專利名稱：永磁體電磁牽引裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種永磁體電磁牽引裝置，可廣泛替代交、直流接觸器中的電磁鐵、電磁閥中使用的牽引電磁鐵及其他需要牽動的裝置。
背景技術(shù)：
長期以來電器設(shè)備中使用的接觸器、電磁閥等都是靠牽引電磁鐵來驅(qū)動的，復(fù)位狀態(tài)大都依靠彈簧的反作用力來保持，而牽引狀態(tài)是依靠電磁線圈有運行電流來保持的，對于長期連續(xù)運行的電磁鐵，其線圈和鐵芯都會發(fā)熱，消耗大量電能，交流供電時有大量的無功損耗，影響電網(wǎng)供電質(zhì)量，以電工手冊記載的CJ20系列交流接觸器的吸引線圈為例CJ20-63吸持狀態(tài)消耗功率為57伏安，CJ20-250吸持狀態(tài)消耗功率為125伏安，還有其鐵芯端面的短路環(huán)一旦發(fā)生斷裂開路、脫落等故障會產(chǎn)生很大的振動和噪聲，并產(chǎn)生高熱引發(fā)燃燒事故，導(dǎo)致其控制的電器設(shè)備不能正常運行。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種結(jié)構(gòu)簡單，節(jié)省電能，長期連續(xù)運行其電磁線圈內(nèi)無須運行電流的永磁體電磁牽引裝置。
本發(fā)明的目的是通過下述技術(shù)方案予以實現(xiàn)。
本裝置是由運動部、電磁鐵和自動控制電路組成，所述運動部是由兩只永磁體和一個支撐構(gòu)成，兩只永磁體的同名磁極端面分別與電磁鐵中靜鐵芯的兩個端面相對應(yīng)，并留有間距，且總有一只永磁體與靜鐵芯的一個端面吸合，以此來保持運動部的復(fù)位狀態(tài)或牽引狀態(tài)，在電磁力的作用下，兩只永磁體相對于靜鐵芯的兩個端面作軸向運動，運動部帶動驅(qū)動桿隨之運動執(zhí)行牽引任務(wù)或復(fù)位任務(wù)。
所述電磁鐵是由一個靜鐵芯和一個電磁線圈組成，改變其電磁線圈內(nèi)的電流方向，就可改變電磁鐵的電磁場極性，就可使運動部完成牽引或復(fù)位兩個方向的運動，它只工作在通電瞬間，運動部完成牽引任務(wù)或復(fù)位任務(wù)的同時，電磁線圈自動與電路斷開，因此電磁線圈內(nèi)只有啟動電流，沒有運行電流。
所述自動控制電路是由牽引控制電路、復(fù)位控制電路、電源電路和兩只換向開關(guān)組成，所述牽引控制電路是由高電平信號放大電路9、電子開關(guān)6和換向開關(guān)S1組成，為電磁線圈L提供正向電流；所述復(fù)位控制電路是由低電平信號放大電路10、延時待機電路11、電子開關(guān)7和換向開關(guān)S2組成，為電磁線圈L提供反向電流。
所述電源電路是由橋式整流器和儲能電容器C構(gòu)成，在交流電源供電時，經(jīng)橋式整流器、隔離二極管VD1、電子開關(guān)6、換向開關(guān)S1向電磁線圈L的Le端提供正向電壓，即牽引用電源；而電磁線圈的反向電壓是由儲能電容器C的正極經(jīng)電子開關(guān)7、換向開關(guān)S2加至電磁線圈L的Ld端，即復(fù)位用電源。
本發(fā)明的有益效果是1.結(jié)構(gòu)簡單，易于制作；2.在長期連續(xù)運行，即不頻繁啟動的場合，比目前使用的牽引電磁鐵節(jié)電80％--99％以上；3.沒有無功損耗，提高了交流電網(wǎng)供電質(zhì)量；4.復(fù)位迅速有力，無須復(fù)位彈簧。


