專利名稱：用于直流電磁鐵中的勵磁線圈控制裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型屬于電學領(lǐng)域，涉及一種用于直流電磁鐵中的勵磁線圈控制 裝置。
背景技術(shù)：
目前，直流電磁鐵在日常生活和工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)以及自動控制系統(tǒng)中應(yīng)用十 分廣泛。它一般由勵磁線圈、鐵芯和銜鐵三個主要部分組成。其中的勵磁線 圈有無觸點單線圈激勵式和有觸點雙線圈激勵式，無觸點單線圈激勵式直流 電磁鐵具有動作迅速、靈敏、工作可靠等優(yōu)點，但體積大，線圈溫升快、壽
命低；有觸點雙線圈激勵式直流電磁鐵除具有動作迅速、靈敏、工作可靠外， 還具有瞬間電磁吸力大優(yōu)點，但觸點易腐蝕、壽命低，同時功耗較高。
實用新型內(nèi)容
為了克服現(xiàn)有的有觸點雙線圈激勵式直流電磁鐵觸點易腐蝕和線圈溫升 問題，本實用新型提供了一種用于直流電磁鐵中的勵磁線圈控制裝置。它不 僅使直流電磁鐵無觸點，而且功耗低。
本實用新型的技術(shù)方案包括用于接收信號源的控制信號并為啟動線圈、 保持線圈及本裝置供電的電源部分、用于控制啟動線圈工作的自動控制部分， 其特點是所述的自動控制部分由在控制信號到來時控制啟動線圈的觸發(fā)電 路、電子開關(guān)電路和通過控制觸發(fā)電路的翻轉(zhuǎn)來控制所述的啟動線圈工作延 時時間的延時電路組成，延時電路的輸出接觸發(fā)電路，觸發(fā)電路的輸出接由 電子開關(guān)電路，電子開關(guān)電路的輸出接啟動線圈。
用于直流電磁鐵中的勵磁線圈控制裝置的供電電源部分由整流橋QL與集
成穩(wěn)壓器V1組成。
用于控制啟動線圈工作的自動控制部分的延時電路由串聯(lián)接在整流橋
QL輸出的正、負極之間的電阻R3和電容C2構(gòu)成；觸發(fā)電路采用比較器V2， 其同相輸入端接延時電路中電阻R3和電容C2的連接節(jié)點，其反相輸入端接 串聯(lián)電阻R1、 R2的連接節(jié)點，電阻R1、 R2接在整流橋QL輸出的正、負極 之間。電子開關(guān)電路由電壓開關(guān)電路和電子開關(guān)組成，所述電壓開關(guān)電路由 電阻R4、 R5、 R6、電容C3及開關(guān)管V3構(gòu)成，開關(guān)管V3通過其基極電阻 R4接觸發(fā)電路的輸出，電阻R5、電容C3并接在開關(guān)管V3的基極與地之間，開關(guān)管V3的集電極通過電阻R6接整流橋QL的正極；電子開關(guān)采用MOS 管V5，其柵極接開關(guān)管V3的集電極，在其柵極與地之間并接有電阻R7與 穩(wěn)壓管V4，啟動線圈L2接在MOS管V5的漏極與整流橋QL的正極輸出間， MOS管V5的源、漏極間接一個瞬變電壓抑制二極管V6。
本實用新型所提供的用于直流電磁鐵中的勵磁線圈控制裝置工作原理如 下在控制信號到來時，電源部分傳遞控制信號，此時，構(gòu)成觸發(fā)電路的比 較器V2輸出端第六腳為低電平，開關(guān)三極管V3關(guān)斷，電子開關(guān)MOS管V5 飽和導通。該控制信號直接控制保持線圈Ll和啟動線圈L2同時工作，所產(chǎn) 生的磁通經(jīng)過鐵芯和銜鐵形成閉合磁路，產(chǎn)生所需要的最大電磁吸力，使鐵 芯快速動作并產(chǎn)生最大的行程。在控制信號到來時，延時電路中電源通過電 阻R3開始向電容C2充電， 一段時間之后，由于電容C2的端電壓升高，當 電容C2兩端電壓大于電阻R2兩端的電壓時，構(gòu)成觸發(fā)電路的比較器V2輸 出端第六腳輸出為高電位，使開關(guān)三極管V3飽和導通，電子開關(guān)MOS管 V5關(guān)斷，啟動線圈L2停止工作，保持線圈L1繼續(xù)工作所產(chǎn)生的電磁吸力能 使機械制動或牽引系統(tǒng)完成預期的動作。在控制信號消失時，構(gòu)成觸發(fā)電路 的比較器V2輸出端第六腳為低電平，開關(guān)三極管V3關(guān)斷，同時電源停止工 作。由此啟動線圈L2所產(chǎn)生的自感電動勢經(jīng)瞬變電壓抑制二極管V6到地形 成拉電流，對電路起到了保護作用；電磁鉄的磁性隨之消失。
