CN101866737A

CN101866737A - 高压启动低压通电保持的电磁致动装置

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Publication number: CN101866737A
Application number: CN200910134338.5A
Authority: CN
Inventors: 杨泰和
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2009-04-14
Filing date: 2009-04-14
Publication date: 2010-10-20
Also published as: TW201100680A; JP2011015573A; JP2011015542A; TW201101361A; EP2264721A1; TW201101350A

Abstract

一种高压启动低压通电保持的电磁致动装置，为通过开关装置操控可变输出电压的电源装置，对电磁致动装置驱动线圈输入较高电压电能以产生较大电磁效应启动作用力，启动后通过开关装置操控可变输出电压的电源装置输出较低电压电能以驱动线圈作较小电流通电保持激磁，但仍能确保电磁致动装置所需运作特性。

Description

高压启动低压通电保持的电磁致动装置

技术领域

本发明涉及一种高压启动低压通电保持的电磁致动装置。

背景技术

传统的电能通过直流或交流驱动线圈产生电磁致动效应所驱动的电磁致动装置，当通电启动及保持通电致动状态时，线圈通电电源未作改变，因此所需保持通电致动电流较大，整体热损大及浪费电能是其缺陷。

发明内容

本发明是提供一种高压启动低压通电保持的电磁致动装置，为针对设有直流或交流驱动线圈，通过以产生电磁致动效应的电磁致动装置，通过开关装置的操控，以操控可变输出电压的电源装置对电磁致动装置所设置的驱动线圈，输入较高电压的电能对驱动线圈作通电启动，于电磁致动装置启动后再通过开关装置的操控，切换为由电源装置输出较低电压的电能驱动线圈作通电保持的激磁，使驱动线圈的总电流减少，但电磁致动装置仍能满足通电致动后所需的运作特性，以节省电能及减少热损。

本发明为通过开关装置以操控设有直流或交流驱动线圈的电磁致动装置，包括应用于常闭型或常开型电磁剎车、常闭型或常开型电磁离合器、常闭型或常开型电磁开关、常闭型或常开型电磁继电器、常闭型或常开型电磁阀、电磁铁、电磁锁、螺旋管线圈或其他通过驱动线圈作电磁致动效应驱动的电磁致动装置，或通过驱动线圈及可由人力或机力作多方式操作的可多方式操作型电磁致动装置，通过开关装置操控可变输出电压的电源装置对电磁致动装置所设置的驱动线圈，输入较高电压的电能对驱动线圈作通电启动，以使电磁致动装置产生较大的电磁效应启动作用力，于启动后再通过开关装置的操控，切换为由电源装置输出较低电压的电能驱动线圈作通电保持的激磁，使驱动线圈的总电流减少，但电磁效应作用力仍能满足电磁致动装置通电致动后所需的运作特性，以节省电能及减少热损。

本发明提供一种高压启动低压通电保持的电磁致动装置，由电源装置输出较低电压的电能驱动线圈作通电保持的激磁，使驱动线圈的总电流减少，但电磁效应作用力仍能满足电磁致动装置通电致动后所需的运作特性，以节省电能及减少热损。

