CN102226957B - 实现电磁制动器得电倍压加速吸合和低功耗保持的电路 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种实现电磁制动器得电倍压加速吸合和低功耗保持的电路，该电路接通电源后，电源经电容C1降压通入由D1、D2、D3和D4构成的整流桥，其输出由电阻R1、稳压二极管WD1、电容C2和C3稳压滤波得到低压直流工作电源；电路刚通电时，电容C4电压由零逐渐上升，三极管T1和T2都截止，直流工作电源经电阻R4使过零触发双硅输出光耦U1导通，双向可控硅T3导通，由二极管D6、D7、D8和D9形成全波整流桥为电磁制动器线圈倍压供电，电流快速上升，电磁制动器快速吸合；延时一定时间，电容C4电压升高使得T2导通，T1和T2形成正反馈使得T2一直导通，U1一直关闭，T3截止，电磁制动器线圈靠D7和D8半波整流供电、D6和D7续流，电流小，低功耗下电磁制动器保持吸合。

Description

实现电磁制动器得电倍压加速吸合和低功耗保持的电路

技术领域

本发明涉及电气控制技术领域，尤其涉及一种实现电磁制动器得电倍压加速吸合和低功耗保持的电路，实现电磁制动器快速、高效、可靠工作。

背景技术

目前，实现电磁制动器快速吸合的控制手段基本都是先由单相交流全波整流电路为电磁制动器线圈供电，以提高电磁制动器的输入电压，加速电磁制动器电流上升速度，电磁制动器吸合动作提前，电磁铁吸合后再转由单相交流半波整流电路为电磁制动器线圈供电，以减小电磁铁保持吸合后的维持电流，降低损耗。但是，由全桥转入半桥工作所采用的切换技术手段不同，目前大都采用延时继电器等来切换电路，装置体积大，能耗和寿命等指标相对较差。

发明内容

针对上述现有技术，本发明提供一种实现电磁制动器得电倍压加速吸合和低功耗保持的电路，减小装置体积和能耗，提高其使用寿命。

为了解决上述技术问题，本发明一种实现电磁制动器得电倍压加速吸合和低功耗保持的电路的技术方案是，该电路包括：4个接线端子J1、J2、J3和J4，1个交流薄膜电容C1，4个额定电流均为1A的整流二极管D1、D2、D3和D4，1个普通开关二极管D5，4个额定电流均为等于或大于1A的整流二极管D6、D7、D8和D9，7个电阻R1、R2、R3、R4、R5、R6、R7和R8，一个瓷片电容C2，2个电解电容C3和C4，2个稳压二极管WD1和WD2，1个PNP型三极管T1，1个NPN型三极管T2，1个过零触发双硅输出光耦U1和1个双向可控硅T3。上述各器件的物理连接是：所述接线端子J1和J2将分别与交流电源的两个输入端连接后所述电路才能工作；所述接线端子J1同时与所述交流薄膜电容C1的一端、所述整流二极管D8的阳极和所述整流二极管D9的阴极连接；所述接线端子J2同时与所述整流二极管D3的阳极、所述整流二极管D4的阴极、所述整流二极管D6的阳极和所述整流二极管D7的阴极连接；所述交流薄膜电容C1的另一端同时与所述整流二极管D1的阳极和所述整流二极管D2的阴极连接；所述整流二极管D1的阴极同时与所述整流二极管D3的阴极和所述电阻R1的一端连接；所述电阻R1的另一端同时与所述稳压二极管WD1的阴极、所述瓷片电容C2的一端、所述电解电容C3的正极、所述电阻R2的一端、所述开关二极管D5的阴极、所述PNP型三极管T1的发射极和所述电阻R4的一端连接；所述电阻R2的另一端与所述电解电容C4的正极、所述开关二极管D5的阳极和所述电阻R3的一端连接；所述电阻R3的另一端同时与所述PNP型三极管T1的集电极和所述电阻R6的一端连接；所述PNP型三极管T1的基极和所述电阻R5的一端连接；所述电阻R6的另一端与所述稳压二极管WD2的阴极连接；所述稳压二极管WD2的阳极同时与所述NPN型三极管T2的基极连接；所述NPN型三极管T2的集电极同时与所述电阻R4的另一端、所述电阻R5的另一端、所述过零触发双硅输出光耦U1的1管脚连接；所述NPN型三极管T2的发射极同时与所述过零触发双硅输出光耦U1的2管脚、所述整流二极管D2的阳极、所述整流二极管D4的阳极、所述稳压二极管WD1的阳极、所述瓷片电容C2的另一端、所述电解电容C3的负极和所述电解电容C4的负极连接；所述过零触发双硅输出光耦U1的4管脚同时与所述电阻R7的一端和所述双向可控硅T3的门极连接；所述过零触发双硅输出光耦U1的6管脚与所述电阻R8的一端连接；所述电阻R7的另一端同时与所述双向可控硅T3的一主端子、所述整流二极管D6的阳极和所述整流二极管D7的阴极连接；所述电阻R8的另一端同时与所述整流二极管D9的阳极、所述双向可控硅T3的另一主端子和所述接线端子J4连接；所述整流二极管D6的阴极同时与所述整流二极管D8的阴极和所述接线端子J3连接；所述接线端子J3和所述接线端子J4同时分别与电磁制动器线圈的两个接线端连接。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

