CN1025702C - 可宽电压操作的小型化通用化电磁铁 - Google Patents

Abstract

本发明涉及的牵引、制动、震动、电磁阀和接触器的电磁铁，用了新的依据和方法，其本体为T型螺管式结构，不开散热窗，磁极在高磁密下维持吸合，采用有切换限流的电路，起动安匝很高，维持安匝很低；用熔丝管可靠实现过热保护。产品既能频繁操作，又能长期维持吸合，且不会烧线圈。上述电磁铁有可靠、好用、耐用、省电、造价低等优点且省铁、省铜和产品减重的效果特别显著。另一方面，可发展一种无金属底座的、能开断电压更高、电流更大的、重量更轻的新型接触器。

Description

本发明涉及可宽电压操作的小型化通用化电磁铁。这种电磁铁通电后其动铁心能单向移动，断电后受储能作用动铁心返回初始位置，这种储能是在电磁铁通电后，动铁心运动期间由重力、弹簧或弹性形变作用完成的。它特别适用于牵引电磁铁、制动电磁铁、接触器、电磁阀和震动电磁铁。

传统技术的电磁铁，不论是交流的还是直流的，由静铁心、动铁心、线圈、去磁垫片（或去磁间隙）和电气控制等部分构成。在设计上由于受诸多因素的影响，电磁铁的工作磁密取值都较低，通常不超过7千高斯;为了满足工作制和线圈温升的要求，线圈的用铜量也大，电磁铁的铜铁材料利用率和经济重量指标（电磁铁做的功/电磁铁的重量，单位[米²/秒]）都不高，机械寿命短，工作可靠性也可不高，以MZD1-200型交流制动电磁铁为例，重量为16kg，机械寿命为60万次。同容量的MZZ1-200型直流制动电磁铁更得。

现有技术中的U型结构直动式制动电磁铁如专利号为85106831.6的《整流型直流电磁铁》，其铁心用低碳钢制造时，维持吸合的工作磁密达10～12千高斯，与MZD1-200同容量的这种U型制动电磁铁重量约为5.5kg;用电工钢中高磁密材制造时，工作磁密达15～16.5千高斯;铁心中有一段截面积较小的限磁段，去磁间隙为0～0.3mm。电磁铁采用位移切换电容限流交流控制电路（参见图1），操作电源为交流。位移开关SW的一端接电源，另一端接整流桥Z的交流侧，SW两端并有电容限流环节X，X由电容C1与电阻R1并联后再与电阻R2串联而成，Z交流侧的另一端接电源Uac的另一端;线圈W接在Z的直流侧，如果要实现断电后的快速释放，W的一端可加串一只与操作电源同步通断的快速释放触点FK，FK两端（图中a、b两点）并联着电阻R3。通电起动时，处于接通状态的SW触点使用电压经过整流桥都加在线圈上，电磁铁在完成吸合前夕SW断开，X环节投入工作，使线圈的工作电压降到起动状态的若干分之一，但又足以维持可靠吸合。在起动安匝的设计上，按热态下，以0.80的额定电压为下限吸合电压来调整确定，低于0.80Ue就会影响电磁铁和电磁铁线圈的使用性能和寿命。按上述现有技术，线圈中的起动电流密度难以超过25A/mm²。

这种U型起动式电磁铁，若用于接触器，其最大工作磁密如大于10千高斯，就会因为磁极面积偏小而导致初吸力不足。

现有技术中，在接触器的吸反力配合特性方面，理论上普遍认为直流电磁铁的配合特性好，而且容易实现优化配合，其实不然。实际上，在主触头系统相同的情况下，直流电磁铁的机械寿命明显低于交流电磁铁的机械寿命，国内外产品都有这种问题。如国内新系列直流接触器的机械寿命只有新系列同容量交流接触器的一半。接触器在吸合时，有许多动能是以铁心撞击形式释放出来的，这类撞击能量随接触器容量的递增而迅速递增，表现为大容量产品的机械寿命只有小容量产品的一半以至更少。基于以上原因，60安以上的直动式接触器都有一个盛容电磁铁的、坚固而又通风的金属底座，电磁铁通过缓冲耦合件装在该座内，接触器的安装孔也只能开在该底座上。

