CN106449008B - 储能启动的推拉交流电磁铁 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种储能启动的推拉交流电磁铁，包括由动铁芯(M)、静铁芯(G)、复位弹簧(F)、励磁线圈(L)所组成的常规推拉交流电磁铁及电子单元(100)两部份,其特征在于：所述的电子单元(100)由第一储能电路(101)、第一开关电路(102)、控制电路(103)、第二开关电路(104)、第二储能电路(105)、定时电路(106)、电桥电路(107)所组成。

Description

储能启动的推拉交流电磁铁

技术领域

本发明涉及低压电器领域，尤其涉及一种采用储能电路、产生大推力的储能启动的推拉交流电磁铁。

背景技术

交流电磁铁是一种应用非常广泛的低压电器,推拉交流电磁铁是交流电磁铁中的一种。交流电磁冲床、交流电磁钉枪、交流电磁捣碎机、交流电磁切断机等器械中均设有推拉交流电磁铁。

图1为推拉交流电磁铁的工作原理图。这种常规的推拉交流电磁铁主要由动铁芯M、静铁芯G、复位弹簧F、励磁线圈L组成。当励磁线圈L的A1端、A2端接通AC220V、AC110V或AC380V电压(以下通称AC220V、AC110V或AC380V为AC电压或励磁电源)时,动铁芯M受励磁线圈L产生的磁力的作用而与静铁芯G闭合——相当于“推”；当励磁线圈L上的AC电压断开时,动铁芯M失磁并受复位弹簧F的作用而与静铁芯G分离并复位——相当于“拉”。

这种常规的推拉交流电磁铁的工作过程可分为启动、复位二个阶段：

1、启动：励磁线圈L与AC电压接通，动铁芯M启动。在此阶段，为克服动铁芯M的惯性和复位弹簧F的弹力，励磁电源必须提供较大的功率(以下称此功率为启动功率),动、静铁芯才能互相吸合，并且所述的启动功率越大，动、静铁芯之间的吸合力(或称推力)就越大；

2、复位：励磁线圈L断开AC电压,动、静铁芯受复位弹簧F的作用而复位分离。

推拉交流电磁铁的用途千差万别，结构也千差万别，但它们的工作原理、工作过程均与图1相同。例如：图2所示的电磁钉枪之中，由静铁芯G、励磁线圈L、动铁芯M、复位弹簧F组成的常规推拉交流电磁铁的工作过程为：开关Kt“开”后，即AC电压接通后，在励磁线圈L所产生之磁力的作用下，动铁芯M与静铁芯G吸合，与连接杆相连接的物件便随之做“推”动作；开关Kt“关”后，即AC电压断开后，在复位弹簧的作用下，动铁芯M与静铁芯G分离，与连接杆相连接的物件便随之做“拉”的动作；

实际使用表明，常规的推拉交流电磁铁，存在以下的缺点：

1、AC电压接通后,励磁线圈L产生的磁力不够强，动铁芯M与静铁芯G之间的吸合力即推力不够大。

2、开关Kt从开到关的时间间隔Δt难确定，若Δt过长,则推的时间即AC电压通电时间过长，既造成电能浪费，又使励磁线圈L发热；若Δt太短,则推的时间太短，动作不到位。

3、存在烦人的交流噪声。

4、无续流电路，AC电压切断瞬间,易产生电磁干扰。

针对常规推拉交流电磁铁的现状,本发明要迖到的目标是：应用电子技术，改造传统产业，设计一种采用储能电路、产生大推力的储能启动的推拉交流电磁铁。

发明内容

本发明实现上述目标的方法为：一种储能启动的推拉交流电磁铁，包括由动铁芯M、静铁芯G、复位弹簧F、励磁线圈L所组成的常规推拉交流电磁铁及电子单元100两部份,其特征在于：所述的电子单元100由第一储能电路101、第一开关电路102、控制电路103、第二开关电路104、第二储能电路105、定时电路106、电桥电路107所组成；其中，所述的电桥电路107的AC1端与AC电压的P1端相连接，DC1端与励磁线圈L的A1端相连接，DC2端与励磁线圈L的A2端相连接，AC2端与所述的第一储能电路101的1端、第一开关电路102的5端、第二开关电路104的10端、第二储能电路105的13端均相连接；所述的第一储能电路101的3端与所述的第一开关电路102之4端相连接；所述的第一开关电路102的6端与所述的控制电路103的7端相连接；所述的控制电路103的8端与第二开关电路104的9端相连接；所述的第二开关电路104的11端与第二储能电路105的12端相连接；所述的定时电路106的14端与AC电压的P1端相连接、21端与控制电路103的7端相连接、22端与控制电路103的23端相连接；所述的第一储能电路101、第一开关电路102、第二开关电路104、第二储能电路105、定时电路106各自一端均与AC电压的P2端相连接(见图3)。