附图说明

图1所示为本发明同一电磁致动装置设有驱动线圈，以作交流启动直流通电保持的实施例电路方块示意图。

图2所示为图1实施例输入较高电压的直流或交流电能作通电启动的电路示意图。

图3所示为图1实施例由输入较低电压的直流或交流电能以驱动线圈作通电保持的电路示意图。

图4所示为本发明通过在电磁致动装置设置位置检测装置，以供操控输入驱动线圈激磁电源的电路方块示意图。

具体实施方式

本发明为一种可通过开关装置，操控设有直流或交流驱动线圈的电磁致动装置，如常闭型或常开型电磁剎车、常闭型或常开型电磁离合器、常闭型或常开型电磁开关、常闭型或常开型电磁继电器、常闭型或常开型电磁阀、电磁铁、电磁锁、螺旋管线圈或其他通过驱动线圈作电磁致动效应驱动的电磁致动装置，或通过驱动线圈及可由人力或机力作多方式操作的可多方式操作型电磁致动装置，通过开关装置操控可变输出电压的电源装置对电磁致动装置所设置的驱动线圈，输入较高电压的电能对驱动线圈作通电启动，以使电磁致动装置产生较大的电磁效应启动作用力，于启动后再通过开关装置的操控，切换为由电源装置输出较低电压的电能以驱动线圈作通电保持的激磁，使驱动线圈的总电流减少，但电磁致动装置仍能满足通电致动后所需的运作特性，以节省电能及减少热损。

兹以设有驱动线圈的电磁致动装置作为实施例说明，如下：

如图1所示，为本发明电磁致动装置设有驱动线圈，以作高压启动低压通电保持的实施例电路方块示意图，其主要构成包括：

可变输出电压电源装置100：包括由相关电源供给功能及电压电流控制功能的电机或电子元件、或包括微处理器及相关软件所构成的可变输出电压的电源供应装置100，其输入侧供输入直流或交流电能VIN，而能配合开关装置101的操控以输出较高电压的直流或交流电能VH、或输出较低电压的直流或交流电能VL、或输出半波或全波或截波直流电能VL；其可变输出电压电源装置100输入侧所输入的直流或交流电压VIN，与所输出的较高电压的直流或交流电能VH，以及与所输出的较低电压的直流或交流电能VL的电压关系，包括：

(1)VIN＞VH＞VL；或

(2)VH＞VIN＞VL；或

(3)VH＞VL＞VIN；或

(4)VIN＝VH＞VL；或

(5)VH＞VIN＝VL；

开关装置101：为由以人力、或机力、或流力、或电能所操作的机电开关、继电器、电磁开关或固态开关装置所构成，以接受人力、或机力、或流力、或操控电能的操作，以将交流或直流电能输往电磁致动装置102所设置的驱动线圈102’，作通电或切断电源的开关功能操作，或通过开关装置101作操作切换，使电源装置100对电磁致动装置的驱动线圈102’，先作输入较高电压的直流或交流电能VH对驱动线圈102’作通电启动，以通过较大的激磁电流Ia，如图2所示为图1实施例输入较高电压的直流或交流电能VH作通电启动的电路示意图，而于对驱动线圈102’输入较高电压的直流或交流电能VH通电激磁启动后，再通过开关装置101的操控以切换为由可变输出电压的电源装置100，输出较低电压的直流或交流电能VL输入驱动线圈102’，以较低电压所供应较小的激磁电流Ib通过驱动线圈102’作通电保持的激磁，如图3所示为图1实施例输入较低电压的直流或交流电能VL以驱动线圈作通电保持的电路示意图，而于对驱动线圈102’输入较低电压的直流或交流电能VL作通电保持时，驱动线圈102’的总电流减少，但其电磁效应作用力，仍能确保电磁致动装置呈通电致动后所需的运作特性，以节省电能及减少电磁致动装置的发热。

所述高压启动低压通电保持的电磁致动装置，其电磁致动装置102所设置的驱动线圈102’于输入较高电压的直流或交流电能VH作通电激磁启动后，通过开关装置101作操控，将来自可变输出电压的电源装置100所输出的直流或交流电能，切换为输出较低电压的直流或交流电能VL，以供输入驱动线圈102’作通电保持的激磁的切换，其切换方式包括：

(1)以人工顺序操作开关装置101，操控可变输出电压的电源装置100输往驱动线圈102’的电能，包括输入较高电压的直流或交流电能VH作启动激磁后，再切换为输入较低电压的直流或交流电能VL作通电保持的激磁；或