圖1是本發(fā)明牽引裝置的復(fù)位狀態(tài)示意圖；圖2是本發(fā)明牽引裝置的牽引狀態(tài)示意圖；圖3是本發(fā)明牽引裝置的電路原理圖。
具體實施例方式
下面結(jié)合附圖與實施例對本發(fā)明作進一步描述。
在圖1中，本牽引裝置的運動部處于M-Y位置，永磁體1與靜鐵芯5的e端面分開一個間距，永磁體2與靜鐵芯5的d端緊密吸合，即復(fù)位狀態(tài)，此時電磁線圈L的Ld端經(jīng)換向開關(guān)S1的閉合觸點S1-1、S1-2、電子開關(guān)6與電源U+連接，電磁線圈的Ld端經(jīng)換向開關(guān)S2的閉合觸點S2-1、S2-2接至電源負極，即電磁線圈L的Le端接電源正極時稱為正向接法，其電流為正向電流，在電磁鐵兩端感應(yīng)出一對電磁場，靜鐵芯5的e端為S極，d端為N極，此時稱為正向電磁場。
在圖2中，本牽引裝置的運動部處于M-K位置，永磁體2與靜鐵芯5的d端分開一個間距，永磁體1與靜鐵芯5的e端緊密吸合，即牽引狀態(tài)，此時電磁線圈L的Ld端經(jīng)換向開關(guān)S1的閉合觸點S1-1、S1-3至電源負極，電磁線圈L的Ld端經(jīng)換向開關(guān)S2的閉合觸點S2-1、S2-3、電子開關(guān)7接至電源U+，即電磁線圈L的Le端接電源負極時，稱為反向接法，其線圈內(nèi)的電流為反向電流，電磁鐵兩端感應(yīng)出一對電磁場，即靜鐵芯5的e端為N極、d端為S極，此時稱為反向電磁場。所述兩只換向開關(guān)與運動部的支撐3是聯(lián)動的，所以運動部在復(fù)位狀態(tài)時，電磁線圈L經(jīng)兩只換向開關(guān)與電源呈正向接法，運動部在牽引狀態(tài)時電磁線圈L經(jīng)兩只換向開關(guān)與電源呈反向接法，隨著運動部牽引、復(fù)位的位置變化，兩只換向開關(guān)的兩組觸點也隨之變化，即加在電磁線圈L兩端的電壓極性也隨之改變。
在圖中，運動部兩端的永磁體1的S極和永磁體2的S極與支撐3牢固結(jié)合，永磁體1的N極朝向靜鐵芯5的e端面，永磁體2的N極朝向靜鐵芯5的d端面，設(shè)定的運動間距不宜過小，視永磁體的磁力大小而定，否則會發(fā)生誤動作，本實施例的永磁體選用稀土材料釹鐵硼制成的圓片狀，直徑為12mm、厚4mm，運動間距為7mm。本發(fā)明所述電磁鐵兩端的電磁感應(yīng)強度應(yīng)≥永磁體的磁場強度，其靜鐵芯的兩個端面應(yīng)分別≥與之對應(yīng)的永磁體的磁極面，以確保永磁體對靜鐵芯的有效吸持力。永磁體的有關(guān)數(shù)據(jù)由其生產(chǎn)廠家提供。
牽引工作原理在圖3中，閉合電源開關(guān)S0啟動此裝置，AC220V電源經(jīng)橋式整流器后分兩路，一路經(jīng)隔離二極管VD1給儲能電容器C充電，同時加至電子開關(guān)6；另一路給分壓電路8，為高電平放大電路9和低電平放大電路10提供電平信號，雖然電源開關(guān)S0在閉合瞬間的初期節(jié)點14處于低電平，但在延時待機電路11的作用下，低電平放大電路10不工作，延遲時間0.5秒至1秒，當(dāng)儲能電容器C被充電至U+達到200V的時候，節(jié)點14呈高電平，此時低電平放大電路10處于截止?fàn)顟B(tài)，高電平放大電路9導(dǎo)通工作，觸發(fā)電子開關(guān)6閉合導(dǎo)通，此時電磁線圈L內(nèi)有一個正向的瞬間電流，在靜鐵芯5的兩端感應(yīng)出一對正向電磁場，即靜鐵芯5的e端為S極與永磁體1相吸合，靜鐵芯5的d端為N極排斥永磁體2使其離開d端一個間距，在這個瞬間電磁力的作用下，運動部沿