所述的电子单元100与常规推拉交流电磁铁按以上所述的方式相组合，即可组成本发明所指的储能启动的推拉交流电磁铁。

所述的第一储能电路101可以采用多种电路结构，本发明优选了以下的电路结构：其由1端、第一电容C1、第一二极管D1、3端组成；其中，所述的第一电容C1负极与所述的1端相连接、正极与第一二极管D1的负极、3端均相连接；第一二极管D1的正极与AC电压的P2端相连接。

所述的第一储能电路101的特征在于：在AC电压的负半周，其中的第一电容C1充电储能；在AC电压的正半周，所述的第一电容C1具有增强启动电压的功能。

所述的第二储能电路105可以采用多种电路结构，本发明优选了以下的电路结构：其由12端、13端、第二电容C2、第四二极管D4组成；其中，所述的第二电容C2负极与AC电压的P2端相连接、正极与第四二极管D4的负极、12端均相连接；第四二极管D4的正极与13端相连接。

所述的第二储能电路105的特征在于：在AC电压的正半周，其中的第二电容C2充电储能；在AC电压的负半周，所述的第二电容C2具有增强启动电压的功能。

所述的第一开关电路102可以采用多种电路结构，本发明优选了以下的电路结构：其由第二二极管D2、第一单向晶体闸流管SCR1(Silicon Controlled Rectifier)、4端、5端、6端组成；其中：所述的第二二极管D2的正极与5端相连接，负极与所述的第一单向晶体闸流管SCR1的阳极、4端相连接；第一单向晶体闸流管SCR1的阴极与AC电压的P2端相连接、门极与6端相连接(见图4)。

所述的第一开关电路102的特征在于：其中的第二二极管D2兼有保护第一电容C1不受损坏的功能。

所述的第二开关电路104可以采用多种电路结构，本发明优选了以下的电路结构：其由第三二极管D3、第二单向晶体闸流管SCR2、9端、10端、11端组成；其中：所述的第三二极管D3的正极与AC电压的P2端相连接、负极与所述的第二单向晶体闸流管SCR2的阳极、11端均相连接；第二单向晶体闸流管SCR2的阴极与10端相连接、门极与9端相连接(见图4)。

所述的第一单向晶体闸流管SCR1、第二单向晶体闸流管SCR2可以用其他开关器件例如场效应管(Field Effect Transistor，FET)、双向晶体闸流管(Triode AC Switch，TRIAC)、绝缘栅双极型晶体管(Insulatend Gate Bipolar Transistor，IGBT)、电子注入增强栅晶体管(Injection Enhanced Gate Tansistor，IEGT)、静电感应晶闸管(StaticInduction Thyristor，SITH)或开关三极管代替。

所述的第二开关电路104的特征在于：其中的第三二极管D3兼有保护第二电容C2不受损坏的功能。

所述的控制电路103可以采用多种电路结构，本发明优选了以下的电路结构：其由7端、23端、第一电阻R1、8端组成，其中：第一电阻R1的一端接8端、另一端接23端(见图4)。

所述的第一电阻R1可以用其他器件例如：电容器、双向触发二极管(bidirectional trigger diode)、双向瞬态电压抑止二极管(Two-way to suppress thetransient voltage diode)、气体放电管(gas discharge tube)、半导体放电管(Semiconductor discharge tube)、静电抑制器(Static electricity suppressor)、压敏电阻器(voltage dependent resistor)替代。

