一种基于降低温升的交流牵引电磁铁控制电路的制作方法

本发明涉及一种控制电路，具体涉及交流牵引电磁铁的控制电路。

背景技术：

目前，现有的交流牵引电磁铁控制电路，很多在线圈吸合后，主回路依然是通过高电压全电压大电流来维持，也有一部分在全电压大电流启动后，通过阻容供电的吸合方式来维持，但这样会让电磁铁线圈产生较高的温升，尤其是在频繁启动的情况下，不仅浪费了较多的电能，也大大降低了产品的使用寿命，给产品的可靠运行带来一定的隐患。

技术实现要素：

针对现有技术的不足，本发明提供了一种全电压大电流启动、低电压小电流维持的交流牵引电磁铁控制电路，该控制电路具有线路简单、运行稳定、高效节能、低温升、带欠压保护功能的优点。

为实现上述目的，本发明提供了一种基于降低温升的交流牵引电磁铁控制电路，包括全电压大电流启动电路、启动延时后的关断电路以及低电压小电流维持电路。

所述全电压大电流启动电路包括整流二极管d8、电阻r3、电阻r2、充电电容c1、欠压保护触发二极管d9、限流电阻r4、触发电路反向保护二极管d11、控制可控硅q2、主回路反向保护二极管d1、主回路反向保护二极管d2、暂态过电压保护压敏电阻rv5、暂态过电压保护压敏电阻rv4、暂态过电压保护压敏电阻rv2、牵引电磁铁线圈l；其中交流电源的u端通过整流二极管d8整流后与电阻r3的一端连接，电阻r3的另一端同时与充电电容c1和电阻r2的一端相接，充电电容c1和电阻r2的另一端均与电源v端相接，电阻r3和电阻r2之间连接有欠压保护触发二极管d9，欠压保护触发二极管d9再经限流电阻r4和触发电路反向保护二极管d11连接到控制可控硅q2的触发端上，控制可控硅q2的阴极通过主回路反向保护二极管d1和d2连到电源v端上，牵引电磁铁线圈l的一端与控制可控硅q2的阳极相接，另一端连接在电源u端上，暂态过电压保护压敏电阻rv5连接在电源u、v两端，暂态过电压保护压敏电阻rv4连接在控制可控硅q2的阴、阳极两端，暂态过电压保护压敏电阻rv2连接在牵引电磁铁线圈l的两端。

当接通电源，充电电容c1完成充电后，充电电容c1两端的电压触发控制可控硅q2导通，牵引电磁铁线圈l通过电源u端、控制可控硅q2阳极和阴极、主回路反向保护二极管d1和d2跟电源v端形成回路，实现全电压大电流启动。

所述启动延时后的关断电路包括有电阻r5、电阻r6、上电延时电容c2、稳压二极管d10、关断三极管q1、基级偏置电阻r1；其中电源u端经整流二极管d8整流后，通过电阻r6给上电延时电容c2充电，电阻r6和电阻r5相接，且稳压二极管d10的负极连接在电阻r6和电阻r5之间，稳压二极管d10的正极经基级偏置电阻r1连接在关断三极管q1的基级上，关断三极管q1的发射极与上电延时电容c2的负极和电源v端同时连接，关断三极管q1的集电极与电阻r3连接。

接通电源通过电阻r6给上电延时电容c2充电，由于上电延时电容c2的容量相对较大，可以错开一上电的全电压大电流启动时间节点，当上电延时电容c2充满后，关断三极管q1满足了发射结正偏条件，让关断三极管q1处于导通状态，从而拉低欠压保护触发二极管d9的输入电压，让控制可控硅q2关断，实现启动延时后的主回路关断功能。

