单个脉冲控制的交流电磁铁及其控制方法技术

一种单个脉冲控制的交流电磁铁及其控制方法，包括传统交流电磁铁及电子单元两部分，传统交流电磁铁包括：励磁线圈(L)、静铁芯(G)、动铁芯(M)和复位弹簧(F)；电子单元串接于AC电压输入端口与传统交流电磁铁的励磁线圈(L)之间；所述的电子单元由单脉冲发生电路(101)、励磁电源(201)、开关电路(301)、公共端(COM)组成；通过将单个脉冲控制的电子单元串接于传统交流电磁铁的AC电压输入端口与励磁线圏(L)之间的方法，以实现高效节电、消除噪声、增强吸合力的目的。力的目的。力的目的。

【技术实现步骤摘要】
单个脉冲控制的交流电磁铁及其控制方法


[0001]本专利技术涉及低圧电器领域，尤其涉及一种工作状态受单个脉冲控制的高效节电的单个脉冲控制的交流电磁铁及其控制方法。

技术介绍

[0002]交流电磁铁是一种应用非常广泛的低压电器。例如交流接触器、交流电磁阀、交流电磁牵引器、交流电磁离合器、交流电磁制动器、交流电磁吸盘、交流电磁起重机、交流电磁锁、交流推拉电磁铁、高铁电磁制动器、地铁电磁制动器、交流电磁冲床、交流电磁钉枪、交流电磁捣碎机、交流电磁切断机、交流电磁动力机、交流电磁打桩机、交流电磁充气机、交流磁悬浮列车、导弹夹弹装置等器械中均设有交流电磁铁。
[0003]图1为传统交流电磁铁的工作原理图。这种传统的交流电磁铁主要由动铁芯M、静铁芯G、复位弹簧F、励磁线圏L组成。当励磁线圏L的A1端、A2端接通AC220V、AC110V或AC380V电压(以下通称AC220V、AC110V或AC380V为AC电压或励磁电源)时,动铁芯M受励磁线圏L产生的磁力的作用而与静铁芯G吸合；当励磁线圏L上的AC电压断开时,动铁芯M失磁并受复位弹簧F的作用而与静铁芯G分离并复位。
[0004]其工作过程可分为“启动”、“吸持”、“复位”三个过程。
[0005]1、启动：励磁线圏L与AC电压接通，动铁芯M启动。在此阶段，为克服动铁芯M的惯性和复位弹簧F的弹力，励磁电源必须提供较大的功率(以下称此功率为“启动功率”)动、静铁芯才能互相吸合。
[0006]2、吸持：励磁线圏L继续与AC电压接通，动、静铁芯继续保持吸合的状态。在此阶段，励磁电源只须提供较小的功率(以下称此功率为“吸持功率”),动、静铁芯也能继续吸合。在此阶段，励磁电源若提供过大的吸持功率，将造成电能浪费并导致交流电磁铁不应有的发热升温；
[0007]3、复位：励磁线圏L断开AC电压，动、静铁芯“复位”分离。
[0008]在本说明书中，称“启动”、“吸持”、“复位”三个过程为交流电磁铁的一个工作周期。
[0009]交流电磁铁的用途千差万别，结构也千差万别，但它们的工作原理、工作过程均与图1相同。例如：图2所示的由静铁芯G、励磁线圏L、阀芯(相当于一段长条形的动铁芯)M、复位弹簧F组成的传统“交流电磁阀”。其之工作过程为：AC电压接通前，入口与出口隔断；AC电压接通后，阀芯(动铁芯)M与静铁芯G吸合，入口与出口连通。图3所示的由静铁芯G、励磁线圏L、动铁芯M、复位弹簧F组成的传统“交流接触器”的工作过程为：AC电压接通前，动触点与常闭触点连接；AC电压接通后，动铁芯M与静铁芯G吸合、动触点与常开触点连接。图4所示的由静铁芯G、励磁线圏L、动铁芯M、复位弹簧F组成的传统“交流推拉电磁铁”，其工作过程为：AC电压接通后，静铁芯G与动铁芯M吸合，其做推的动作；AC电压断开后，静铁芯G与动铁芯M分离，其做拉的动作。
[0010]所述的传统交流电磁铁由于在启动与吸持过程中，励磁线圏L中均通以相同的AC
电压，因此存在以下的严重缺点：
[0011]1、无谓的耗电：前已述，在启动和吸持过程中,所述的传统交流电磁铁的励磁线圏L中均通以“相同的”AC电压，导致吸持功率过大，造成了无谓的电能消耗；
[0012]2、发热：无谓的电能消耗所产生的恶果是“升温发热”，严重时,甚至会烧毁传统的交流电磁铁的励磁线圏L；
[0013]3、存在烦人的交流噪声。
[0014]4、AC电压接通后,励磁线圏L产生的磁力不够强，动铁芯M与静铁芯G吸合的速度较慢。
[0015]5、无“续流电路”，AC电压切断瞬间,励磁线圏L上会产生高达数千伏的自感电动势，易对外电路产生干扰并会造成励磁线圏L匝间击穿。
[0016]针对传统交流电磁铁的现状,本专利技术要达到的目标是：“应用电子技术，改造传统产业”，设计一款电磁铁的工作状态受单个脉冲控制的电子单元，按照图5所示的方法，将其串接于传统交流电磁铁的AC电压输入端口与励磁线圏L之间，以实现高效节电、消除噪声、增强吸合力的目的。