所述的定时电路106可以采用多种电路结构，本发明优选了以下的电路结构：其由14端、21端、22端、公共E端、第三电容C3、第四电容C4、第五电容C5、第二电阻R2、第三电阻R3、第四电阻R4、第九二极管D9、第十二极管D10、第十一二极管D11、第十二二极管D12、第十三二极管D13、电位器W1、集成运算放大器IC1、继电器线圈J、继电器动合触点DH、控制开关K组成，其中：第三电容C3的一端与14端相连接、另一端与第九二极管D9的负极及第十一二极管D11的正极相连接；第十二极管D10的负极、第十二极管D12的正极均与AC电压的P2端相连接；第十一二极管D11的负极、第十二二极管D12的负极、第四电容C4的正极、控制开关K的一端均互相连接；控制开关K的另一端、电位器W1的一端、第四电阻R4的一端、集成运算放大器IC1的8脚、继电器线圈J的一端、第十三二极管D13的负极均互相连接；电位器W1的另一端、第五电容C5的一端、第二电阻R2的一端均与集成运算放大器IC1的3脚相连接；第四电阻R4的另一端、第三电阻R3的一端均与集成运算放大器IC1的2脚相连接；继电器线圈J的另一端、第十三二极管D13的正极均与集成运算放大器IC1的1脚相连接；继电器动合触点DH的一端与22端相连接、另一端与21端相连接；第九二极管D9的正极、第十二极管D10的正极、第四电容C4的负极、第五电容C5的另一端、第二电阻R2的另一端、第三电阻R3的另一端、集成运算放大器IC1的4脚均与公共端E相连接(见图4)。

所述的集成运算放大器IC1可以选用多种集成电路，本发明优选LM393集成运算放大器，其可以用集成时基电路或三极管替代。

所述的控制开关K可以选择机械开关、电子开关、敏感开关，例如拨码开关、按键开关、磁敏开关、压敏开关、霍尔开关、气敏开关、触摸开关、程控开关。

所述的电桥电路107可以采用多种电路结构，本发明优选了以下的电路结构：其由第五二极管D5、第六二极管D6、第七二极管D7、第八二极管D8、AC1端、AC2端、DC1端、DC2端组成,其中：第五二极管D5的负极、第六二极管D6的正极均与AC1端相连接；第五二极管D5的正极、第七二极管D7的正极均与DC2端相连接；第六二极管D6的负极、第八二极管D8的负极均与DC1端相连接；第七二极管D7的负极、第八二极管D8的正极均与AC2端相连接(见图4)。

所述的电桥电路107的特征在于：其兼具整流、续流二种功能。

应用本发明,可以取得以下有益效果：

1、推力培增：

为了说明本发明推力培增的性能,我们做了以下测试：

取外购的“推拉交流电磁铁”一个——以下简称“常规件”。

步骤1、按图2：在A1端、A2端输入AC220V，该“常规件”的推力为44.1N

步骤2、按图3：即在该“常规件”之前增设本发明之电子单元100，组成本发明的一项应用实例(以下简称“创新件”)，再在P1端、P2端输入AC220V。实测结果：本发明的此项应用实例即“创新件”的推力为136.7N。