按现有技术设计的T型结构的电磁铁（除了小容量产品），为了减少有害的吸合撞击，一般在T型动铁芯上，只有一吸合接触平面。由于T型电磁铁固有的吸力特性，40安以上的接触器都不用T型螺管式电磁铁。

现有的某些交流电磁铁，结合节能无噪声运行 的措施，其静态节电率可达96%以上，而对于直流牵引电磁铁和直流制动电磁铁的静态电耗还缺乏同等有效的节能措施。现有技术的大中容量的制动电磁铁（用于驱动制动力矩大于60kgm的制动器），由于不适应生产需要，已成为液压产品的淘汰对象。但电磁液压或电力液压制动器却由于快速性还不理想、构造复杂，造价高等具体原因，难以广泛使用。

本发明的目的在于提供一种这样的电磁铁，它与已有同用途、同容量电磁铁相比，提高了效率，大大减少了体积和重量，实现电磁铁的小型化并可具有宽电压操作的性能。

本发明的目的还在于用上述电磁铁构成的60安以上的接触器与现有技术相比可省去盛容电磁铁的金属底座，简化结构、减轻重量并提高这类接触器的性能。

本发明的再一目的在于可实现用熔丝管对上述电磁铁进行过热保护，防止线圈烧段。

本发明是通过提高铁心的工作磁密;根据线圈温升的新机制，提高线圈的起动电流密度;选用T型螺管式结构的电磁铁本体;以及选用几种有吸合切换和限流环节（震动电磁铁限流值为0）的控制电路等措施来实现的。具体地说，使T型螺管式电磁铁有两个吸合接触平面，也就是在T形动铁心的横部和竖部上都有吸合接触面。电磁铁做成全封闭的不开散热窗的产品。电磁铁的工作磁密接近铁心材料的饱和磁密，用低碳钢或热轧硅钢片（两者饱和磁密相近）制造的牵引电磁铁、电磁阀、接触器的电磁铁和震动电磁铁，磁极的磁密应达B＝10～14千高斯，电磁铁才能维持吸合，对于制动电磁铁，该B值应达12.1～14千高斯;用饱和磁密为19～21千高斯的软磁材料制造的牵引电磁铁、电磁阀、接触器的电磁铁和震动电磁铁，该B值应达15～18.5千高斯，对于制动电磁铁，该B值应达16.6～18.5千高斯;其中漏磁少的B取大值，漏磁多的B取下限值。在激磁方面，线圈W所能得到的冷态（如20℃）下的稳态起动安匝是能完成吸合运动所需最小吸合安匝的1.5～5倍，使电磁铁能在很宽的电压范围内都能快速吸合（例如，可发展220V与380V通用的产品;根据需要，操作电压还可拓宽到110V～440V通用）。在操作电压成倍改变时，在电控装置上设有相应的拨档开关或调节旋钮，使维持吸合电流相对稳定。可以这样做的原因和依据有三：

1.工作磁密接近饱和的电磁铁，富余吸力很有限，在加倍强励下不会发生因吸力太大而损坏产品的现象;2.在加倍强励下，通电后电磁铁的触动时间缩短，结合有吸合切换的电控方式，电磁铁每次动作的热耗Q＝ Rdt少，强励倍数高，t1（完成吸合的时间）短，Q值未必因强励倍数之增而同幅增加。在负载情况不变时，线圈温升τ和励磁电压之间存在一种盆形曲线的函数关系。在该曲线的初始阶段，还具有负温升的特性。当励磁电压从邻界吸合电压逐步升高时，线圈温升反而逐渐下降，即在盆形曲线的下滑阶段，表现出“负温升”的特性;继而是稳定域，励磁电压的迅速递增对线圈温升无明显作用;末了阶段是：随着励磁电压的上升，电磁铁的触动时间趋向零时，线圈温升恢复上升的特性;3.只要线圈的起动电流密度选择得当，在上限操作电压下，线圈也不会烧坏。冷态下，线圈的起动电流密度的稳态最大值按jq＝30～150A/mm²来选择，操作频率高的jq值取小，操作频率低的jq值取大。