本實用新型用于控制啟動線圈工作的自動控制部分包含了延時電路，能 對啟動線圈部分進行自動定時控制，在控制信號到來時，保持線圈L1和啟動 線圈L2得電工作，工作一段時間完成所需要的最大電磁吸力之后，在延時電 路所決定的時間內(nèi)通過觸發(fā)電路的翻轉(zhuǎn)控制電子開關(guān)的關(guān)斷，啟動線圈L2停 止工作，保持線圈L1繼續(xù)工作，所產(chǎn)生的電磁吸力能使機械制動或牽引系統(tǒng) 完成預期的動作。由于采用全電子電路的自動控制部分控制啟動線圈L2的工 作，從而降低了功耗。此外，由于該實用新型的主要器件是集成電路，因而 結(jié)構(gòu)簡單、體積小、成本低。電子開關(guān)因無觸點，不但解決了有觸點雙線圈
激勵式直流電磁鐵的觸點腐蝕問題，而且比機械式觸點開關(guān)動作速度快、反 應(yīng)更靈敏、使用壽命長。
圖1是本實用新型實施方式的電路方框圖2是圖1所示的優(yōu)選實施方式的電路原理圖； ，圖3是電子開關(guān)控制勵磁線圈工作時間與電磁吸力關(guān)系的曲線圖。
具體實施方式
以下結(jié)合附圖和具體實施方式
對本實用新型作進一步詳細說明。
圖1是本實用新型實施方式的電路方框圖。參見該直流電磁鐵中的勵磁 線圈控制裝置包括用于接收信號源的控制信號并為啟動線圈、保持線圈及本 裝置供電的電源部分和由延時電路、觸發(fā)電路、電壓開關(guān)電路、電子開關(guān)構(gòu) 成的用于控制啟動線圈工作的自動控制部分，延時電路的輸出接觸發(fā)電路， 觸發(fā)電路的輸出接由電壓開關(guān)電路和電子開關(guān)構(gòu)成的電子開關(guān)電路。工作原 理如下在控制信號到來時，電源部分傳遞控制信號，該控制信號直接控制 保持線圈Ll和啟動線圈L2同時工作，所產(chǎn)生的磁通經(jīng)過鐵芯和銜鐵形成閉
合磁路，產(chǎn)生所需要的最大電磁吸力，使鐵芯快速動作并產(chǎn)生最大的行程。 在電源部分傳遞控制信號的同時，延時電路延時開始，至延時結(jié)束時，使觸 發(fā)電路翻轉(zhuǎn)，向電子開關(guān)電路輸出控制信號關(guān)斷電子開關(guān)，啟動線圈停止工 作，保持線圈繼續(xù)工作所產(chǎn)生的的電磁吸力能使機械制動或牽引系統(tǒng)完成預 期的動作。
圖2是本實用新型所提供的用于直流電磁鐵中的勵磁線圈控制裝置實施 方式的電路原理圖。
用于直流電磁鐵中的勵磁線圈控制裝置的供電電源部分由整流橋QL與集 成穩(wěn)壓器V1組成。
用于控制啟動線圈工作的自動控制部分的延時電路由串聯(lián)接在整流橋 QL輸出的正、負極之間的電阻R3和電容C2構(gòu)成；觸發(fā)電路采用比較器V2， 其同相輸入端接延時電路中電阻R3和電容C2的連接節(jié)點，其反相輸入端接 串聯(lián)電阻R1、 R2的連接節(jié)點，電阻R1、 R2接在整流橋QL輸出的正、負極 之間。電子開關(guān)電路由電壓開關(guān)電路和電子開關(guān)組成，所述電壓開關(guān)電路由 電阻R4、 R5、 R6、電容C3及開關(guān)管V3構(gòu)成，開關(guān)管V3通過其基極電阻 R4接比較器V2的輸出，電阻R5、電容C3均接在開關(guān)管V3的基極與地之 間，開關(guān)管V3的集電極通過電阻R6接整流橋QL的正極；電子開關(guān)采用 MOS管V5，其柵極接開關(guān)管V3的集電極，在其柵極與地之間并接有電阻 R7與穩(wěn)壓管V4,啟動線圈L2接在MOS管V5的漏極與整流橋QL的正極 輸出間。MOS管V5的源、漏極間接一個瞬變電壓抑制二極管V6。
本實用新型所提供的用于直流電磁鐵中的勵磁線圈控制裝置，采用由延時電路、觸發(fā)電路、電子開關(guān)電路構(gòu)成的自動控制部分來控制電磁鐵的啟動 線圈的工作，采用這種裝置的電子激勵式電磁鐵，可以達到最大初始力，而 且體積小，功耗低，又解決了觸點間的電腐蝕問題，提高了壽命。該實施方
式中整流橋QL采用KBPC810，集成穩(wěn)壓器V1采用W78L15穩(wěn)壓塊，比較器V2 采用OP193E，開關(guān)管V3采用三極管S9013，穩(wěn)壓管V4采用TU—23—15V— 1/2W， MOS管V5采用85N10—IO型場效應(yīng)管，瞬變電壓抑制二極管V6采用 P6KE68CA。
圖3是本實用新型控制勵磁線圈工作時間與電磁吸力關(guān)系的曲線圖。 其中F (N)表示電磁吸力，T (S)表示勵磁線圈工作時間
由圖4可知