(2)以操控开关装置101作时间延迟功能的控制，操控可变输出电压的电源装置100输往驱动线圈102’的电能，包括输入较高电压的直流或交流电能VH作启动激磁后，作时间延迟再切换为输入较低电压的直流或交流电能VL对驱动线圈102’作通电保持的激磁；或

(3)通过检测通过开关装置101输往驱动线圈102’的电流值，当可变输出电压的电源装置100输出较高电压的直流或交流电能VH，对电磁致动装置102的驱动线圈102’通电启动的激磁电流值大于或等于设定电流值时，或大于或等于设定电流值的状态超过设定时间时，开关装置101被驱动以操控可变输出电压的电源装置100输往驱动线圈102’的电能，切换为输出较低电压的直流或交流电能VL对驱动线圈102’作通电保持的激磁；或

(4)由上述(1)(2)(3)的其中两种或两种以上方式驱动开关装置101作操控；

电磁致动装置102：为设有交流或直流电能驱动线圈102’的常用常闭型或常开型电磁剎车、常闭型或常开型电磁离合器、常闭型或常开型电磁开关、常闭型或常开型电磁继电器、常闭型或常开型电磁阀等装置结构、电磁铁、电磁锁、螺旋管线圈、或其他通过驱动线圈作电磁致动效应驱动的电磁致动装置所构成，或通过驱动线圈及可由人力或机力作多方式操作的可多方式操作型电磁致动装置，可通过开关装置101操控可变输出电压的电源装置100对电磁致动装置102的驱动线圈102’输入较高电压的直流或交流电能VH作通电启动的激磁，于启动后再切换为由可变输出电压的电源装置100，输出较低电压的直流或交流电能VL对驱动线圈102’作通电保持的激磁，以节省电能及减少发热；电磁致动装置102于由较低电压的直流或交流电能VL输入驱动线圈102’作通电保持的激磁时，其电磁效应作用力，仍可满足电磁致动装置呈通电致动状态所需的运作特性，以节省电能及减少热损；

交流涌浪吸收装置103、直流涌浪吸收装置113、通用型涌浪吸收装置123：为可依电磁致动装置102输入驱动电能的型态，而作选择性设置交流涌浪吸收装置103或直流涌浪吸收装置113、或通用型涌浪吸收装置123供并联于驱动线圈，以在开关装置101对驱动线圈102’作开或关，或输入较高电压的直流或交流电能VH对驱动线圈102’作通电启动，或切换为输出较低电压的直流或交流电能VL通往驱动线圈102’作保持激磁时，可依对驱动线圈102’为输入交流电能或直流电能，而选择配置交流涌浪吸收装置103或选择配置直流涌浪吸收装置113或选择配置通用型涌浪吸收装置123，以协助吸收驱动线圈102’所产生的电感反电势，所述涌浪吸收装置的构成选择如下：(1)于驱动线圈102’的电能为交流电能时，所配置的交流涌浪吸收装置103，可由双极性固态变阻体(varistor)所构成，或由电阻器、电感器、双极性电容器其中至少两种元件串联或并联或串并联所构成，或单独由双极性电容器所构成，或由其他常用交流涌浪吸收电路装置所构成；(2)于驱动线圈102’的电能为直流电能时，所配置直流涌浪吸收装置113，可由逆极性并联的二极体以构成蓄能效应的飞轮二极体，或由电阻器、电感器、单极性或双极性电容器其中至少两种元件串联或并联或串并联构成，或单独由单极性或双极性电容器所构成，或由固态变阻体(varistor)所构成，或由其他常用直流涌浪吸收电路装置所构成；(3)于驱动线圈102’的电源为交流与直流电能混用时，所配置能吸收交流涌浪电能及直流涌浪电能的通用型涌浪吸收装置123，可由电阻器、电感器、双极性电容器，其中至少两种元件串联或并联或串并联构成，或单独由双极性电容器所构成，或由双极性固态变阻体(varistor)所构成，或由其他常用通用型涌浪吸收电路装置所构成；所述装置可依需要选择设置或不设置。