本发明的电路得电后双向可控硅导通，形成单相交流全波整流电路为电磁制动器线圈供电，与半波整流相比相当于倍压供电，线圈电流上升速度提高，电磁制动器加速吸合，即吸合动作提前；电磁铁吸合后，再延时一定时间，双向可控硅截止，则转为二极管单相交流半波整流和二极管续流的电路为电磁制动器线圈供电，使得电磁铁保持吸合后的维持电流较小，达到了降低损耗的目的。本发明与现有技术相比，省去了延时继电器，体积小，能耗低，寿命长。

附图说明

附图是本发明一种实现电磁制动器得电倍压加速吸合和低功耗保持的电路图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细描述。

如附图所示，本发明一种实现电磁制动器得电倍压加速吸合和低功耗保持的电路构成是：4个接线端子J1、J2、J3和J4，1个交流薄膜电容C1，4个额定电流较小的(即小于或等于1A)整流二极管D1、D2、D3和D4，1个普通开关二极管D5，4个额定电流较大的(即等于或大于1A)整流二极管D6、D7、D8和D9，7个电阻R1、R2、R3、R4、R5、R6、R7和R8，一个瓷片电容C2，2个电解电容C3和C4，2个稳压二极管WD1和WD2，1个PNP型三极管T1，1个NPN型三极管T2，1个过零触发双硅输出光耦U1和1个双向可控硅T3。上述各器件的物理连接是：接线端子J1同时与交流薄膜电容C1的一端、整流二极管D8的阳极和整流二极管D9的阴极连接；接线端子J2与整流二极管D3的阳极、整流二极管D4的阴极、整流二极管D6的阳极和整流二极管D7的阴极连接；交流薄膜电容C1的另一端同时与整流二极管D1的阳极和整流二极管D2的阴极连接；整流二极管D1的阴极同时与整流二极管D3的阴极和电阻R1的一端连接；电阻R1的另一端同时与稳压二极管WD1的阴极、瓷片电容C2的一端、所述解电容C3的正极、电阻R2的一端、所述关二极管D5的阴极、PNP型三极管T1的发射极和电阻R4的一端连接；电阻R2的另一端同时与电解电容C4的正极、开关二极管D5的阳极和电阻R6的一端连接；电阻R3的另一端同时与PNP型三极管T1的集电极和电阻R6的一端连接；PNP型三极管T1的基极和电阻R5的一端连接；电阻R6的另一端与稳压二极管WD2的阴极连接；稳压二极管WD2的阳极与NPN型三极管T2的基极连接；NPN型三极管T2的集电极同时与电阻R4的另一端、电阻R5的另一端、过零触发双硅输出光耦U1的1管脚连接；NPN型三极管T2的发射极同时与过零触发双硅输出光耦U1的2管脚、整流二极管D2的阳极、整流二极管D4的阳极、稳压二极管WD1的阳极、瓷片电容C2的另一端、解电容C3的负极和电解电容C4的负极连接；过零触发双硅输出光耦U1的4管脚与电阻R7的一端和述双向可控硅T3的门极连接；过零触发双硅输出光耦U1的6管脚同时与电阻R8的一端连接；电阻R7的另一端同时与双向可控硅T3的一主端子、整流二极管D6的阳极和整流二极管D7的阴极连接；电阻R8的另一端同时与所述整流二极管D9的阳极、所述双向可控硅T3的另一主端子和接线端子J4连接；整流二极管D6的阴极同时与整流二极管D8的阴极和接线端子J3连接；接线端子J3和接线端子J4同时分别与电磁制动器线圈的两个接线端连接。

