有泄放电路，以提高电磁铁的可靠性，使本实用新型与传统结构相比平均节电90％以上，还具有寿命高成本低的优点，是一种理想的节能可靠产品。
文档编号F16D65/18GK2196207SQ94211860
公开日1995年5月3日 申请日期1994年5月11日 优先权日1994年5月11日
发明者温广仁, 叶菘 申请人:北京市海淀区恒河电子产品经营公司