所述高压启动低压通电保持的电磁致动装置，其电磁致动装置102所配置的驱动线圈102’，由输入较高电压的直流或交流电能VH对驱动线圈102’作通电启动的激磁，切换为由较低电压的直流或交流电能VL，对驱动线圈102’作通电保持的激磁的切换方式，进一步可如图4所示为本发明通过在电磁致动装置设置位置检测装置，以操控供输入驱动线圈激磁电源的电路方块示意图；包括于电磁致动装置102的动体与静体作相对致动后呈稳态位置、或致动行程中的选定位置，设置位置检测装置105，当电磁致动装置102在其驱动线圈102’输入较高电压的直流或交流电能VH而被驱动至呈稳态位置或致动行程中的选定位置后，由位置检测装置105直接切换可变输出电压的电源装置100，以输出较低电压的直流或交流电能VL对驱动线圈102’作通电保持的激磁；或通过位置检测装置105操控开关装置101，当电磁致动装置102在其驱动线圈102’输入较高电压的直流或交流电能VH，而被驱动至呈稳态位置或致动行程中的选定位置后，由位置检测装置105操控开关装置101，进而切换可变输出电压的电源装置100输出较低电压的直流或交流电能VL对驱动线圈102’作通电保持的激磁；

所述位置检测装置105，可为由压力触动式机电开关装置，或受压启动簧片式开关所构成，或为通过光学式、或电磁感应式、或电容感应式，或其他常用位置感知装置所构成，所述装置可依需要选择设置或不设置。

综合上述，所述高压启动低压通电保持的电磁致动装置，可通过开关装置101操控可变输出电压的电源装置100对电磁致动装置102所设置的驱动线圈102’，输入较高电压的直流或交流电能VH以对驱动线圈102’激磁，以使电磁致动装置产生较大的电磁效应启动作用力，于启动后通过开关装置101的操控，切换可变输出电压的电源装置100输出较低电压的直流或交流电能VL，以输入驱动线圈102’作通电保持的激磁，使驱动线圈102’的总电流减少，但其电磁效应作用力，仍能满足电磁致动装置通电致动后所需的运作特性，以节省电能及减少热损。

Claims

1.一种高压启动低压通电保持的电磁致动装置，其特征在于，为通过开关装置操控可变输出电压的电源装置对电磁致动装置所设置的驱动线圈，输入较高电压的电能对驱动线圈作通电启动，以使电磁致动装置产生较大的电磁效应启动作用力，于启动后再通过开关装置的操控，切换为由电源装置输出较低电压的电能以驱动线圈作通电保持的激磁，使驱动线圈的总电流减少，但电磁致动装置仍能满足通电致动后所需的运作特性，以节省电能及减少热损；其主要构成包括：

可变输出电压电源装置(100)：包括由相关电源供给功能及电压电流控制功能的电机或电子元件、或包括微处理器及相关软件所构成的可变输出电压的电源供应装置(100)，其输入侧供输入直流或交流电能VIN，而能配合开关装置(101)的操控以输出较高电压的直流或交流电能VH、或输出较低电压的直流或交流电能VL、或输出半波或全波或截波直流电能VL；其可变输出电压电源装置(100)输入侧所输入的直流或交流电压VIN，与所输出的较高电压的直流或交流电能VH，以及与所输出的较低电压的直流或交流电能VL的电压关系，包括：