具体实现时，各个器件按如下原则选取。交流薄膜电容C1其交流降压作用，交流电源绝大部分都降落在C1上，其耐压值要比电源电压高近一倍，其容值由直流工作电源输出的最大电流决定，电容C1上的工作电流值要大于工作电源输出的最大电流几毫安。4个额定电流较小的(即均小于或等于1A)整流二极管D1、D2、D3和D4，如可以选用额定电流为1A的型号为1N400X系列普通整流二极管，其耐压值要比电源电压高近一倍。普通开关二极管D5型号1N4148。4个整流二极管D6、D7、D8和D9选用额定电流为比其工作最大电流大一些、耐压值要比电源电压高近一倍的普通整流二极管。电阻R1、R2、R3、R4、R5、R6、R7和R8都为1/4W普通电阻。电阻R1主要起限制滤波回路最大电流的作用，其阻值为二百欧姆左右，功率1W。电阻R2决定电解电容C4的充电时间常数，其阻值一般为几十千欧姆，功率1/4W，具体的阻值要根据所要求电磁制动器得电倍压的延时时间，以及电解电容C4容值来定。电阻R4起限流作用，阻值十几千欧姆，功率1/4W。电阻R4起限制过零触发双硅输出光耦U1正向导通电流的作用，其阻值根据保证过零触发双硅输出光耦U1的正常工作的正向电流决定，功率1/4W。R5是PNP型三极管T1基极限流电阻，其阻值为几十千欧姆，功率1/4W。R6是NPN型三极管T2基极限流电阻，其阻值为几千欧姆，功率1/4W。电阻R7和R8的阻值都为360欧姆，功率1W。瓷片电容C2起高频滤波作用，其容值为0.1微法。电解电容C3起低频滤波作用，其容值为100微法。电解电容C4容值，为一般为几十到几百微法，具体的容值要根据所要求电磁制动器得电倍压的延时时间，以及电阻R2的阻值来定。稳压二极管WD1起滤波作用，其稳压值可取9V左右。稳压二极管WD2稳压值可取6V左右。PNP型三极管T1选9015即可。NPN型三极管T2选9014即可。过零触发双硅输出光耦U1型号要根据交流电源电压选取，其最高阻断电压要远高于交流电源电压。双向可控硅T3型号要根据交流电源电压和电磁制动器线圈最大工作电流选取，其最高耐压值也要远高于交流电源电压峰值。

本发明电路工作原理及过程如下：

单相交流电源经接线端子J1和J2一经通入电路，电路得电，在交流薄膜电容C1上形成一定的电压降后通入由额定电流较小的整流二极管D1、D2、D3和D4构成的整流桥，其整流输出的脉动较大的直流电经过由电阻R1、稳压二极管WD1、瓷片电容C2和电解电容C3构成的滤波电路，得到的直流工作电源为控制电路供电。直流工作电源经电阻R2对通电前电压为零的电解电容C4充电，电解电容C4两端电压以由R2C4这一乘积所决定的时间常数指数规律逐渐升高，在电解电容C4电压低于稳压二极管WD2的导通开始稳压的稳压电压与NPN型三极管T2基极发射极间导通电压之和以前，NPN型三极管T2一直处于截止状态；与此同时，直流工作电源经电阻R4为过零触发双硅输出光耦U1的控制端注入电流，当此注入电流达到过零触发双硅输出光耦U1正向电流值时，过零触发双硅输出光耦U1的内部连接到其两输出端的双硅导通，使得过零触发双硅输出光耦U1的两输出端之间呈低阻抗，在外部交流电源的作用下电阻R6和R7上有电流流过，触发双向可控硅T3，双向可控硅T3导通；于是，由额定电流较大的整流二极管D6、D7、D8和D9形成全波整流电路为电磁制动器线圈全波整流供电，与保持电磁制动器吸合状态半波整流供电相比相当于倍压供电，线圈电流上升速度提高，电磁制动器加速吸合，即吸合动作提前。电磁制动器吸合时和吸合后，电解电容C4的电压仍然较低，直流工作电源依然经电阻R2对通电前电压为零的电解电容C4充电，电解电容C4的电压继续升高，电解电容C4电压一旦高于稳压二极管WD2的导通开始稳压的稳压电压与NPN型三极管T2基极发射极间导通电压之和，则NPN型三极管T2导通；NPN型三极管T2一经导通，则R5为PNP型三极管T1的发射极基极提供正向偏置通路，PNP型三极管T1导通，导通的PNP型三极管T1通过R6与稳压二极管WD2的串联支路为NPN型三极管T2基极注入更大的电流，形成正反馈，使得NPN型三极管T2就一直保持导通；与此同时，NPN型三极管T2一经导通，则将过零触发双硅输出光耦U1的两控制端短接，过零触发双硅输出光耦U1的内部连接两输出端的双硅截止，U1控制的双向可控硅T3随后在单相交流电压过零时截止，则形成半个交流电源周期由D7和D8半波整流为电磁制动器线圈供电、另半个交流电源周期由D6和D7同时导通为电磁制动器线圈续流的周期性循环的工作方式，使得电磁铁保持吸合后的维持电流较小，达到了降低损耗的目的。电路中R3能限制PNP型三极管T1刚导通时直流工作电源给电解电容C4充电的电流。普通开关二极管D5的作用是，整个电路断电后，加速充满电的电解电容C4的电荷释放，为下一次电路得到后正常工作做好准备。电阻R2与电解电容C4的乘积越大，稳压二极管WD2的导通开始稳压的稳压电压与NPN型三极管T2基极发射极间导通电压之和越大，则NPN型三极管T2由截止变为导通的时刻越延后，具体的延时时间，根据电磁制动器的动作滞后时间而定。