图8给出了本发明电磁铁的主体结构，采用整钢制造铁心各部件，是全封闭的T型筒状螺管式电磁铁。电磁铁本体由线圈W、静铁心和动铁心三大部件构成。静铁心主要包括底座3、上磁极2、止座4、外磁轭1、上导轨套10、下导轨套9;动铁心主要包括的下导轨杆8、动磁极5、去磁垫片6和盘形上衔铁7，上衔铁7和动磁极5形成T型结构。外磁轭1是个不开散热窗的筒体，线圈W嵌套在外磁轭1内，上磁极2与底座3用紧固件和外磁轭1连成一体，止座4安在底座3上。当然，1、2、3、4或1与2可以是一个整体部件。去磁垫片6用黄铜片裁成，夹在上衔铁7和动磁极5之间。下导轨杆8紧插在动磁极5的下端，牵引电磁铁、制动电磁铁和震动电磁铁的推力顶杆可兼作下导轨杆8，在下导轨杆8穿过的底座上，安有一个或一对下导轨套9;上磁极2内嵌有上导轨套10。凭借上下导轨套，使动铁心能平稳运动。上导轨套10可用含油尼龙材料制造，下导轨套9可采用铜基含油轴套或含油尼龙轴套。动磁极5和止座4，上衔铁7和上磁极2都是吸合接触面。

对于接触器，除了采用上文介绍的，采用整体钢制造的T型筒状螺管式电磁铁，还可以采用由硅钢片叠成的T型螺管式电磁铁。在静铁心上也嵌有上导轨套10（开口呈矩形）。下导轨杆8是一根黄铜细棒，8冷压在一小块方钢上，方钢嵌在动磁极5的底部中央，止座4中央钻有一个配合下导轨杆8滑动的小圆孔。

由于本发明的电磁铁富余吸力很有很，在加倍强励下不会因为吸力太大而产生有较大破坏力的冲击，因而，采用本发明电磁铁的直动式接触器就可以不要专门用以盛容和安装电磁铁和安装接触器本身的金属底座，如图10和图11所示电磁铁通过橡胶或弹簧缓冲件安装在静触头系统的绝缘底盘DP下面;接触器的安装孔AZ开在DP上。

除了图1，本发明还可采用以下几种控制电路。控制电路的输入端，都接有熔断器RD，使用图1时，也加上RD，RD熔丝管的标称电流值按电磁铁最大起动电流的1/6～1/2.75来选定。由于起动电流比维持吸合电流至少大8倍，而起动时间仅几十到几百毫秒，正常起动时RD不会熔断。维持吸合时，电流甚小，无法使线圈过热，只要电磁铁吸不上，起动电流不能及时切换，RD就会及时熔断，这样就能保证线圈不过热。

图2是用一种串联在线圈接线中的电流积分延时环节Ⅰ来控制吸合切换，称之为电流积分延时切换电容限流交流控制电路。I的输入端由电阻R4、R5、R6、小继电器J1线圈的一端和二极管D2的负极接成一节点;R6之后先后串有可调电阻R7、稳压管DW1和积分电容C2的正极;DW1的正极及C2正极又与触发二极管TD1连接;TD1的另一端接在晶体管BT1的基极上;J1线圈的另一端、BT1的集电极、D2的正极和J1的一常开触点接成一节点;R4和R5的另一端通过J1的一常闭触点连接，J1的这对常开常闭触点的公共点、上述R5的另一端、C2的负端、BT1的发射极接成一节点，该节点是I的输出端;J1的另一常闭触点代替图1中的位移切换开关SW;二极管D1经快速释放触点FK反并联在线圈W上，FK两端也并有电阻R3;图2中的BT1也可以是一只可控硅。图2的其余接线与图1相同。如无须快速释放功能，短接图2和其他各电路中出现的a、b两点即可;如欲获得一定的延时释放特性（几百毫秒到几秒），则可适当增加维持吸合电流的平均值。