F1方向，向下運動至M-K位置并帶動驅(qū)動桿4執(zhí)行牽引任務(wù)，此時運動部及換向開關(guān)呈圖2所示狀態(tài)，即換向開關(guān)S1的S1-1與S1-2斷開、換至S1-1與S1-3閉合，換向開關(guān)S2的S2-1與S2-2斷開、換至S2-1與S2-3閉合，電磁線圈L與電源呈反向接法，因電子開關(guān)7是斷開的，所以電磁線圈L內(nèi)沒有電流，只有自動控制電路的靜態(tài)電流，本實施例的靜態(tài)電流小于7mA，其功率為220V×0.007A＝1.54W。
復(fù)位工作原理在圖3中，斷開電源開關(guān)S0，節(jié)點12沒有電壓，節(jié)點14呈低電平，此時低電平放大電路10導(dǎo)通工作，觸發(fā)電子開關(guān)7閉合導(dǎo)通，儲能電容器C為此提供節(jié)點13的U+電壓，電磁線圈L內(nèi)有一個瞬間反向電流，在靜鐵芯5的兩端感應(yīng)出一對反向電磁場，即靜鐵芯5的e端為N極推斥永磁體1離開一個間距、d端為S極吸引永磁體2與d端緊密吸合，使運動部沿F2方向，向上運動至M-Y位置并帶動驅(qū)動桿4執(zhí)行復(fù)位任務(wù)，兩只換向開關(guān)返回至圖1位置，即S1的S1-1與S1-3斷開，換至S1-1與S1-2閉合，S2的S2-1與S2-3斷開，換至S2-1與S2-2閉合，使電磁線圈L與電源呈正向接法，為執(zhí)行牽引任務(wù)作準(zhǔn)備。所述自動控制電路是目前最常用的電子電路，沒有制作難點，所述支撐3選用非導(dǎo)磁材料，所述靜鐵芯可選用工業(yè)純鐵或10#低碳鋼，端面無需短路環(huán)。
權(quán)利要求
1.一種永磁體電磁牽引裝置，包括運動部、電磁鐵和自動控制電路，其特征是，所述運動部是由兩只永磁體和一個支撐構(gòu)成，兩只永磁體的同名磁極端面分別與電磁鐵中靜鐵芯的兩個端面相對應(yīng)，并留有間距，在電磁力的作用下，兩只永磁體相對于靜鐵芯的兩個端面作軸向運動。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述永磁體電磁牽引裝置，其特征是，斷開電源開關(guān)，在自動控制電路的作用下，電磁鐵產(chǎn)生一個瞬間反向電磁場，使運動部返回至復(fù)位狀態(tài)。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種結(jié)構(gòu)簡單、容易制作、節(jié)省電能的永磁體電磁牽引裝置，可廣泛替代接觸器中的電磁鐵、電磁閥中使用的牽引電磁鐵及其他需要牽動的裝置。本裝置是由運動部、電磁鐵和自動控制電路組成，所述運動部是由兩只永磁體和一個支撐構(gòu)成，兩只永磁體的同名磁極端面分別與電磁鐵中靜鐵芯的兩個端面相對應(yīng)，并留有間距，且總有一只永磁體與靜鐵芯的一個端面緊密吸合，以此來保持牽引或復(fù)位狀態(tài)，在電磁力的作用下，兩只永磁體相對于靜鐵芯的兩個端面作軸向運動，以此來帶動驅(qū)動桿執(zhí)行牽引或復(fù)位任務(wù)，改變電磁鐵的電磁場極性，就可改變運動部的運動方向。斷開電源開關(guān)，在自動控制電路的作用下，運動部自動返回至復(fù)位狀態(tài)，無需復(fù)位彈簧，所述電磁鐵在工作時只有啟動電流，沒有運行電流。
文檔編號H01H47/02GK1734684SQ20051008611
公開日2006年2月15日 申請日期2005年7月14日 優(yōu)先權(quán)日2005年7月14日
發(fā)明者徐偉華 申請人:徐偉華