CN100377987C - 电梯上行保护器用电磁铁控制器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种电梯上行保护器用电磁铁控制器，包括有励磁电路、直流维持电路、涓流充电电路和去剩磁及消火花电路，励磁电路和直流维持电路的输出分接至负载电磁线圈L，涓流充电电路和去剩磁及消火花电路连接在直流维持电路和负载电磁线圈L之间。采用本发明控制器，电磁铁的关断滞后时间达到0.05秒以下，且无电火花产生；配加蓄电池并对其进行涓流充电，使之保持足电待用状态。本发明控制器可满足制动电磁铁在电梯上行保护器中的各项电气性能指标的要求，可实现制动电磁铁在电梯上行保护器中的应用，使制动电磁铁作为电梯上行保护器中的制动器成为可能。

Description

电梯上行保护器用电磁铁控制器

技术领域

本发明涉及一种制动电磁铁，具体地说是一种电梯上行保护器用电磁铁控制器。

背景技术

随着一幢幢高楼大厦的不断建成和使用，电梯的使用量也随之日益增多，电梯的使用故障也相应增加。其中一种故障就是电梯上行时电机的控制及制动失控，造成电梯冲顶，从而引发严重的安全事故。所以，国家有关部门已明确要求在电梯控制装置中必须加装电梯上行保护器。电梯上行保护器中的核心部分就是对快速运动中的钢丝绳进行强制制动的制动器。对制动器的性能要求，一是制动速度要快，以起到应有的保护作用；二是制动力矩要大，以能够实施有效的制动；三是制动后，如果一旦发生停电，制动器仍需维持制动状态在72小时以上，以待专业维修人员赶来查看事故原因并进行维修。目前在电梯上行保护器中所使用的、满足上述条件的制动器，其结构复杂，成本高昂，且只能依赖进口。因而对电梯的生产和使用单位来说，电梯上行保护器的使用，就相应增加了很大的支出。

此前曾有人试图采用价格低廉、结构简单、且技术成熟的制动电磁铁作为电梯上行保护器中的制动器。但是，由于普通制动电磁铁上所用的控制器一般不设去剩磁电路，这就使得电磁铁在制动时存在的大量剩磁无法快速消除，造成制动器的关断滞后时间较长，不能满足电梯上行保护器的时间需要。而如果在控制器中采用强制断路去剩磁的方式，在电磁铁制动时就会随之产生较强的电火花，从而影响关断触点的使用寿命，进而影响制动电磁铁的工作可靠性。这些不利因素的存在，限制了制动电磁铁在电梯上行保护器中的应用。

发明内容

本发明的目的就是提供一种电梯上行保护器用电磁铁控制器，以克服上述不利因素，使制动电磁铁满足电梯上行保护器的特殊需要，进而得以配装在电梯上行保护器中。

本发明的目的是这样实现的：本控制器包括有励磁电路、直流维持电路、涓流充电电路和去剩磁及消火花电路，励磁电路和直流维持电路的输出分接至负载电磁线圈L，涓流充电电路和去剩磁及消火花电路连接在直流维持电路和负载电磁线圈L之间；其中的去剩磁及消火花电路是在直流维持电路的直流稳压输出端上串接的二极管D₅和D₈的中间节点与整流器B₂的地线之间串接继电器线圈J₁和钢丝绳超速故障开关K，继电器常开触点J_1-1串接在变压器T的初级绕组前端，继电器常开触点J_1-2串接在电磁线圈L支路上，在继电器线圈J₁的两端并接二极管D₇，在两常开触点J_1-1、J_1-2的两端分别并联有消火花电容C₁、C₁₂。

在本发明控制器中，励磁电路及直流维持电路是电磁铁控制器中的两个常规部分，用以实现电磁铁“大电流启动、低电压维持”的工作要求。涓流充电电路是对作为备用电源的蓄电池进行缓慢持续的充电，以在停电时使蓄电池能够提供满足维持电磁铁吸合状态的充足的直流电压，从而满足电梯上行保护器在制动后停电72小时内仍然能够可靠制动的要求。去剩磁及消火花电路是借助电梯上行保护器中配置的超速故障开关，在其因电梯超速上行而断开时，通过本电路快速、无火花地断开电磁铁的电磁线圈回路，由此迅速消除电磁线圈中的剩磁，实现电磁铁的快速制动。