T0時刻，為該裝置未加電，電磁鐵的工作氣隙5最大；
Tl時刻，是鐵芯滿行程，電磁鐵的工作氣隙S最?。?br>
T1 T2期間，保持線圈L1和啟動線圈L2同時工作，產(chǎn)生最大的電磁吸 力，電磁鐵的工作氣隙S最??；
T2時刻，保持線圈L1工作，啟動線圈L2不工作，產(chǎn)生所需要的電磁吸力。
以上的工作時間和電磁吸力的大小均可通過改變電阻R3和電容C2的值 或磁感應(yīng)強度B來滿足具體工作環(huán)境和時間的要求。本實施方式中電容C2的 取值為4.7UF、電阻R3的阻值為2MQ，在10秒內(nèi)可使電子開關(guān)M0S管V6關(guān) 斷，啟動線圈L2不工作，保持線圈L1繼續(xù)工作，可達電磁吸力為40 (牛)， 使機械制動或牽引系統(tǒng)完成預期的動作。
權(quán)利要求1、一種用于直流電磁鐵中的勵磁線圈控制裝置，包括用于接收信號源的控制信號并為啟動線圈、保持線圈及本裝置供電的電源部分、用于控制啟動線圈工作的自動控制部分，其特征在于所述的自動控制部分由在控制信號到來時控制啟動線圈的觸發(fā)電路、電子開關(guān)電路和通過控制觸發(fā)電路的翻轉(zhuǎn)來控制所述的啟動線圈工作延時時間的延時電路組成，延時電路的輸出接觸發(fā)電路，觸發(fā)電路的輸出接電子開關(guān)電路，電子開關(guān)電路的輸出接啟動線圈。
2、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的勵磁線圈控制裝置，其特征在于所述的電源部 分由整流橋(QL)與集成穩(wěn)壓器(VI)組成。.
3、 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的勵磁線圈控制裝置，其特征在于所述自動 控制部分的延時電路由串聯(lián)接在整流橋(QL)輸出的正、負極之間的電阻(R3) 和電容(C2)構(gòu)成；所述的觸發(fā)電路采用比較器(V2)，其同相輸入端接延 時電路中電阻(R3)和電容(C2)的連接節(jié)點，其反相輸入端接串聯(lián)電阻(R1、 R2)的連接節(jié)點，電阻(Rl、 R2)接在整流橋(QL)輸出的正、負極之間。
4、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的勵磁線圈控制裝置，其特征在于所述自動控制 部分的電子開關(guān)電路由電壓開關(guān)電路和電子開關(guān)組成，所述電壓開關(guān)電路由 電阻(R4、 R5、 R6)、電容(C3)及開關(guān)管(V3)構(gòu)成，開關(guān)管(V3)通過 其基極電阻(R4)接觸發(fā)電路的輸出，電阻(R5)、電容(C3)并接在開關(guān) 管(V3)的基極與地之間，開關(guān)管(V3)的集電極通過電阻(R6)接整流橋(QL)的正極；所述電子開關(guān)采用MOS管(V5), MOS管(V5)的柵極接 開關(guān)管(V3)的集電極，在其柵極與地之間并接有電阻(R7)與穩(wěn)壓管(V4)， 啟動線圈(L2)接在MOS管(V5)的漏極與整流橋(QL)的正極輸出間， MOS管(V5)的源、漏極間接有瞬變電壓抑制二極管(V6)。
專利摘要本實用新型屬于電學領(lǐng)域，涉及一種用于直流電磁鐵中的勵磁線圈控制裝置。它包括用于接收信號源的信號并為啟動線圈、保持線圈及本裝置供電的電源部分、用于控制啟動線圈工作的自動控制部分，該自動控制部分由觸發(fā)電路、電子開關(guān)電路和通過控制觸發(fā)電路的翻轉(zhuǎn)來控制啟動線圈工作時間的延時電路組成。在控制信號到來時，電源部分傳遞信號為保持線圈和啟動線圈供電，二者同時工作，產(chǎn)生最大的電磁吸力，使鐵芯快速動作并產(chǎn)生最大的行程。此時，延時電路工作，延時結(jié)束時控制觸發(fā)電路翻轉(zhuǎn)、電子開關(guān)電路關(guān)斷，啟動線圈停止工作，保持線圈繼續(xù)工作使機械制動或牽引系統(tǒng)完成預期的動作。該控制裝置無觸點，而且功耗低，反應(yīng)更靈敏、使用壽命長。
文檔編號H01F7/18GK201315213SQ200820224930
公開日2009年9月23日 申請日期2008年11月23日 優(yōu)先權(quán)日2008年11月23日
發(fā)明者丁玉紅, 闖 凌, 奎 徐, 馬武坤 申請人:中國電子科技集團公司第四十研究所