专利名称：永磁体电磁牵引装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种永磁体电磁牵引装置，可广泛替代交、直流接触器中的电磁铁、电磁阀中使用的牵引电磁铁及其他需要牵动的装置。
背景技术：
长期以来电器设备中使用的接触器、电磁阀等都是靠牵引电磁铁来驱动的，复位状态大都依靠弹簧的反作用力来保持，而牵引状态是依靠电磁线圈有运行电流来保持的，对于长期连续运行的电磁铁，其线圈和铁芯都会发热，消耗大量电能，交流供电时有大量的无功损耗，影响电网供电质量，以电工手册记载的CJ20系列交流接触器的吸引线圈为例CJ20-63吸持状态消耗功率为57伏安，CJ20-250吸持状态消耗功率为125伏安，还有其铁芯端面的短路环一旦发生断裂开路、脱落等故障会产生很大的振动和噪声，并产生高热引发燃烧事故，导致其控制的电器设备不能正常运行。
发明内容
本发明的目的是克服现有技术的不足，提供一种结构简单，节省电能，长期连续运行其电磁线圈内无须运行电流的永磁体电磁牵引装置。
本发明的目的是通过下述技术方案予以实现。
本装置是由运动部、电磁铁和自动控制电路组成，所述运动部是由两只永磁体和一个支撑构成，两只永磁体的同名磁极端面分别与电磁铁中静铁芯的两个端面相对应，并留有间距，且总有一只永磁体与静铁芯的一个端面吸合，以此来保持运动部的复位状态或牵引状态，在电磁力的作用下，两只永磁体相对于静铁芯的两个端面作轴向运动，运动部带动驱动杆随之运动执行牵引任务或复位任务。
所述电磁铁是由一个静铁芯和一个电磁线圈组成，改变其电磁线圈内的电流方向，就可改变电磁铁的电磁场极性，就可使运动部完成牵引或复位两个方向的运动，它只工作在通电瞬间，运动部完成牵引任务或复位任务的同时，电磁线圈自动与电路断开，因此电磁线圈内只有启动电流，没有运行电流。
所述自动控制电路是由牵引控制电路、复位控制电路、电源电路和两只换向开关组成，所述牵引控制电路是由高电平信号放大电路9、电子开关6和换向开关S1组成，为电磁线圈L提供正向电流；所述复位控制电路是由低电平信号放大电路10、延时待机电路11、电子开关7和换向开关S2组成，为电磁线圈L提供反向电流。
所述电源电路是由桥式整流器和储能电容器C构成，在交流电源供电时，经桥式整流器、隔离二极管VD1、电子开关6、换向开关S1向电磁线圈L的Le端提供正向电压，即牵引用电源；而电磁线圈的反向电压是由储能电容器C的正极经电子开关7、换向开关S2加至电磁线圈L的Ld端，即复位用电源。
本发明的有益效果是1.结构简单，易于制作；2.在长期连续运行，即不频繁启动的场合，比目前使用的牵引电磁铁节电80％--99％以上；3.没有无功损耗，提高了交流电网供电质量；4.复位迅速有力，无须复位弹簧。
图1是本发明牵引装置的复位状态示意图；图2是本发明牵引装置的牵引状态示意图；图3是本发明牵引装置的电路原理图。
具体实施例方式
下面结合附图与实施例对本发明作进一步描述。
在图1中，本牵引装置的运动部处于M-Y位置，永磁体1与静铁芯5的e端面分开一个间距，永磁体2与静铁芯5的d端紧密吸合，即复位状态，此时电磁线圈L的Ld端经换向开关S1的闭合触点S1-1、S1-2、电子开关6与电源U+连接，电磁线圈的Ld端经换向开关S2的闭合触点S2-1、S2-2接至电源负极，即电磁线圈L的Le端接电源正极时称为正向接法，其电流为正向电流，在电磁铁两端感应出一对电磁场，静铁芯5的e端为S极，d端为N极，此时称为正向电磁场。
在图2中，本牵引装置的运动部处于M-K位置，永磁体2与静铁芯5的d端分开一个间距，永磁体1与静铁芯5的e端紧密吸合，即牵引状态，此时电磁线圈L的Ld端经换向开关S1的闭合触点S1-1、S1-3至电源负极，电磁线圈L的Ld端经换向开关S2的闭合触点S2-1、S2-3、电子开关7接至电源U+，即电磁线圈L的Le端接电源负极时，称为反向接法，其线圈内的电流为反向电流，电磁铁两端感应出一对电磁场，即静铁芯5的e端为N极、d端为S极，此时称为反向电磁场。所述两只换向开关与运动部的支撑3是联动的，所以运动部在复位状态时，电磁线圈L经两只换向开关与电源呈正向接法，运动部在牵引状态时电磁线圈L经两只换向开关与电源呈反向接法，随着运动部牵引、复位的位置变化，两只换向开关的两组触点也随之变化，即加在电磁线圈L两端的电压极性也随之改变。