图2中的R4是取样电阻，电磁铁通电起动时，R4上的压降应与J1线圈的工作电压相适应;调整R7的阻值，可改变切换的延时时间;R5是一只平衡电阻，它使电磁铁在维持吸合时，既能保证J1维持可靠吸合状态，又不至于使J1线圈因过流而烧坏。

图3适用于直流或整流操作，采用一种串联在线圈支路中的晶体管斩波限流环节Ⅱ来限制直流电磁铁的维持吸合电流，称之为位移切换晶体管斩波限流直流控制电路。它能使直流电磁铁在维持吸合状态的电耗大大减少（与同容量交流电磁铁采用无声运行的耗电相近）。Ⅱ的正端接电阻R8和高压晶体管BT2的集电极;R8之后先后串有可调电阻R9和电容C3;C3的正极又接触发二极管TD2;TD2的另一端接BT2的基极;BT2的发射极与C3负极连接成该环节的负端;Ⅱ并联在位移切换开关SW两端。SW和Ⅱ之后，仿图2接有二极管D1，快速释放触点FK、线圈W和电阻R3。调节R9，可调节线圈中维持吸合电流（平均值）的大小。

图4是在图3电路中加入电流积分延时环节Ⅰ，并用该环节的J1的一个常闭触点代替位移切换开关SW演变成的，称之为延时切换晶体管斩波限流直流控制电路。如果在图3、图4的电源输入端，加上一个整流桥Z，或在直流电源的正端串入一只二极管，就可以实现操作电源的交直流通用。当然，在半波整流时，交流操作电源的下限操作电压低于直流操作电压的下限值。

图5是斩波限流无触点延时切换控制电路。该电路用R10、R11和C5等构成的微分环节使电磁铁在通电吸合过程中，晶体管BT3与BT2导通，线圈W能得到强励，调节可调电阻R11的限值，可调节延时切换（亦即强励）的时间。为了实现操作电源的交直流通用，电源输入端可接入一只整流桥Z或在电源输入的正端串入一只二极管，整流或直流操作电源的正极接有电阻R10及快速释放触点FK的a端;电阻R3、FK的a、b端与线圈W及二极管D1的接法与图1～图4相同;R10之后先后串有可调电阻R11和R12;R11与R12的连线同时与稳压管DW2的负极、稳压电容C4的 正极和微分电容C5的正极接成一节点;C5的负极、二极管D6的负极与高压晶体管BT3的基极接成一节点;BT3的集电极接电阻R13;BT3的发射极接晶体管BT2的基极（由于BT3的发射极接入，为区别于图3，围绕BT2构成的斩波环节简称为“Ⅲ”）;R13的另一端、线圈W的下端、二极管D1的正极和二极管D4正极接成一节点;D4和二极管D5顺向串联后接BT2的集电极（即斩波限流环节Ⅲ的正端）;R12的另一端、DW2的正极、C4的负极、D6的正极、BT2的发射极（即Ⅲ的负端）以及整流（或直流）操作电源的负极接成一节点。

用了斩波限流环节Ⅱ或Ⅲ不但可实现交直流通用，而且在概率上，斩波限流环节的故障率低于电容限流环节Ⅹ的故障率。

作为无触点控制方式，也可以用霍尔位移传感器来实现位移切换的控制，这时仍可用晶体管斩波限流环节Ⅱ来提供切换后的维持吸合电流。

如果限流环节的限流值为0，即只提供起动电流，不提供维持电流，本发明的电磁铁就可用作低频震动电磁铁，这种电磁铁的震幅大，易达2～12mm。如在电源中加入整流元件，也可实现操作电流的交直流通用。震动方式可分为自震式和他控式两类。

