CN1006589B - 整流型直流电磁铁 - Google Patents

Abstract

直流电磁铁的设计方法。特别适用于接触器和制动器中交流供电直流操作的电磁铁。通过改变电磁铁的结构型式，选择高磁感应强度作为维持吸合的条件，线圈采用大电流密度，采取限磁措施，取得吸反特性的优化配合。采用本发明设计的直流电磁铁具有工作可靠性高、体积小、重量轻、机械寿命长、耗电省、吸合撞击震动和噪声显著下降和制造成本低等优点。

Description

本发明涉及一种接触器和制动器的电磁铁。这种电磁铁通电后其衔铁能单向移动，断电后受储能作用衔铁返回初始位置，这种储能是在通电后衔铁运动的瞬间由弹簧或重力作用完成的。它特别适用于交流电源供电直流操作的接触器（包括直流接触器）和制动器。

现有技术中直流电磁铁结构的代表型如《低压电器及其测试技术》（方鸿发编，机械工业出版社1982年7月出版）第38－44页中所公开的，由包括衔铁、磁极、底铁和去磁间隙等铁心部分及线圈部分构成，其驱动方式有直动式和转动式两大类，转动式电磁铁的杠杆比一般都小于1，外壳通常是非封闭式结构。而且，现有的电磁铁不论是交流的还是直流的，由于设计上受诸多相互制约因素的影响，电磁铁气隙磁感应强度的取值都较低（通常不超过0.7特斯拉），铁磁材料得不到充分利用；另外，为了满足工作制和线圈温升的要求，线圈的用铜量也大，所以电磁铁的体积和重量较大、产品成本高、耗电多、温升高但工作可靠性却不高。

本发明的任务是提供一种新的电磁铁，它的结构合理、省材、省电，且可靠、耐用。

本发明通过选择电磁铁的结构形式，提高铁心的磁感应强度，提高线圈的起动电流密度，以及借助有切换的桥式整流无声运行的电路控制等具体措施来实现本发明任务。具体的说，发明人设计的电磁铁由线圈、磁极、衔铁、底铁、去磁垫片、切换开关、控制电路板等部件组成。其结构形式选用直动式结构或杠杆比大于1的转动式结构。铁心可以用低碳钢制作，也可以用电工钢制作。对于低碳钢材料，其磁极维持吸合的磁感应强度应达1-1.2特斯拉；对于电工钢中的高磁密材料，其磁极维持吸合的磁感应强度应达1.5-1.65特斯拉。由于本发明的磁极是在高磁密下维持吸合，所以其去磁间隙一般都较小。铁心选用电工钢制作时，去磁间隙可以比现有技 术的选择值减少30％以上，以至取消；选用低碳钢制作时，去磁间隙一般为0－0.3毫米。

本发明的电磁铁采用一种有切换的桥式整流无声运行的电路控制，操作电源为交流电。通电起始时，电源电压都加在整流桥上，使电磁铁得到足够的激磁安匝，这样，衔铁开始作吸合运动。衔铁在完成吸合运动前，切换开关动作。切换开关动作后，衔铁靠流经整流桥的续流电流所产生的续流吸力以及本身的惯性完成吸合运动。切换开关动作后，由于在电路中串入了降压限流电容，使流入线圈的电流大幅度减少（参阅参考文献），从而达到省电和温升低的效果。本发明电磁铁在起动时，线圈中的起动电流密度应达15－40安／平方毫米，同时在该电磁铁中设计有一段截面积较小的铁心用以限制主磁通，使电磁铁在操作电压波动范围的下限时（例如在75％的额定电压时），主磁通就开始进入饱和，从而获得吸反力特性优化配合的效果。这样的构成不但允许操作电压有较宽的波动范围，而且提高了电磁铁的机械寿命。

本发明的电磁铁可以做成封闭式的、隔爆式的或防爆式的。

与现有技术相比，本发明的电磁铁具有工作可靠、寿命长、材料省、造价低、体积小、重量轻、吸合运行时无交流噪声且节电率高等优点。

附图是本发明的结构示意图。

下面将结合附图对本发明进一步说明。

附图描述了一种整流型直流制动电磁铁，采用有切换的桥式整流无声运行的电路控制。电磁铁呈U型直动式结构；铁心用低碳钢制造；两个线圈（1）套在两个相同的圆形磁极（2）上；磁极（2）安装在底铁（10）上；每个磁极（2）和底铁（10）之间垫有0.10－0.15毫米厚的去磁垫片（11），起去磁间隙的作用；推力顶杆（4）的上端固定在衔铁（3）上，且与切换开关（5）相联，使切换开关（5）通过衔铁（3）的吸合而动作；包括切换开关（5）在内，整个控制电路板（6）固定在底铁（10）两侧的支架板（7）上；电磁铁用封闭式外罩（8）罩住，起防尘隔爆以至防爆的作用；电磁铁借助支脚（9）安装到制动器上。推力顶杆（4）的下端穿过底铁（10）作为运动力的传递件，使电磁铁和制动器实现松闸或 制动的动作；衔铁（3）的截面积较小，用以起限磁作用。这种电磁铁线圈（1）的起动电流密度为25安／平方毫米；磁极（2）的磁感应强度为1.2特斯拉。

按实施例所构成的电磁铁比安装在同样制动器（如TJ2系列制动器）上的交流制动电磁铁（MZD1系列单相制动电磁铁）轻65～82％，维持吸合时的电耗不到交流制动电磁铁的1％。这种电磁铁可靠性高，寿命长，造价低，主要性能比交流制动电磁铁，直流制动电磁铁或电磁液压制动装置都有显著提高。

附图说明：

线圈（1），磁极（2），衔铁（3），推力顶杆（4），切换开关（5），控制电路板（6），支架板（7），外罩（8），支脚（9），底铁（10），去磁垫片（11）。

参考文献：

肖新凯：《交流接触器无声运行及其电磁机构升级使用》

（《低压电器技术情报》1980年No4）

Claims (3)

1、一种适用于接触器和制动器的整流型直流电磁铁，包括线圈(1)，磁极(2)，衔铁(3)，支架板(7)，外罩(8)，底铁(10)，去磁垫片(11)，线圈(1)套在磁极(2)上，磁极(2)安装在底铁(10)上，其间垫有去磁垫片(11)，电磁铁的驱动方式有直动式的和转动式的，其特征在于它还包括切换开关(5)和固定在底铁(10)两侧支架板(7)上的控制电路板(6)，电磁铁的驱动方式采用转动式结构时，其杠杆比大于1，有一段铁心制成截面积较小的，用低碳钢制作的电磁铁，其磁极(2)维持吸合的磁感应强度应达1～1.2特斯拉，去磁间隙为0～0.3毫米，而用电工钢中高磁密材料制作的电磁铁，其磁极(2)维持吸合的磁感应强度应达1.5～1.65特斯拉，去磁间隙比现有技术的取值小30%以上，以至取消；该电磁铁采用有切换的桥式整流无声运行电路控制，线圈(1)中的起动电流密度要达15～40安/平方毫米，切换开关(5)通过衔铁(3)的吸合而动作，该电磁铁封闭在外罩(8)内。

2、根据权利要求1所述的电磁铁，其特征在于制动器的电磁铁呈U型直动式结构，它还包括一根推力顶杆（4），该推力顶杆（4）穿过底铁（10）。

3、根据权利要1或2所述的电磁铁，其特征在于该电磁铁可以做成封闭式的，隔爆式的或防爆式的。