由本发明控制器控制的电磁铁，经反复严格试验，电磁铁的关断滞后时间由原来的0.25秒以上，降到了0.05秒以下，从而满足了电梯上行保护器所要求的0.1秒的制动时间要求。而电磁铁的制动力矩及制动结构方式，也可完全满足电梯上行保护器对制动器的性能要求。在控制器中配加蓄电池及对蓄电池的涓流充电，可使蓄电池长期保持足电待用状态。因此，利用本发明控制器可满足制动电磁铁在电梯上行保护器中的各项电气性能指标和动作指标要求，因而可实现制动电磁铁在电梯上行保护器领域中的应用，从而使制动电磁铁作为电梯上行保护器中的制动器成为可能。这样即可在保证电梯安全性能的要求下，大大降低电梯上行保护器的技术构成、成本和价格，从而满足市场需求。

附图说明

图1是本发明控制器的电路框图。

图2是本发明的一种具体实现方式的电原理图。

具体实施方式

如图1所示，本发明控制器是由励磁电路1、直流维持电路2、涓流充电电路3和去剩磁及消火花电路4四部分组成。励磁电路1和直流维持电路2的输出分接至负载电磁线圈L，涓流充电电路3和去剩磁及消火花电路4连接在直流维持电路2和负载电磁线圈L之间。

励磁电路1和直流维持电路2可以参照现有电磁铁控制器中相关部分的电路结构。本发明中的励磁电路1是从变压器T的次级绕组I经整流器B₁、滤波电容C₂，接分压电路R₁、R₂。分压电路的分压点输出接由电阻R₃、R₄、电容C₃、二极管D₁、D₂和三极管Q₁连接组成的放大电路。放大电路的输出在并接电容C₄后，连接双向光电耦合器IC₁。IC₁的输出一路接双向可控硅S₁的控制极，一路经限流电阻R₅连接双向可控硅S₁的第一阳极。双向可控硅S₁的第二阳极连接整流器B₃，双向可控硅S₁的第一阳极接至变压器T的初级绕组的一端。整流器B₃的输出接在电磁线圈L的两端。该励磁电路是以双向可控硅S₁作为开关元件，以双向光电耦合器IC₁与其前部的触发电路构成时间控制电路。当变压器T的原方开关闭合供电时，在时间控制电路的作用下，双向可控硅S₁导通，取自变压器初级绕组之前的220V交流电压经全波桥式整流器B₃全波整流后，加至电磁线圈L的两端，该电压即为励磁电压。励磁过程结束后，双向可控硅S₁关断。在双向可控硅S₁的第一、二阳极之间还并联有由电阻R₇和电容C₅串接组成的保护电路。

本发明中的直流维持电路2是从变压器T的次级绕组II经整流器B₂、滤波电容C₆-C₉，连接稳压集成电路IC₂。IC₂的输出串接二极管D₃、D₄、D₅、D₈及限流电阻R₉后，接至电磁线圈L。变压器T的次级绕组II输出15V交流电压，经全波桥式整流器B₂全波整流和电容滤波器滤波后，再经三端稳压集成电路IC₂(7815)稳压输出15伏直流电压。该电压经D₃、D₄、D₅和D₈四只二极管降压后，再经电阻R₉限流，加至电磁线圈L的两端。当励磁过程结束后，即由该直流维持电路维持电磁铁的吸合状态。