实测结果表明,与常规件相比较，应用本发明的创新件的推力增大了3.1倍。

2、低热运行：由于本发明可以根据推的行程精确地调定启动时间ΔT，所以无惠的电耗少、励磁线圈L低热运行，

3、寂静无噪：

本发明所指的“储能启动的推拉交流电磁铁”，AC电压经电桥电路107整流后,为直流运行,故运行时寂静无可闻噪声。

而常规的交流电磁铁为交流运行，必然存在烦人的交流噪声。

附图说明

图1为常规推拉交流电磁铁的工作原理图；

图2为电磁钉枪之常规推拉交流电磁铁的工作原理图；

图3为本发明的原理方框图；

图4为本发明的一个实施例的电路原理图；

图5为第一单向晶体闸流管SCR1的门极触发电压Uct1与第二单向晶体闸流管SCR2的门极触发电压Uct2之脉冲波形图

图6为AC电压波形图——初相角φ＝0时的AC电压波形图。

具体实施方式

下面结合附图,说明本发明的实施方式。

图3为本发明的原理方框图。图3中：L为常规推拉交流电磁铁的励磁线圈，A1、A2为其之两个连接端口；虚线方框100表示本发明的电子单元100。

结合图3：一种储能启动的推拉交流电磁铁，包括由动铁芯M、静铁芯G、复位弹簧F、励磁线圈L所组成的常规推拉交流电磁铁及电子单元100两部份,其特征在于：所述的电子单元100由第一储能电路101、第一开关电路102、控制电路103、第二开关电路104、第二储能电路105、定时电路106、电桥电路107所组成；其中，所述的电桥电路107的AC1端与AC电压的P1端相连接，DC1端与励磁线圈L的A1端相连接，DC2端与励磁线圈L的A2端相连接，AC2端与所述的第一储能电路101的1端、第一开关电路102的5端、第二开关电路104的10端、第二储能电路105的13端均相连接；所述的第一储能电路101的3端与所述的第一开关电路102之4端相连接；所述的第一开关电路102的6端与所述的控制电路103的7端相连接；所述的控制电路103的8端与第二开关电路104的9端相连接；所述的第二开关电路104的11端与第二储能电路105的12端相连接；所述的定时电路106的14端与AC电压的P1端相连接、21端与控制电路103的7端相连接、22端与控制电路103的23端相连接；所述的第一储能电路101、第一开关电路102、第二开关电路104、第二储能电路105、定时电路106各自一端均与AC电压的P2端相连接(见图3)。

所述的电子单元100与常规交流电磁铁按以上所述的方式相组合，即可组成本发明所指的储能启动的推拉交流电磁铁。

图4为本发明的一个实施例的电路原理图，本实施例中：

1端、第一电容C1、第一二极管D1、3端组成为第一储能电路101；其中，所述的第一电容C1负极与所述的1端相连接、正极与第一二极管D1的负极、3端均相连接；第一二极管D1的正极与AC电压的P2端相连接。

12端、13端、第二电容C2、第四二极管D4组成为第二储能电路105；其中，所述的第二电容C2负极与AC电压的P2端相连接、正极与第四二极管D4的负极、12端均相连接；第四二极管D4的正极与13端相连接。

第二二极管D2、第一单向晶体闸流管SCR1、4端、5端、6端组成为第一开关电路102；其中：所述的第二二极管D2的正极与5端相连接，负极与所述的第一单向晶体闸流管SCR1的阳极、4端相连接；第一单向晶体闸流管SCR1的阴极与AC电压的P2端相连接、门极与6端相连接。

第三二极管D3、第二单向晶体闸流管SCR2、9端、10端、11端组成为第二开关电路104；其中：所述的第三二极管D3的正极与AC电压的P2端相连接、负极与所述的第二单向晶体闸流管SCR2的阳极、11端均相连接；第二单向晶体闸流管SCR2的阴极与10端相连接、门极与9端相连接。

本专业人员应该清楚：所述的第一单向晶体闸流管SCR1、第二单向晶体闸流管SCR2可以用其他开关器件例如场效应管、双向晶体闸流管、绝缘栅双极型晶体管、电子注入增强栅晶体管、静电感应晶闸管或开关三极管代替。

7端、23端、第一电阻R1、8端组成为控制电路103，其中：第一电阻R1的一端接8端、另一端接23端

本领域技术人员应该清楚：所述的第一电阻R1可以用其他器件例如：电容器、双向触发二极管、双向瞬态电压抑止二极管、气体放电管、半导体放电管、静电抑制器、压敏电阻器替代。

14端、21端、22端、公共E端、第三电容C3、第四电容C4、第五电容C5、第二电阻R2、第三电阻R3、第四电阻R4、第九二极管D9、第十二极管D10、第十一二极管D11、第十二二极管D12、第十三二极管D13、电位器W1、集成运算放大器IC1、继电器线圈J、继电器动合触点DH、控制开关K组成为定时电路106，其中：第三电容C3的一端与14端相连接、另一端与第九二极管D9的负极及第十一二极管D11的正极相连接；第十二极管D10的负极、第十二极管D12的正极均与AC电压的P2端相连接；第十一二极管D11的负极、第十二二极管D12的负极、第四电容C4的正极、控制开关K的一端均互相连接；控制开关K的另一端、电位器W1的一端、第四电阻R4的一端、集成运算放大器IC1的8脚、继电器线圈J的一端、第十三二极管D13的负极均互相连接；电位器W1的另一端、第五电容C5的一端、第二电阻R2的一端均与集成运算放大器IC1的3脚相连接；第四电阻R4的另一端、第三电阻R3的一端均与集成运算放大器IC1的2脚相连接；继电器线圈J的另一端、第十三二极管D13的正极均与集成运算放大器IC1的1脚相连接；继电器动合触点DH的一端与22端相连接、另一端与21端相连接；第九二极管D9的正极、第十二极管D10的正极、第四电容C4的负极、第五电容C5的另一端、第二电阻R2的另一端、第三电阻R3的另一端、集成运算放大器IC1的4脚均与公共端E相连接。