(1)VIN＞VH＞VL；或

(2)VH＞VIN＞VL；或

(3)VH＞VL＞VIN；或

(4)VIN＝VH＞VL；或

(5)VH＞VIN＝VL；

开关装置(101)：为由以人力、或机力、或流力、或电能所操作的机电开关、继电器、电磁开关或固态开关装置所构成，以接受人力、或机力、或流力、或操控电能的操作，以将交流或直流电能输往电磁致动装置(102)所设置的驱动线圈(102’)，作通电或切断电源的开关功能操作，或通过开关装置(101)作操作切换，使电源装置(100)对电磁致动装置的驱动线圈(102’)，先作输入较高电压的直流或交流电能VH对驱动线圈(102’)作通电启动，以通过较大的激磁电流(Ia)，而于对驱动线圈(102’)输入较高电压的直流或交流电能VH通电激磁启动后，再通过开关装置(101)的操控以切换为由可变输出电压的电源装置(100)，输出较低电压的直流或交流电能VL输入驱动线圈(102’)，以较低电压所供应较小的激磁电流(Ib)通过驱动线圈(102’)作通电保持的激磁，而于对驱动线圈(102’)输入较低电压的直流或交流电能VL作通电保持时，驱动线圈(102’)的总电流减少，但其电磁效应作用力，仍能确保电磁致动装置呈通电致动后所需的运作特性，以节省电能及减少电磁致动装置的发热；

电磁致动装置(102)：为设有交流或直流电能驱动线圈(102’)作电磁致动效应驱动的电磁致动装置所构成，或通过驱动线圈及可由人力或机力作多方式操作的可多方式操作型电磁致动装置，可通过开关装置(101)操控可变输出电压的电源装置(100)对电磁致动装置(102)的驱动线圈(102’)输入较高电压的直流或交流电能VH作通电启动的激磁，于启动后再切换为由可变输出电压的电源装置(100)，输出较低电压的直流或交流电能VL对驱动线圈(102’)作通电保持的激磁，以节省电能及减少发热；电磁致动装置(102)于由较低电压的直流或交流电能VL输入驱动线圈(102’)作通电保持的激磁时，其电磁效应作用力，仍可满足电磁致动装置呈通电致动状态所需的运作特性，以节省电能及减少热损。

2.如权利要求1所述的高压启动低压通电保持的电磁致动装置，其特征在于，所述电磁致动装置(102)所设置的驱动线圈(102’)于输入较高电压的直流或交流电能VH作通电激磁启动后，通过开关装置(101)作操控，将来自可变输出电压的电源装置(100)所输出的直流或交流电能，切换为输出较低电压的直流或交流电能VL，以供输入驱动线圈(102’)作通电保持的激磁的切换，其切换方式包括：

(1)以人工顺序操作开关装置(101)，操控可变输出电压的电源装置(100)输往驱动线圈(102’)的电能，包括输入较高电压的直流或交流电能VH作启动激磁后，再切换为输入较低电压的直流或交流电能VL作通电保持的激磁；或

(2)以操控开关装置(101)作时间延迟功能的控制，操控可变输出电压的电源装置(100)输往驱动线圈(102’)的电能，包括输入较高电压的直流或交流电能VH作启动激磁后，作时间延迟再切换为输入较低电压的直流或交流电能VL对驱动线圈(102’)作通电保持的激磁；或

(3)通过检测通过开关装置(101)输往驱动线圈(102’)的电流值，当可变输出电压的电源装置(100)输出较高电压的直流或交流电能VH，对电磁致动装置(102)的驱动线圈(102’)通电启动的激磁电流值大于或等于设定电流值时，或大于或等于设定电流值的状态超过设定时间时，开关装置(101)被驱动以操控可变输出电压的电源装置(100)输往驱动线圈(102’)的电能，切换为输出较低电压的直流或交流电能VL对驱动线圈(102’)作通电保持的激磁；或