本发明中的涓流充电电路3是从直流维持电路2直流稳压输出端上串接的二极管D₄和D₅的中间节点上引线，经限流电阻R₈接到蓄电池E的正极，在直流维持电路2直流稳压输出端上串接的二极管D₅和D₈的中间节点与蓄电池E的正极之间接有放电二极管D₆。三端集成稳压电路IC₂稳压后的15V直流电压，经二极管D₃、D₄降压，得到约13.8V的直流电压，再经电阻R₈限流后，加在蓄电池E的正极。当电网正常供电时，本电路向蓄电池E进行涓流充电；当电网断电时，蓄电池电压即经过二极管D₆、D₈和限流电阻R₉，向电磁线圈L放电。

本发明中的去剩磁及消火花电路4如前述，是在直流维持电路2直流稳压输出端上串接的二极管D₅和D₈的中间节点与整流器B₂的地线之间串接继电器线圈J₁和钢丝绳超速故障开关K，继电器常开触点J_1-1串接在变压器T的初级绕组前端，继电器常开触点J_1-2串接在电磁线圈L支路上。在继电器线圈J₁的两端并接二极管D₇，在两常开触点J_1-1、J_1-2的两端分别并联有消火花电容C₁、C₁₂。当电梯出现上行超速故障时，电梯上行保护器上的钢丝绳超速故障开关K断开，继电器线圈J₁的供电回路被切断，其常开触点J_1-1、J_1-2断开。触点J_1-2的断开，切断了电磁线圈L的续流回路，所以能使线圈L中的剩磁能量突降，续流电流总速降低，达到了快速去剩磁的目的，从而有效地缩短了电磁铁的关断滞后时间，提高了电磁铁的制动速度。触点J_1-1的断开，切断了本控制器的主供电回路，可有效地防止因人为的短时拉闸、合闸而使本控制电路产生的误动作，由此提高了制动电磁铁以及电梯上行保护器的动作可靠性，避免了意外事故的发生。在继电器两常开触点上并联的电容C₁、C₁₂，可有效地吸收两触点断开瞬间的电荷积聚和释放，从而抑制了触点断开瞬间电火花的产生，达到了消火花的目的，确保了触点的使用寿命和本控制器的工作可靠性。

本发明控制器的工作原理是：正常状态下，电梯上行保护器上的钢丝绳超速故障开关K为闭合状态。蓄电池E经二极管D₆、超速故障开关K，向继电器线圈J₁供电，继电器触点J_1-1、J_1-2闭合。当启动本控制电路时，因为继电器J₁处于可靠的闭合状态，所以控制电路得以正常启动，并且在继电器触点上不会产生火花。电路启动后，直流200V电压施加在电磁线圈L两端约0.05秒，完成励磁过程，使电磁铁吸合。此后电磁铁进入低压维持阶段，保持电磁铁的吸合状态。与此同时，蓄电池E被涓流充电。一旦电网停电，则蓄电池E的直流电压即经二极管D₆、D₈和电阻R₉加至电磁线圈L上，维持电磁铁的吸合状态不变，并同时经二极管D₆和超速故障开关K向继电器线圈J₁提供工作电压。

根据电梯维修人员的不同工作需要，本发明控制器可提供如下三种不同的励磁启动方式：

第一种是交流220伏上电启动。这是正常的启动方式。首先使超速故障开关K闭合，然后连接好蓄电池E的引线，再接通交流220V电压即可启动电路。

第二种是用超速故障开关K启动。在超速故障开关K处于断开状态时，连接好蓄电池E，然后再连接好交流220V电源。此时由于超速故障开关K处于断开状态，继电器J₁不工作，所以控制电路不启动，只要闭合超速故障开关K即可启动电路。

第三种是用蓄电池E启动。超速故障开关K处于断开状态，连接好交流220V电源，然后接上蓄电池E即可启动电路。

后两种启动方式是在特殊需要的场合下使用，一般不建议采用。

本发明控制器以超速故障开关K作为电磁铁制动的动作指令；以超速故障开关K串接继电器线圈J₁，继电器常开触点J_1-2串接电磁线圈L，作为电磁铁去剩磁的有效直接手段；以继电器触点上并联的电容，来消除电磁线圈L及继电器触点动作时的火花；以蓄电池E，为电磁铁提供停电时所需的直流电压，同时又为继电器线圈J₁提供可靠的工作电压，保证本控制电路得以正常启动；以涓流充电电路为蓄电池E提供长期的涓流充电，使蓄电池E始终处于有效的足电待用状态。这种电路结构环环相扣，相互配合，缺一不可。由此使得所控制动电磁铁可以完全满足电梯上行保护器多个相互制约要求并存的特殊应用场合。这也是本发明的关键之所在。