所述的控制开关K可以选择机械开关、电子开关、敏感开关，例如拨码开关、按键开关、磁敏开关、压敏开关、霍尔开关、气敏开关、触摸开关、程控开关。

所述的集成运算放大器IC1可以选用多种集成电路，本发明优选LM393集成运算放大器，其可以用集成时基电路或三极管替代。

第五二极管D5、第六二极管D6、第七二极管D7、第八二极管D8、AC1端、AC2端、DC1端、DC2端组成为电桥电路107,其中：第五二极管D5的负极、第六二极管D6的正极均与AC1端相连接；第五二极管D5的正极、第七二极管D7的正极均与DC2端相连接；第六二极管D6的负极、第八二极管D8的负极均与DC1端相连接；第七二极管D7的负极、第八二极管D8的正极均与AC2端相连接。

下面，结合附图，阐述本实施例的工作过程：

一、启动：

结合图4、图5、图6：

t＝t0时，AC电压接通：

在P1为高电平、P2为低电平的AC电压正半周，AC电压沿着P1—D6—励磁线圈L—D7—D4—C2—P2的路径对第二储能电路105中的第二电容C2充电，第二电容C2充电储能。

换言之：所述的第二储能电路105的特征在于：在AC电压的正半周，其中的第二电容C2充电储能。

在P1为低电平、P2为高电平的AC电压负半周，AC电压沿着P2—D1—C1—D8—励磁线圈L—D5—P1的路径对第一储能电路101中的第一电容C1充电，第一电容C1充电储能。

换言之：所述的第一储能电路101的特征在于：在AC电压的负半周，其中的第一电容C1充电储能。

AC电压经第三电容C3降压，第九二极管D9、第十二极管D10、第十一二极管D11、第十二二极管D12整流，第四电容C4滤波,在第四电容C4的两端建立了DC电压Vcc。

t＝t1时，控制开关K开，DC电压Vcc通过电位器W1对第五电容C5充电。此时，集成运算放大器IC1之2脚上的电压V2大于其3脚上的电压V3，即V2＞V3，集成运算放大器IC1之1脚上的电压V1为低电平：V1≈0，继电器线圈J得电、继电器动合触点DH闭合。

在t1～t2时域，AC电压处于P1为低电平、P2为高电平的负半周，第一单向晶体闸流管SCR1为截止状态，AC电压通过SCR1的阴极K1、门极G1、继电器动合触点DH、第一电阻R1的路径,在第二单向晶体闸流管SCR2上产生“门极触发电压Uct2”，所述的第二单向晶体闸流管SCR2触发导通。

所述的第二单向晶体闸流管SCR2触发导通之后，第二储能电路105中的已充电储能的第二电容C2通过第二单向晶体闸流管SCR2放电释能，其放电释能的过程可分为二个阶段：

1、第三二极管D3截止阶段：

结合图4,第二电容C2上的电压Uc2反向偏置第二开关电路104中的第三二极管D3，因此,在第二电容C2放电释能之前，第三二极管D3为截止状态。

若忽略第五二极管D5、第八二极管D8、第二单向晶体闸流管SCR2之上的电压，则励磁线圈L两端的启动电压

U＝Uc2+u (a)

(a)式中：u为AC电压负半周时的瞬时值：u＝UmSin(ωt+φ)，其中Um为AC电压的的振幅值、ω为AC电压的角频率、φ为AC电压的初相角。

由(a)式可知，励磁线圈L两端的启动电压U为第二电容C2上的电压Uc2、AC电压负半周时的瞬时值u之和。换言之：在AC电压负半周，所述的推拉电磁铁启动过程中，等效为相串联的双电源启动——一个电源为AC电压、另一个电源为已充电储能的第二储能电路105中的第二电容C2。