技术实现思路

[0017]根据本专利技术的一个方法，本专利技术提出了一种工作过程受单个脉冲控制的交流电磁铁，包括传统交流电磁铁及电子单元两部分，其特征在于：电子单元串接于AC电压输入端口与传统交流电磁铁的励磁线圈L之间，所述的电子单元由单脉冲发生电路101、励磁电源201、开关电路301、公共端COM组成；其中，所述的单脉冲发生电路101为四端口网络，其之第一端口11与AC电压的P1端相连接、第二端口12与AC电压的P2端相连接、第三端口13与开关电路301的32端口相连接、第四端口14与公共端COM相连接；所述的励磁电源201为五端口网络，其之第一端口21与AC电压的P1端相连接、第二端口22与AC电压的P2端相连接、第三端口23与励磁线圈L的A1端相连接、第四端口24与励磁线圈L的A2端相连接、第五端口25与公共端COM相连接；所述的开关电路301为三端口网络，其之第一端口31与与励磁线圈L的A2端相连接、第二端口32与单脉冲发生电路101的13端口相连接、第三端口33与公共端COM相连接。
[0018]所述的电子单元与传统交流电磁铁按以上所述的方式相组合，即可组成本专利技术所指的“单个脉冲控制的交流电磁铁”。
[0019]所述的单脉冲发生电路101可以采用多种电路结构，本专利技术优选了以下的电路结构：其是一个由集成单脉冲电路IC1及其外围器件第一电容C1、第二电容C2、第三电容C3、第一电阻R1、第二电阻R2、电位器W1组成的四端口网络，其中：第一端口11与AC电压的P1端相连接；第一电容C1的一端与第一端口11相连接，另一端与IC1的8脚相连接；第二端口12与AC电压的P2端相连接；第二电容C2的一端与第二端口12相连接，另一端与IC1的7脚相连接；第三电容C3的正端与IC1的3脚相连接、负端与公共端COM相连接；第一电阻R1的一端与IC1的1脚及2脚均相连接，另一端与IC1的3脚相连接；第二电阻R2的一端与IC1的4脚相连接，另一端与IC1的5脚相连接；电位器W1的一端与IC1的3脚相连接，另一端及滑动端均与公共端COM相连接；第三端口13既与IC1的5脚相连接，也与所述的开关电路301第二端口32相连接；IC1的6脚通过第四端口14与公共端COM相连接。
[0020]所述的单脉冲发生电路101的一项特征是：在交流电磁铁的一个工作周期内，其仅
输出单个脉冲，并且，调节电位器W1就可调节该单个脉冲的脉宽。
[0021]所述的励磁电源201为五端口网络，其可以采用多种电路结构，本专利技术优选了以下的两种电路结构：
[0022]a、其由第一端口21、第二端口22、第三端口23、第四端口24、第五端口25、第一电感L1、第一二极管D1、第二二极管D2、第三二极管D3、第四二极管D4、第五二极管D5、第六二极管D6、第四电容C4、第五电容C5、第六电容C6、第七电容C7组成；其中，第一电感L1的一端、第一二极管D1的负极、第四二极管D4的正极本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种单个脉冲控制的交流电磁铁，包括传统交流电磁铁及电子单元两部分，其特征在于：所述的传统交流电磁铁包括：励磁线圈(L)、静铁芯(G)、动铁芯(M)和复位弹簧(F)；所述电子单元串接于AC电压输入端口与传统交流电磁铁的励磁线圈(L)之间；所述的电子单元由单脉冲发生电路(101)、励磁电源(201)、开关电路(301)、公共端(COM)组成；其中，所述的单脉冲发生电路(101)为四端口网络，其第一端口(11)与AC电压的P1端相连接、第二端口(12)与AC电压的P2端相连接、第三端口(13)与开关电路(301)的第二端口(32)相连