在图中，运动部两端的永磁体1的S极和永磁体2的S极与支撑3牢固结合，永磁体1的N极朝向静铁芯5的e端面，永磁体2的N极朝向静铁芯5的d端面，设定的运动间距不宜过小，视永磁体的磁力大小而定，否则会发生误动作，本实施例的永磁体选用稀土材料钕铁硼制成的圆片状，直径为12mm、厚4mm，运动间距为7mm。本发明所述电磁铁两端的电磁感应强度应≥永磁体的磁场强度，其静铁芯的两个端面应分别≥与之对应的永磁体的磁极面，以确保永磁体对静铁芯的有效吸持力。永磁体的有关数据由其生产厂家提供。
牵引工作原理在图3中，闭合电源开关S0启动此装置，AC220V电源经桥式整流器后分两路，一路经隔离二极管VD1给储能电容器C充电，同时加至电子开关6；另一路给分压电路8，为高电平放大电路9和低电平放大电路10提供电平信号，虽然电源开关S0在闭合瞬间的初期节点14处于低电平，但在延时待机电路11的作用下，低电平放大电路10不工作，延迟时间0.5秒至1秒，当储能电容器C被充电至U+达到200V的时候，节点14呈高电平，此时低电平放大电路10处于截止状态，高电平放大电路9导通工作，触发电子开关6闭合导通，此时电磁线圈L内有一个正向的瞬间电流，在静铁芯5的两端感应出一对正向电磁场，即静铁芯5的e端为S极与永磁体1相吸合，静铁芯5的d端为N极排斥永磁体2使其离开d端一个间距，在这个瞬间电磁力的作用下，运动部沿F1方向，向下运动至M-K位置并带动驱动杆4执行牵引任务，此时运动部及换向开关呈图2所示状态，即换向开关S1的S1-1与S1-2断开、换至S1-1与S1-3闭合，换向开关S2的S2-1与S2-2断开、换至S2-1与S2-3闭合，电磁线圈L与电源呈反向接法，因电子开关7是断开的，所以电磁线圈L内没有电流，只有自动控制电路的静态电流，本实施例的静态电流小于7mA，其功率为220V×0.007A＝1.54W。
复位工作原理在图3中，断开电源开关S0，节点12没有电压，节点14呈低电平，此时低电平放大电路10导通工作，触发电子开关7闭合导通，储能电容器C为此提供节点13的U+电压，电磁线圈L内有一个瞬间反向电流，在静铁芯5的两端感应出一对反向电磁场，即静铁芯5的e端为N极推斥永磁体1离开一个间距、d端为S极吸引永磁体2与d端紧密吸合，使运动部沿F2方向，向上运动至M-Y位置并带动驱动杆4执行复位任务，两只换向开关返回至图1位置，即S1的S1-1与S1-3断开，换至S1-1与S1-2闭合，S2的S2-1与S2-3断开，换至S2-1与S2-2闭合，使电磁线圈L与电源呈正向接法，为执行牵引任务作准备。所述自动控制电路是目前最常用的电子电路，没有制作难点，所述支撑3选用非导磁材料，所述静铁芯可选用工业纯铁或10#低碳钢，端面无需短路环。
权利要求
1.一种永磁体电磁牵引装置，包括运动部、电磁铁和自动控制电路，其特征是，所述运动部是由两只永磁体和一个支撑构成，两只永磁体的同名磁极端面分别与电磁铁中静铁芯的两个端面相对应，并留有间距，在电磁力的作用下，两只永磁体相对于静铁芯的两个端面作轴向运动。
2.根据权利要求1所述永磁体电磁牵引装置，其特征是，断开电源开关，在自动控制电路的作用下，电磁铁产生一个瞬间反向电磁场，使运动部返回至复位状态。
全文摘要
本发明公开了一种结构简单、容易制作、节省电能的永磁体电磁牵引装置，可广泛替代接触器中的电磁铁、电磁阀中使用的牵引电磁铁及其他需要牵动的装置。本装置是由运动部、电磁铁和自动控制电路组成，所述运动部是由两只永磁体和一个支撑构成，两只永磁体的同名磁极端面分别与电磁铁中静铁芯的两个端面相对应，并留有间距，且总有一只永磁体与静铁芯的一个端面紧密吸合，以此来保持牵引或复位状态，在电磁力的作用下，两只永磁体相对于静铁芯的两个端面作轴向运动，以此来带动驱动杆执行牵引或复位任务，改变电磁铁的电磁场极性，就可改变运动部的运动方向。断开电源开关，在自动控制电路的作用下，运动部自动返回至复位状态，无需复位弹簧，所述电磁铁在工作时只有启动电流，没有运行电流。
文档编号H01H47/02GK1734684SQ20051008611
公开日2006年2月15日 申请日期2005年7月14日 优先权日2005年7月14日
发明者徐伟华 申请人:徐伟华