换言之：所述的第二储能电路105的特征在于：在AC电压的负半周，其中的第二电容C2具有增强启动电压的功能。

在相串联的双电源驱动下，励磁线圈L中的启动励磁电流I沿着P2—C2(放电释能)—SCR2—D8—励磁线圈L—D5—P1的路径流通。

随着励磁电流I的流通，动铁芯启动、第二电容C2放电释能。

2、第三二极管D3导通阶段：

随着放电释能的进程，第二电容C2上的电压Uc2不断降低，Uc2＝0以后，AC电压对其反向充电。当Uc2＝－0.7V时,第三二极管D3导通(第三二极管D3选用硅二极管)。

第三二极管D3导通后，第二电容C2上的电压Uc2被第三二极管D3钳制为Uc2＝－0.7V，其就获得了第三二极管D3的保护而不会因反向电压过高而损坏。

换言之：所述的第二开关电路104的特征在于：其中的第三二极管D3兼有保护第二电容C2不受损坏的功能。

第三二极管D3导通后，启动励磁电流I改由下述路径流动：P2—D3—SCR2—D8—励磁线圈L—D5—P1的路径流通。AC电压继续为所述的“储能启动的推拉交流电磁铁”提供“启动功率”。

与上述分析相似，在t2～t 3时域，AC电压为P1高电平、P2为低电平的正半周，第二单向晶体闸流管SCR2进入截止状态，AC电压通过SCR2的阴极K2、门极G2、第一电阻R1、继电器动合触点DH的路径,在第一单向晶体闸流管SCR1上产生“门极触发电压Uct1”，所述的第一单向晶体闸流管SCR1触发导通。

所述的第一单向晶体闸流管SCR1触发导通之后，第一储能电路101中的已充电储能的第一电容C1通过第一单向晶体闸流管SCR1放电释能，其放电释能的过程与第二电容C2相似,也分为二个阶段：

1、第二二极管D2截止阶段：

结合图4,第一电容C1上的电压Uc1反向偏置第一开关电路102中的第二二极管D2，因此,在第一电容C1放电释能之前，第二二极管D2为截止状态。

若忽略第六二极管D6、第七二极管D7、第一单向晶体闸流管SCR1之上的电压，则励磁线圈L两端此时的启动电压

U＝Uc1+u (b)

(b)式中：u为AC电压正半周时的瞬时值：u＝UmSin(ωt+φ)，其中Um为AC电压的的振幅值、ω为AC电压的角频率、φ为AC电压的初相角。

由(b)式可知，励磁线圈L两端此时的启动电压U为第一电容C1上的电压Uc1、AC电压正半周时的瞬时值u之和。换言之：在AC电压正半周，所述的电磁铁启动过程中，也等效为相串联的双电源启动，一个电源为AC电压、另一个电源为已充电储能的第一储能电路101中的第一电容C1。

换言之：所述的第一储能电路101中的特征在于：在AC电压的正半周，其中的第一电容C1具有增强启动电压的功能。

在上述相串联的双电源驱动下，励磁线圈L中的启动励磁电流I沿着P1—D6—励磁线圈L—D7—C1(放电释能)—SCR1—P2的路径流通。

随着励磁电流I的流通，第一电容C1放电释能。

2、第二二极管D2导通阶段：

与前述分析相似，随着放电释能的进程，第一电容C1上的电压Uc1不断降低，Uc1＝0以后，AC电压对其反向充电。当Uc1＝－0.7V时,第二二极管D2导通(第二二极管D2也选用硅二极管)。

第二二极管D2导通后，第一电容C1上的电压Uc1被钳制为Uc1＝－0.7V，其就获得了第二二极管D2的保护而不会因反向电压过高而损坏。

换言之：所述的第一开关电路102的特征在于：其中的第二二极管D2兼有保护第一电容C1不受损坏的功能。

第二二极管D2导通后，励磁电流I改由下述路径流动：P1—D6—励磁线圈L—D7—D2—SCR1—P2的路径流通。AC电压继续为所述的“储能启动的推拉交流电磁铁”提供“启动功率”。