(4)由上述(1)(2)(3)的其中两种或两种以上方式驱动开关装置(101)作操控。

3.如权利要求1所述的高压启动低压通电保持的电磁致动装置，其特征在于，所述电磁致动装置(102)所配置的驱动线圈(102’)，由输入较高电压的直流或交流电能VH对驱动线圈(102’)作通电启动的激磁，切换为由较低电压的直流或交流电能VL，对驱动线圈(102’)作通电保持的激磁的切换方式，进一步可包括于电磁致动装置(102)的动体与静体作相对致动后呈稳态位置、或致动行程中的选定位置，设置位置检测装置(105)，当电磁致动装置(102)在其驱动线圈(102’)输入较高电压的直流或交流电能VH而被驱动至呈稳态位置或致动行程中的选定位置后，由位置检测装置(105)直接切换可变输出电压的电源装置(100)，以输出较低电压的直流或交流电能VL对驱动线圈(102’)作通电保持的激磁；或通过位置检测装置(105)操控开关装置(101)，当电磁致动装置(102)在其驱动线圈(102’)输入较高电压的直流或交流电能VH，而被驱动至呈稳态位置或致动行程中的选定位置后，由位置检测装置(105)操控开关装置(101)，进而切换可变输出电压的电源装置(100)输出较低电压的直流或交流电能VL对驱动线圈(102’)作通电保持的激磁；

位置检测装置(105)，可为由压力触动式机电开关装置，或受压启动簧片式开关所构成，或为通过光学式、或电磁感应式、或电容感应式，或其他常用位置感知装置所构成，所述装置可依需要选择设置或不设置。

4.如权利要求1所述的高压启动低压通电保持的电磁致动装置，其特征在于，可依电磁致动装置(102)输入驱动电能的型态，而选择性设置交流涌浪吸收装置(103)或直流涌浪吸收装置(113)、或通用型涌浪吸收装置(123)供并联于驱动线圈(102’)，以在开关装置(101)对驱动线圈(102’)作开或关，或输入较高电压的直流或交流电能VH对驱动线圈(102’)作通电启动，或切换为输出较低电压的直流或交流电能VL通往驱动线圈(102’)作保持激磁时，可依对驱动线圈(102’)为输入交流电能或直流电能，而选择配置交流涌浪吸收装置(103)或选择配置直流涌浪吸收装置(113)或选择配置通用型涌浪吸收装置(123)，以协助吸收驱动线圈(102’)所产生的电感反电势，所述涌浪吸收装置的构成选择如下：

(1)于驱动线圈(102’)的电能为交流电能时，所配置的交流涌浪吸收装置(103)，可由双极性固态变阻体所构成，或由电阻器、电感器、双极性电容器其中至少两种元件串联或并联或串并联所构成，或单独由双极性电容器所构成，或由其他常用交流涌浪吸收电路装置所构成；或

(2)于驱动线圈(102’)电能为直流电能时，所配置直流涌浪吸收装置(113)，可由逆极性并联的二极体以构成蓄能效应的飞轮二极体，或由电阻器、电感器、单极性或双极性电容器其中至少两种元件串联或并联或串并联构成，或单独由单极性或双极性电容器所构成，或由固态变阻体所构成，或由其他常用直流涌浪吸收电路装置所构成；或

(3)于驱动线圈(102’)的电源为交流与直流电能混用时，所配置能吸收交流涌浪电能及直流涌浪电能的通用型涌浪吸收装置(123)，可由电阻器、电感器、双极性电容器，其中至少两种元件串联或并联或串并联构成，或单独由双极性电容器所构成，或由双极性固态变阻体所构成，或由其他常用通用型涌浪吸收电路装置所构成；所述装置可依需要选择设置或不设置。

5.如权利要求1所述的高压启动低压通电保持的电磁致动装置，其特征在于，其设有直流或交流驱动线圈的电磁致动装置，包括应用于常闭型或常开型电磁剎车、常闭型或常开型电磁离合器、常闭型或常开型电磁开关、常闭型或常开型电磁继电器、常闭型或常开型电磁阀、电磁铁、电磁锁、螺旋管线圈或其他通过驱动线圈作电磁致动效应驱动的电磁致动装置，或通过驱动线圈及可由人力或机力作多方式操作的可多方式操作型电磁致动装置。