所述的低电压小电流维持电路包括有降压变压器t、桥式整流二极管d4、桥式整流二极管d5、桥式整流二极管d6、桥式整流二极管d7、反向保护二极管d3、暂态过电压保护压敏电阻rv3；电源的u端和v端接降压变压器t的初级，降压变压器t的次级一端同时与桥式整流二极管d4的正极和桥式整流二极管d6的负极相接，降压变压器t的次级另一端同时与桥式整流二极管d5的正极和桥式整流二极管d7的负极相接，桥式整流二极管d4和d5的负极经反向保护二极管d3连接在牵引电磁铁线圈l的一端上，桥式整流二极管d6和d7的正极连接在牵引电磁铁线圈l的另一端上，暂态过电压保护压敏电阻rv3的两端分别与降压变压器t的次级和牵引电磁铁线圈l连接。

电源接通后虽然降压变压器t回路的直流电压已经叠加在牵引电磁铁线圈l的两端，但低电压小电流不能满足线圈的吸合条件，在主回路完成全电压大电流启动，并经短暂延时关断主回路的交流电压后，牵引电磁铁线圈l两端叠加的直流低电压，可以持续维持线圈处于吸合状态，直至电源电压断开。

本发明的有益效果是：本发明通过电源端的分压采样、以及主回路可控硅的触发控制，在全电压大电流启动后对主回路进行关断处理，并通过降压变压器输出的低电压信号，实现了交流电磁铁线圈的低电压小电流吸合维持，同时在触发控制回路时运用门限电压原理，实现过低电源电压无法吸合的欠压保护功能。此外，本发明所提供的控制电路还具有线路简单、运行稳定、高效节能、低温升等优点。

附图说明

图1为本发明的电路图。

具体实施方式

如图1所示给出了一种基于降低温升的交流牵引电磁铁控制电路，包括全电压大电流启动电路、启动延时后的关断电路以及低电压小电流维持电路。

所述全电压大电流启动电路包括整流二极管d8、电阻r3、电阻r2、充电电容c1、欠压保护触发二极管d9、限流电阻r4、触发电路反向保护二极管d11、控制可控硅q2、主回路反向保护二极管d1、主回路反向保护二极管d2、暂态过电压保护压敏电阻rv5、暂态过电压保护压敏电阻rv4、暂态过电压保护压敏电阻rv2、牵引电磁铁线圈l；其中交流电源的u端通过整流二极管d8整流后与电阻r3的一端连接，电阻r3的另一端同时与充电电容c1和电阻r2的一端相接，充电电容c1和电阻r2的另一端均与电源v端相接，电阻r3和电阻r2之间连接有欠压保护触发二极管d9，欠压保护触发二极管d9再经限流电阻r4和触发电路反向保护二极管d11连接到控制可控硅q2的触发端上，控制可控硅q2的阴极通过主回路反向保护二极管d1和d2连到电源v端上，牵引电磁铁线圈l的一端与控制可控硅q2的阳极相接，另一端连接在电源u端上，暂态过电压保护压敏电阻rv5连接在电源u、v两端，暂态过电压保护压敏电阻rv4连接在控制可控硅q2的阴、阳极两端，暂态过电压保护压敏电阻rv2连接在牵引电磁铁线圈l的两端。

当接通电源，充电电容c1完成充电后，充电电容c1两端的电压触发控制可控硅q2导通，牵引电磁铁线圈l通过电源u端、控制可控硅q2阳极和阴极、主回路反向保护二极管d1和d2跟电源v端形成回路，实现全电压大电流启动。其中整流二极管d8的反向耐压值≥1000v，正向电流值≥1a，电阻r3为2w金属膜电阻，电阻r2为1w金属膜电阻，欠压保护触发二极管d9为双向触发二极管，其电阻值应是触发管的触电电压值结合电源端的欠压保护值水平来综合匹配计算得出，充电电容c1为无极性电容，电容量应结合电阻r3的电阻值和上电启动响应时间要求来综合计算得出，电容耐压值应≥50v，限流电阻r4为1/4w碳膜电阻，其电阻值优选100欧，控制可控硅q2为主回路控制可控硅，反向耐压值应≥1600v，正向电流值应根据所驱动的电磁铁线圈负载电流计算得出，主回路反向保护二极管d1和d2是反向保护二极管，反向耐压值应≥1000v，正向电流值应根据所驱动的电磁铁线圈负载电流计算得出，暂态过电压保护压敏电阻rv5、rv4、rv2的压敏电压值应根据电源电压而定，交流220v优选560v压敏电压值保护水平，交流380v优选820v压敏电压值保护水平。