接、第四端口(14)与公共端(COM)相连接；所述的励磁电源(201)为五端口网络，其第一端口(21)与AC电压的P1端相连接、第二端口(22)与AC电压的P2端相连接、第三端口(23)与励磁线圈(L)的A1端相连接、第四端口(24)与励磁线圈(L)的A2端相连接、第五端口(25)与公共端(COM)相连接；所述的开关电路(301)为三端口网络，其第一端口(31)与励磁线圈(L)的A2端相连接、第二端口(32)与单脉冲发生电路(101)的第三端口(13)相连接、开关电路(301)的第三端口(33)与公共端(COM)相连接。2.根据权利要求1所述的单个脉冲控制的交流电磁铁，其特征在于：所述单脉冲发生电路(101)是由集成单脉冲电路(IC1)、第一电容(C1)、第二电容(C2)、第三电容(C3)、第一电阻(R1)、第二电阻(R2)、电位器(W1)组成的四端口网络，其中：所述单脉冲发生电路(101)的第一端口(11)与AC电压的P1端相连接；第一电容(C1)的一端与所述的第一端口(11)相连接，另一端与集成单脉冲电路(IC1)的第八引脚(8)相连接；所述单脉冲发生电路(101)的第二端口(12)与AC电压的P2端相连接；第二电容(C2)的一端与所述单脉冲发生电路(101)的第二端口(12)相连接，另一端与集成单脉冲电路(IC1)的第七引脚(7)相连接；第三电容(C3)的正端与集成单脉冲电路(IC1)的第三引脚(3)相连接、负端与公共端(COM)相连接；第一电阻(R1)的一端与集成单脉冲电路(IC1)的第一引脚(1)及第二引脚(2)均相连接，另一端与集成单脉冲电路(IC1)的第三引脚(3)相连接；第二电阻(R2)的一端与集成单脉冲电路(IC1)的第四引脚(4)相连接，另一端与集成单脉冲电路(IC1)的第五引脚(5)相连接；电位器(W1)的一端与集成单脉冲电路(IC1)的第三引脚(3)相连接，另一端及滑动端均与公共端(COM)相连接；单脉冲发生电路(101)的第三端口(13)既与集成单脉冲电路(IC1)的第五引脚(5)相连接，也与所述的开关电路(301)的第二端口(32)相连接；集成单脉冲电路(IC1)的第六引脚(6)通过单脉冲发生电路(101)的第四端口(14)与公共端(COM)相连接。3.根据权利要求2所述的单个脉冲控制的交流电磁铁，其特征在于：所述开关电路(301)为三端口网络，其由第一端口(31)、第二端口(32)、第三端口(33)、第一瞬态电压抑止二极管(TVS1)、场效应管(FET)组成，其中，第一瞬态电压抑止二极管(TVS1)的负极、场效应管(FET)的漏极(D)极均通过开关电路(301)的第一端口(31)与励磁线圈(L)的A2端相连接；场效应管(FET)的栅极(G)极通过开关电路(301)的第二端口(32)与所述的单脉冲发生电路(101)的第三端口(13)相连接；场效应管(FET)的源极(S)极、第一瞬态电压抑止二极管(TVS1)的正极均通过开关电路(301)的第三端口(33)与公共端(COM)相连接。4.根据权利要求3所述的单个脉冲控制的交流电磁铁，其特征在于：所述的励磁电源(201)由第一端口(21)、第二端口(22)、第三端口(23)、第四端口(24)、第五端口(25)、第一电感(L1)、第一二极管(D1)、第二二极管(D2)、第三二极管(D3)、第四二极管(D4)、第五二极管(D5)、第六二极管(D6)、第四电容(C4)、第五电容(C5)、第六电容(C6)、第七电容(C7)组
成；其中，第一电感(L1)的一端、第一二极管(D...

【专利技术属性】
技术研发人员：汪孟金，陈际军，孙浙胜，
申请(专利权)人：宁波市镇海华泰电器有限公司，
类型：发明
国别省市：