图6是一种位移切换的自震式控制电路，电源输入端接有二极管D7（半波整流）或整流桥Z，直流（或整流）操作电源的正极先接位移切换开关SW，再串入线圈W，最后接电源负极，二极管D3反向并联在线圈两端;SW两端并有阻容吸收环节（电容C21与电阻R22串联后并在SW两端，C21与R22能消除SW的切换电弧）。D3的存在，亦有助于消除SW的切换电弧，并使动铁心在SW断开后能继续作一小段的吸合运动。

图7是一种电流积分延时切换的自震式控制电路，与图6的不同在于改用电流积分延时切换控制环节Ⅰ来控制震动电磁铁的吸合切换，并用Ⅰ中J1的一个常闭触点代替位移切换开关SW，I串联在线圈W的一端引线中。

利用一个频率和接通时间皆可调的多谐震荡器对本发明的电磁铁实行连续的通、断控制，就能实现他控式震动，他控式震动电路中还包含利用石英钟的秒脉冲信号或含石英震荡器的时基集成电路，让电磁铁获一种或多种高稳定的震动频率。

本发明的震动电磁铁震幅大，效率高，用作粘性材料（如水泥拌料）的仓壁震动器时，效果优于现有的仓壁震动电磁铁。

下面将结合附图和较佳实施例对本发明作进一步说明。

实施例1，在图8的电磁铁本体上，加上一组安装脚11等，就可用作制动电磁铁、牵引电磁铁和震动电磁铁（见图9）。安装脚11的形状和安装孔位视频需要而定。在底座3的底部，可垫入或粘上一只弹性密封垫12以提高防护性能;在上衔铁7上有一块或一块以上的副衔铁13，根据负荷的不同。可卸下副衔铁13，在一定范围内减少电磁铁的出力，使整个系统工作得更稳当;根据防护等级的要求，在电磁铁上可加上用塑料或金属制作的外罩14。

该电磁铁采用有触点的位移切换控制电路时，可以把位移切换开关SW以至整个电控装置15，通过支撑件固定在上磁极2的上方，切换开关SW由上衔铁7伸出的一根细杆16控制。

该电磁铁用作制动电磁铁时，可加一只或一组用以消除空气隙、防止推力顶杆（即下导轨杆8）产生撞击变形的复位弹簧17。制动电磁铁优先采用侧挂式的安装方式，安装在制动器主支架的一侧，电磁铁的推力顶杆（8）直接顶着制动器主弹簧的推力杆，这种安装方式同样适用于大中容量（M≥60kgm）的制动器。在电磁设计上，用低碳钢制造时，磁极维持吸合的工作磁密取B＝12.5～13千高斯，上磁极2的面积为S1＝12.5F/B²（cm²），式中F为最大设计吸力（kgf），（B）＝（千高斯）;止座4的面积为S2＝S1+△S1+△S2，式中△S1为推力顶杆的占位面积，△S1可按△S1＝（0.125～0.1）F（mm²）算出，△S2为壁厚等于2～4mm的下导轨套9的占位面积;电磁铁的工作行程允许达δ＝6～12mm，其备用行程是现有电磁铁的2～5倍（备用行程与闸瓦的磨损量相对应，在下限行程时，备用行程最大;在额定出力下的上限行程时，备用行程为0。以MZZ5-250型短行程直动式制动电磁铁为比较，其下限行程为3mm，上限行程为＝4.5mm，备用行程为1.5mm，最大设计吸力为250kgf。采用本发明的电磁铁时，取δ＝6～12mm，其备用行程可达3～ 9mm）。为满足产品频繁操作之需，线圈W中的起动电流密度稳态最大值（冷态时）取jq＝40～60A/mm²。每毫米工作行程的吸动安匝为INz＝1900～2000（安匝），弹簧刚度大，行程大的取低值，线圈在冷态下的最大起动安匝接INq＝INz（1.5～5）δ算出。具体再以F＝800kgf为例，用8～15号或A3低碳钢制造铁心，S1＝59.2～64cm²，△S1＝78.5mm²，△S1+△S2＝2cm²，S2＝61～66cm²（止座4的面积），设计时初选INq＝1950×1.5×12≈3500[安匝]，jq≈45A/mm²，该制动电磁铁，用380V电源操作时，额定工作气程（额定工作气隙）不小于12mm，若用220V电源操作时，工作行程不小于6mm。在220V～380V变化范围内，允许维持吸合电流随电压的变化而自然变化。为了具有改变吸力或最大工作行程以及提高产品的可靠性，可将线圈分立为2～5个，每个线圈有其独立的整流装置和熔断器，切换环节与限流环节亦可分立。图1到图5的几种控制电路皆适用。如用作吸合切换的继电器J1触点容量不够，可通过J1并借助大触点的中间继电器或接触器来实现吸合切换。对于需要F≥500kgf来驱动的大中型制动器，除了使用单台制动电磁铁驱动，还可以采用两台F/2的制动电磁铁并列安装在制动器上实现并列驱动。