在本发明的励磁电路1的励磁回路上串接有延时保险管F₂，此为0.8A的延时保险，可防止控制电路出现故障而烧坏电磁线圈L。在涓流充电电路3的蓄电池回路中串接有保险管F₁，此为0.5A的普通保险，它可防止蓄电池自身出现故障而烧坏充电电路。对于蓄电池E，则可通过连接电压表、电流表等，来实时观测其性能和状态，以在其出现故障时可及时更换，从而保障本控制器、制动电磁铁以及电梯上行保护器的可靠性。在变压器T初级绕组的两端及电磁线圈L的两端还分别并接有起保护作用的压敏电阻TR₁、TR₂。

Claims (6)

1.一种电梯上行保护器用电磁铁控制器，其特征在于该控制器包括有励磁电路(1)、直流维持电路(2)、涓流充电电路(3)和去剩磁及消火花电路(4)，励磁电路(1)和直流维持电路(2)的输出分接至负载电磁线圈L，涓流充电电路(3)和去剩磁及消火花电路(4)连接在直流维持电路(2)和负载电磁线圈L之间；其中去剩磁及消火花电路(4)是在直流维持电路(2)直流稳压输出端上串接的二极管D₅和D₈的中间节点与整流器B₂的地线之间串接继电器线圈J₁和钢丝绳超速故障开关K，继电器常开触点J_1-1串接在变压器T的初级绕组前端，继电器常开触点J_1-2串接在电磁线圈L支路上，在继电器线圈J₁的两端并接二极管D₇，在两常开触点J_1-1、J_1-2的两端分别并联有消火花电容C₁、C₁₂。

2.根据权利要求1所述的电梯上行保护器用电磁铁控制器，其特征在于励磁电路(1)是从变压器T的次级绕组I经整流器B₁、滤波电容C₂接分压电路R₁、R₂，分压电路的分压点输出接由电阻R₃、R₄、电容C₃、二极管D₁、D₂和三极管Q₁连接组成的放大电路，放大电路的输出在并接电容C₄后，连接双向光电耦合器IC₁，IC₁的输出一路接双向可控硅S₁的控制极，一路经限流电阻R₅连接双向可控硅S₁的第一阳极，双向可控硅S₁的第二阳极连接整流器B₃，双向可控硅S₁的第一阳极接至变压器T的初级绕组的一端，整流器B₃的输出接在电磁线圈L的两端。

3.根据权利要求1或2所述的电梯上行保护器用电磁铁控制器，其特征在于直流维持电路(2)是从变压器T的次级绕组II经整流器B₂、滤波电容C₆-C₉，连接稳压集成电路IC₂，IC₂的输出串接二极管D₃、D₄、D₅、D₈及限流电阻R₉后，接至电磁线圈L。

4.根据权利要求3所述的电梯上行保护器用电磁铁控制器，其特征在于涓流充电电路(3)是从直流维持电路(2)直流稳压输出端上串接的二极管D₄和D₅的中间节点上引线，经限流电阻R₈接到蓄电池E的正极，在直流维持电路(2)直流稳压输出端上串接的二极管D₅和D₈的中间节点与蓄电池E的正极之间接有放电二极管D₆。

5.根据权利要求2所述的电梯上行保护器用电磁铁控制器，其特征在于在励磁电路(1)的励磁回路上串接有延时保险管F₂。

6.根据权利要求4所述的电梯上行保护器用电磁铁控制器，其特征在于在涓流充电电路(3)的蓄电池回路中串接有保险管F₁。

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