專利名稱：采用正溫度系數(shù)熱敏電阻器啟動直流電磁鐵的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種采用PTC熱敏電阻器啟動直流電磁鐵的方法。用于直流電磁鐵和包含有直流電磁鐵的電磁器件。
PTC(Positive temperature Coefficient)熱敏電阻器是一種具有正溫度系數(shù)的半導體陶瓷材料電阻。其電阻——溫度特性表現(xiàn)為對PTC熱敏電阻器施加電壓后，體溫度升高，電阻值會產(chǎn)生階躍增大；其電流—時間特性表現(xiàn)為對PTC熱電阻器施加電壓后起始電流很大，然后迅速按指數(shù)規(guī)律減小，幾秒種后電流很小且穩(wěn)定。(參考文獻1.周東祥、龔樹萍著，PTC材料及應(yīng)用，華中理工大學出版社，1989年；2.鐘彩霞主編，熱敏電阻實用技術(shù)(PTC篇)，成都科技大學出版社，1994)。
直流電磁鐵是一種利用電磁力實現(xiàn)電能轉(zhuǎn)換成機械能的電磁控制元件。其工作表現(xiàn)為對電磁鐵激磁線圈施加電壓后產(chǎn)生電磁吸力，使動鐵芯克服阻力和氣隙運動到與靜鐵芯吸合。(參考文獻葛偉亮、汪渤編著，電磁控制元件，北京理工大學出版社，1994年)。
根據(jù)直流電磁鐵的工作原理，直流電磁鐵在通電起始時刻，因為要克服反力和氣隙，需要提供大電流才能啟動吸合，一旦吸合以后，只需要提供小電流即可維持吸合狀態(tài)。本發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，在直流電磁鐵的使用中普遍采用線圈自始至終直接通以額定電壓的工作方式，這樣作法浪費大量電能。
限據(jù)PTC熱敏電阻器的電流——時間特性，PTC熱敏阻器在通電起始時刻回路電流很大，穩(wěn)定的后電流很小。本發(fā)明人發(fā)現(xiàn)這一特性正好與直流電磁鐵的工作特性一致。PTC熱敏電阻器的電流—時間特性已用于壓縮機單相感應(yīng)電動機的啟動，但其原理與直流電磁鐵不盡相同。未見PTC熱敏電阻器用于直流電磁鐵的報道。
本發(fā)明的目的就是提供一種采用PTC熱敏電阻器啟動直流電磁鐵的方法。該方法適用于使用直流電磁鐵和含有直流電磁鐵的電磁器件(如直流繼電器、直流接觸器、直流電磁閥、電磁離合器等)的各種應(yīng)用系統(tǒng)中。原則上該方法也適用于經(jīng)過改造(例如增加整流器)的交流電磁鐵和含有交流電磁鐵的電磁器件。應(yīng)用此方法能達到節(jié)省電能和防止線圈過熱的明顯效果。應(yīng)用本發(fā)明的方法，可以推出無數(shù)節(jié)能型直流電磁器件新產(chǎn)品取代老式產(chǎn)品。由于交流電磁器件存在許多弊端，可以設(shè)想，應(yīng)用本發(fā)明的方法和整流技術(shù)，可能引發(fā)低壓交流電磁器件的一場革命。但是由于PTC熱敏電阻器本身存在的原因，此方法不適合用于頻繁啟動場合。
實現(xiàn)本發(fā)明采用附圖
所示的方法圖中L表示直流電磁鐵激磁線圈，RT表示PTC熱敏電阻器，V表示直流電壓。
實現(xiàn)本發(fā)明的關(guān)鍵是根據(jù)不同類型結(jié)構(gòu)的直流電磁鐵的吸力特性和反力特性，選用合適性能參數(shù)的PTC熱敏電阻器RT與電磁鐵線圈L串聯(lián)。施加直流電壓V的起始時刻，由于RT處于常溫狀態(tài)，電阻值很小，因而回路電流大，使直流電磁鐵動鐵芯克服反力和氣隙運動到與靜鐵芯吸合。很快(幾秒種內(nèi))，由于RT通電后體溫度升高，達到一定溫度后電阻值迅速增大，因而回路電流減小，但此時直流電磁鐵已經(jīng)吸合，只要吸力大于反力，小電流就可以維護吸合狀態(tài)。由于RT自身功耗很小，總能耗比不用RT小得多，表現(xiàn)出明顯的節(jié)能效果。此外RT還具有限流作用，可防止線圈L過熱燒壞。
為了證實采用PTC熱敏阻器啟動直流電磁鐵的方法確能達到節(jié)省電能的明顯效果，本發(fā)明人做過如下試驗取一只MFZ1-7YC閥用電磁鐵(安陽機床電器廠產(chǎn)品)，施加直流電壓24V，電磁鐵啟動吸合，實測線圈電流1.6A，始終通以額定直流電壓，電流保持不變，消耗功率約40W。本發(fā)明人用同樣電磁鐵，選用一只合適參數(shù)的PTC熱敏電阻器與電磁鐵線圈串聯(lián)，施加直流電壓24V，電磁鐵啟動吸合，實測電流起始1.5A.2秒鐘內(nèi)減小為0.2A，且基本穩(wěn)定不變，電磁鐵仍然保持可靠吸合。啟動時刻2秒內(nèi)消耗功率40W，而后長期保持吸合工作只消耗功率5W，具有明顯節(jié)能效果。
權(quán)利要求
1采用PTC熱敏電阻器啟動直流電磁鐵的方法，用于直流電磁鐵和含有直流電磁鐵的電磁器件，其特征是直流電磁鐵線圈(L)串聯(lián)PTC熱敏電阻器(RT)。
2使用1用于經(jīng)過增加整流器等方法改造后的交流電磁鐵和含有交流電磁鐵的電磁器件。
全文摘要
一種采用PTC熱敏電阻器啟動直流電磁鐵的方法,用于直流電磁鐵和含有直流電磁鐵的電磁器件。在直流電磁鐵的使用中,普遍采用自始至終通以額定電壓的工作方式,這種方式浪費大量電能,選用合適參數(shù)的PTC熱敏電阻器RT和直流電磁鐵線圈L串聯(lián),施加電壓的起始時刻,回路電流很大,電磁鐵啟動吸合;而后電流很快減小且穩(wěn)定,足以維持吸合狀態(tài),從而達到節(jié)省電能和防止線圈過熱的明顯效果。
文檔編號H01F7/08GK1206921SQ9810481
公開日1999年2月3日 申請日期1998年1月16日 優(yōu)先權(quán)日1998年1月16日
發(fā)明者肖天耒 申請人:肖天來