本发明的制动电磁铁能频繁操作（按实际需要操频可达1200～3600次/小时），能快速动作，能长期维持吸持，能经受雨雪侵袭，能在粉尘和高温环境下可靠工作，不但可取代现有的各类制动电磁铁，还可以取代行车等起重设备中的电磁液压或是电力啐压产品，仍与MZD1-200比较，本发明同容量的制动电磁铁重不到2.8kg，经济重量指标提高了5～7倍，机械寿命可达500～1000万次。

实施例2（见图10和图11）是本发明的一种双断点直动式接触器，采用T型螺管式电磁铁驱动。在结构上，安装静触头系统绝缘底盘DP的底部向下伸出一对支撑台面CT;静铁心通过上（缓冲）橡胶垫SD顶住CT，并通过下（缓冲）橡胶托垫XD，底盖DG和长杆螺丝CL安装在DP下面。为了提高电磁铁的防护性能，尤其是采用硅钢片制作的电磁铁时，在底盘DP底面还延伸出一个呈长方体形状的薄壁腔室QS;电控装置也安装在QS内;QS上无须开散热窗;T型动铁心借助紧固件安装在动触头的绝缘支架ZJ下面;接触器的安装孔AZ开在DP上;图10中，BB为QS的薄壁，MH为灭弧罩。

在电控方面，图1～图5皆适用。为了提高接触器的灭弧性能，限流环节还可以是一只吹弧风泵的小电机（对于其它电磁铁或接触器，限流环节还可以是一只冷确风扇），电机的运行电流与电磁铁的维持吸合电流相匹配。

这种接触器的主触头开距可比现有产品增加0.1～1倍，这有助于开发电压等级更高，电流容量更大的新产品。该技术还可开发用以提高某些电磁继电器的技术经济指标。

在电磁设计上，选用热轧硅钢片或低碳钢制造铁心，磁极维持吸合的工作磁密取B＝10～12.5千高斯，上磁极2的面积S1＝12.5F/B²[cm²]，止座4的面积S2＝S1+△S，△S为下导轨套9和下导轨杆8的占位面积。由于接触器是频繁操作的电器，仿实施例1，可取jq＝40～60A/mm²。电磁铁每毫米工作行程的吸动安匝为INc＝1400～1700（安匝），线圈在冷态下的最大起动安匝按INq＝INc（0.85～3）δ算出，δ为电磁铁的工作行程。由于接触器的初反力小，所以上式括号内的系数比实施例1的取值低。

本发明的电磁铁，除上文叙及的特点，还具备经济重量指标高（比现有产品高百分之几十到二十倍以上）、省铜、省铁、节电等优点;产品机械寿命长、防护性能好、使用面宽，不但可以连续频繁操作，而且可以长期维持吸合，能实现宽电压操作，能实现操作电源的交直流通用。总之，能促进接触器、电磁阀、牵引电磁铁和制动电磁铁等产品的更新换代。