所述启动延时后的关断电路包括有电阻r5、电阻r6、上电延时电容c2、稳压二极管d10、关断三极管q1、基级偏置电阻r1；其中电源u端经整流二极管d8整流后，通过电阻r6给上电延时电容c2充电，电阻r6和电阻r5相接，且稳压二极管d10的负极连接在电阻r6和电阻r5之间，稳压二极管d10的正极经基级偏置电阻r1连接在关断三极管q1的基级上，关断三极管q1的发射极与上电延时电容c2的负极和电源v端同时连接，关断三极管q1的集电极与电阻r3连接。

接通电源通过电阻r6给上电延时电容c2充电，由于上电延时电容c2的容量相对较大，可以错开一上电的全电压大电流启动时间节点，当上电延时电容c2充满后，关断三极管q1满足了发射结正偏条件，让关断三极管q1处于导通状态，从而拉低欠压保护触发二极管d9的输入电压，让控制可控硅q2关断，实现启动延时后的主回路关断功能。其中电阻r5、r6为1w金属膜电阻，电阻值优选100k，上电延时电容c2为有极性电容，电容量应结合电阻r6的充电电阻值和充电电容c1的上电延时电容量来综合计算得出，比充电电容c1电容量要大1-2个数量级，这样可保证主回路全电压大电流启动的稳定性，反向耐压值应≥50v，稳压二极管d10为0.5w稳压管，稳压值应结合欠压保护触发二极管d9的触发电压值计算得出，关断三极管q1为npn三极管，基级偏置电阻r1为1/4w碳膜电阻，电阻值优选10k。

所述的低电压小电流维持电路包括有降压变压器t、桥式整流二极管d4、桥式整流二极管d5、桥式整流二极管d6、桥式整流二极管d7、反向保护二极管d3、暂态过电压保护压敏电阻rv3；电源的u端和v端接降压变压器t的初级，降压变压器t的次级一端同时与桥式整流二极管d4的正极和桥式整流二极管d6的负极相接，降压变压器t的次级另一端同时与桥式整流二极管d5的正极和桥式整流二极管d7的负极相接，桥式整流二极管d4和d5的负极经反向保护二极管d3连接在牵引电磁铁线圈l的一端上，桥式整流二极管d6和d7的正极连接在牵引电磁铁线圈l的另一端上，暂态过电压保护压敏电阻rv3的两端分别与降压变压器t的次级和牵引电磁铁线圈l连接。

电源接通后虽然降压变压器t回路的直流电压已经叠加在牵引电磁铁线圈l的两端，但低电压小电流不能满足线圈的吸合条件，在主回路完成全电压大电流启动，并经短暂延时关断主回路的交流电压后，牵引电磁铁线圈l两端叠加的直流低电压，可以持续维持线圈处于吸合状态，直至电源电压断开。其中降压变压器t的功率和初次级电压值应通过计算得出，桥式整流二极管d4-d7的反向耐压值应≥1000v，正向电流值应根据所驱动的电磁铁线圈负载电流计算得出，暂态过电压保护压敏电阻rv3的压敏电压值应根据电源电压而定，交流220v优选560v压敏电压值保护水平，交流380v优选820v压敏电压值保护水平。

本发明通过电源端的分压采样、以及主回路可控硅的触发控制，在全电压大电流启动后对主回路进行关断处理，并通过降压变压器输出的低电压信号，实现了交流电磁铁线圈的低电压小电流吸合维持，同时在触发控制回路时运用门限电压原理，实现过低电源电压无法吸合的欠压保护功能。此外，本发明所提供的控制电路还具有线路简单、运行稳定、高效节能、低温升等优点。

当然，上述实例仅仅是为清楚的说明所做的举例，而并非对实施方式的限定，对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其他不同形式的变化或变动，这里无需也无法对所有实施方式进行列举，而由此所引申出的显而易见的变化或变动处于本发明的保护范围之中。