Claims (1)

1.一种实现电磁制动器得电倍压加速吸合和低功耗保持的电路，其特征在于，

该电路包括：4个接线端子J1、J2、J3和J4，1个交流薄膜电容C1，4个额定电流均为1A的整流二极管D1、D2、D3和D4，1个普通开关二极管D5，4个额定电流均为等于或大于1A的整流二极管D6、D7、D8和D9，8个电阻R1、R2、R3、R4、R5、R6、R7和R8，一个瓷片电容C2，2个电解电容C3和C4，2个稳压二极管WD1和WD2，1个PNP型三极管T1，1个NPN型三极管T2，1个过零触发双硅输出光耦U1和1个双向可控硅T3；

上述各器件的物理连接是：

所述接线端子J1与交流电源的两个输入端中的一个相连，所述接线端子J2与交流电源的两个输入端中的另一个相连；

所述接线端子J1同时与所述交流薄膜电容C1的一端、所述整流二极管D8的阳极和所述整流二极管D9的阴极连接；

所述接线端子J2同时与所述整流二极管D3的阳极、所述整流二极管D4的阴极、所述整流二极管D6的阳极和所述整流二极管D7的阴极连接；

所述交流薄膜电容C1的另一端同时与所述整流二极管D1的阳极和所述整流二极管D2的阴极连接；

所述整流二极管D1的阴极同时与所述整流二极管D3的阴极和所述电阻R1的一端连接；

所述电阻R1的另一端同时与所述稳压二极管WD1的阴极、所述瓷片电容C2的一端、所述电解电容C3的正极、所述电阻R2的一端、所述开关二极管D5的阴极、所述PNP型三极管T1的发射极和所述电阻R4的一端连接；

所述电阻R2的另一端同时与所述电解电容C4的正极、所述开关二极管D5的阳极、和所述电阻R3的一端连接；

所述电阻R3的另一端同时与所述PNP型三极管T1的集电极和所述电阻R6的一端连接；

所述PNP型三极管T1的基极与所述电阻R5的一端连接；

所述电阻R6的另一端与所述稳压二极管WD2的阴极连接；

所述稳压二极管WD2的阳极与所述NPN型三极管T2的基极连接；

所述NPN型三极管T2的集电极同时与所述电阻R4的另一端、所述电阻R5的另一端、所述过零触发双硅输出光耦U1的1管脚连接；

所述NPN型三极管T2的发射极同时与所述过零触发双硅输出光耦U1的2管脚、所述整流二极管D2的阳极、所述整流二极管D4的阳极、所述稳压二极管WD1的阳极、所述瓷片电容C2的另一端、所述电解电容C3的负极和所述电解电容C4的负极连接；

所述过零触发双硅输出光耦U1的4管脚同时与所述电阻R7的一端和所述双向可控硅T3的门极连接；

所述过零触发双硅输出光耦U1的6管脚与所述电阻R8的一端连接；

所述电阻R7的另一端同时与所述双向可控硅T3的一主端子和所述整流二极管D7的阳极连接；

所述电阻R8的另一端同时与所述整流二极管D9的阳极、所述双向可控硅T3的另一主端子和所述接线端子J4连接；

所述整流二极管D6的阴极同时与所述整流二极管D8的阴极和所述接线端子J3连接；

所述接线端子J3与电磁制动器线圈的两个接线端中的一个连接，所述接线端子J4与电磁制动器线圈的两个接线端中的另一个连接。