附图说明：图1-位移切换电容限流桥式整流的控制电路;图2-电流积分延时切换电容限流桥整控制电路;图3-位移切换晶体管斩波限流的控制电路;图4-电流积分延时切换晶体管斩波限流的控制电路;图5-无触点控制电路;图6-位移切换的自震式控制电路;图7-电流积分延时切换的自震式控制电路。

图8-电磁铁本体的主体结构;图9-本发明电磁铁的一实施例的整体结构图;图10-本发明无金属底座接触器的一实施例的主视图;图11-本发明的如图10所示的无金属底座接触器的底视图。

电路的符号说明：X-电容限流环节，Ⅰ-电流积分延时切换控制环节，Ⅱ和Ⅲ-晶体管斩波限流环节，SW-位移切换开关，Z-整流桥，FK-快速释放触点，W-线圈，C-电容，R-电阻（其中R7，R9，R11，为可调电阻），RD-熔断器，D-二极管，DW-稳压管，TD-触发二极管，BT1-晶体管或可控硅，BT2，BT3-高压晶体管，J1-通用小型继电器。

电磁铁本体部分及实施例1：1-外磁轭，2-上磁极，3-底座，4-止座，5-动磁极，6-去磁垫片，7-上衔铁，8-下导轨杆，9-下导轨套，10-上导轨套，11-安装脚，12-密封垫，13-副衔铁，14-外罩，15-电控装置，16-细杆，17-复位弹簧，W-线圈，SW-位移切换开关。

实施例2（接触器）：DP-静触头的绝缘底盘，CT-支撑台面，SD-上橡胶垫，XD-下橡胶托垫，QS-薄壁腔室，BB-QS的薄壁，CL-长杆螺丝，DG-底盖，ZJ-动触头的绝缘支架，AZ-安装孔，MH-灭弧罩。

Claims (10)

1、一种适用做牵引电磁铁、制动电磁铁、震动电磁铁，电磁阀电磁铁、接触器电磁铁的可宽电压操作的小型化通用化电磁铁，包括电磁铁本体和控制电路，电磁铁本体主要包括线圈W、静铁心和动铁心，采用有切换限流的控制电路，线圈W中的起动电流密度达15A/mm²以至更高的数值，其特征在于用热轧硅钢片或低碳钢制造上述的牵引电磁铁、震动电磁铁、电磁阀和接触器电磁铁，其维持吸合磁极的B值应达10～14千高斯，对于制动电磁铁，该B值应达12.1～14千高斯，用饱和磁密为19～21千高斯的软磁材料制造的牵引电磁铁、震动电磁铁、电磁阀和接触器的电磁铁，该B值应达15～18.5千高斯，对于制动电磁铁，该B值应达16.6～18.5千高斯，在激磁方面，线圈W所得到的冷态下的稳态起动安匝是能完成吸合运动所需最小吸合安匝的1.5～5倍。

2、根据权利要求1所述的电磁铁，其特征在于，所述静铁心包括底座（3），上磁极（2），止座（4），外磁轭（1），上导轨套（10）和下导轨套（9），所述外磁轭（1）、上磁极（2）、底座（3）、止座（4）或外磁轭（1）与上磁极（2）可以是一个整体部件，动铁心包括下导轨杆（8）、动磁极（5）、去磁垫片（6）和上衔铁（7），上述上衔铁（7）、动磁极（5）和下导轨杆（8）形成T形结构，所述上衔铁（7）和动磁极（5）的底面都是吸合接触面，所述外磁轭（1）是全封闭的筒体，在所述上衔铁（7）上还可以加有一块以上的可卸副衔铁（13）。

3、根据权利要求1所述的电磁铁，其特征在于所述控制电路中对线圈W的过热保护系用熔断器RD来实现，熔断器RD的熔丝管标称电流值按所述电磁铁最大起动电流的1/6～1/2.75来选定。

4、根据权利要求1或3所述的电磁铁，其特征在于用交流电源控制时，所述控制电路由位移切换开关SW、限流环节X、整流桥Z与线圈W连接而成，所述位移切换开关SW一端通过熔断器RD接电源，另一端接于整流桥Z的交流桥Z的交流侧，所述限流环节X并联在位移切换开关SW的两端，限流环节X由电容C1与电阻R1并联后与电阻R2串联而成，所述整流桥Z的交流侧的另一端接电源Uac的另一端，所述线圈W接在整流桥Z的直流侧。

5、根据权利要求4所述的电磁铁，其特征在于所述限流环节X可以是一只冷却风扇或吹弧风泵的小电机，用直流电源或整流电源操作时，限流环节X也可以是一种串联在线圈W中的晶体管斩波限流环节，该斩波限流环节的正端接电阻R8和晶体管BT2的集电极，R8之后先后串有可调电阻R9和电容C3，电容C3的正极又接触发二级管TD2，该二极管TD2的另一端接三极管BT2的基极，三极管BT2的发射极与电容C3负极连接后作为斩波限流环节的负端。

6、根据权利要求4所述的电磁铁，其特征在于所述控制电路含有用来控制吸合切换的电流积分延时环节I，该电流积分延时环节I串联在线圈W的接线中，电流积分延时环节I的输入端由电阻R4、R5、R6的一端、小继电器J1线圈的一端和二极管D2的负极接成一节点，电阻R6之后先后串有可调电阻R7、稳压管DW1和积分电容C2，稳压管DW1的正极及电容C2正极又与触发二极管TD1连接，该触发二极管TD1的另一端接在晶体管BT1的基极上，小继电器J1线圈的另一端、晶体管BT的集电极、二极管D2的正极和小继电器J1的一常开触点接成一节点，电阻R4和R5的另一端通过小继器J1的一常闭触点连接，小继电器J1的这对常开常闭触点的公共点、电阻R5的另一端、电容C2的负端及晶体管BT1的发射极接成一节点，该节点是上述电流极分延时环节I的输出端，小继电器J1的另一常闭触点作为切换控制触点代替位移切换开关SW并联在限流环节X的两端。

7、根据权利要求1所述的电磁铁，其特征在于当所述电磁铁用作震动电磁铁并用直流电源或整流电源操作时，所述控制电路中的位移切换开关SW的两端并联有一个由电容C21与电阻R22串联而成的阻容吸收环节，线圈W两端有一只反并联的二极管D3。

8、根据权利要求1、6或7所述的电磁铁，其特征在于控制电路用电流积分延时环节I来控制吸合切换时，所述电流积分延时环节I中的一个小继电器J1常闭触点代替位移切换开关SW，该电流积分延时环节I串联在线圈W的一条引线中。

9、一种用如权利要求1所述电磁铁构成的接触器，它包括灭弧罩MH、动触头和动触头的绝缘支架ZJ、静触头和静触头的绝缘底盘DP以及所述电磁铁，其特征在于所述电磁铁安装在绝缘底盘DP的下面，接触器的安装孔开在绝缘底盘DP上。

10、根据权利要求10所述的接触器，其特征在于所述接触器所用的电磁铁，其静铁心包括底座（3）、上磁极（2）、止座（4）、外磁轭（1）、上导轨套（10）和下导轨套（9），所述外磁轭（1）、上磁极（2）、底座（3）、止座（4）或外磁轭（1）与上磁极（2）可以是一个整体部件，其动铁心包括下导轨杆（8）、动磁极（5）、去磁垫片（6）和上衔铁（7），上衔铁（7）和动磁极（5）的底面都是吸合接触面，外磁轭（1）是全封闭的筒体，当所述接触器的容量是40A以上时，所述上衔铁（7）、动磁极（5）和下导轨杆（8）形成T形结构，所述电磁铁是T型螺管式电磁铁。

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