在AC电压处于负半周的t3～t4时域，本实施例的工作过程与同为AC电压负半周的t1～t2时域的工作过程相同；

在AC电压处于正半周的t4～t6时域，本实施例的工作过程与同为AC电压正半周的t2～t3时域的工作过程相同。

综上所述并结合图5,可以得出本发明的一项特征：第一单向晶体闸流管SCR1、第一电容C1与第二单向晶体闸流管SCR2、第二电容C2组成了“推挽启动电路”：

在AC电压正半周：第一单向晶体闸流管SCR1导通、第一电容C1放电释能，第二单向晶体闸流管SCR2截止、第二电容C2充电储能；

在AC电压负半周：第一单向晶体闸流管SCR1截止、第一电容C1充电储能，第二单向晶体闸流管SCR2导通、第二电容C2放电释能；

所述的第一储能电路101、第一开关电路102的特征在于：第一单向晶体闸流管SCR1导通时，第一电容C1放电释能；第一单向晶体闸流管SCR1截止时，第一电容C1充电储能。

所述的第二储能电路105、第二开关电路104的特征在于：第二单向晶体闸流管SCR2导通时，第二电容C2放电释能；第二单向晶体闸流管SCR2截止时，第二电容C2充电储能。

综上所述,可以得出结论：只要调整第一电容C1、第二电容C2的值,本发明就可获得足够强的启动电压U、足够强的启动励磁电流I，就可使动铁芯M、静铁芯G之间的吸合力即推力足够强。

上述结论，为本发明开拓应用领域,例如开拓电磁冲床、电磁切断机、电磁钉枪等领域的应用提供了技术支持。

t＝t5时，动铁芯M与静铁芯G吸合,所述的储能启动的推拉交流电磁铁完成启动过程。

二、复位

再结合图4，随着充电的进程,第五电容C5上的电压V3不断提高，t＝t6时，集成运算放大器IC1之2脚上的电压V2变为小于其3脚上的电压V3，即V2＜V3，集成运算放大器IC1之1脚上的电压V1变为高电平：V1≈Vcc，继电器线圈J失电、继电器动合触点DH断开。

继电器动合触点DH断开后，第一单向晶体闸流管SCR1上的触发电压Uct1＝0，根据晶体闸流管工作原理，已处于导通状态的第一单向晶体闸流管SCR1继续导通，启动励磁电流I继续流通。

在t＝t7时，第一单向晶体闸流管SCR1因其阳极电流小于其“最小维持电流”而关断。

前已述,t＝t5时，动铁芯M与静铁芯G已经吸合，本发明已完成“启动过程”；但在t5～t7时域,第一单向晶体闸流管SCR1仍导通，启动励磁电流I仍流通。此t5～t7时域中,启动励磁电流I起到了巩固启动“成果”的作用，本发明称此t5～t7时域为启动巩固时域。

前已述，t＝t6时，继电器动合触点DH断开，在t＝t7时，第一单向晶体闸流管SCR1、第二单向晶体闸流管SCR2均已关断，因此t＝t7时，启动励磁电流I切断。

第一单向晶体闸流管SCR1关断后，由于励磁线圈L中的电流不能突变，因此，励磁线圈L中的电流将沿着A1—励磁线圈L—A2—D5—D6—A1和A1—励磁线圈L—A2—D7—D8—A1两条路径“续流”并逐渐减小至零，所述的推拉电磁铁复位。因此，所述的储能启动的推拉交流电磁铁不会因励磁线圈L中电流突变而对外界产生干扰。

综上所述可知：所述的电桥电路107在本发明中兼具二种功能，第一，整流功能：将流入励磁线圈L中的电流整流成为直流；第二，续流功能：为励磁线圈L中的电流提供“续流”路径。

换言之：所述的电桥电路107的特征在于：其兼具整流、续流二种功能。

t＝t8时，控制开关k关断，第五电容C5通过第二电阻R2放电，其上电压V3逐渐变为V3＝0——为下一个工作周期的到来作好了准备。

t＝t9时，控制开关k重新“开”,所述的“储能启动的推拉交流电磁铁”再次进入“启动”、“复位”的工作周期中。

结合图4、图6，励磁线圈L中启动电流I流通时间的长短主要由继电器动合触点DH闭合的时间ΔT决定，ΔT越长，启动电流I流通时间也越长，耗电也越多。

所述的储能启动的推拉交流电磁铁之“推”的行程决定之后，相应的ΔT的时间长短也随之决定。ΔT时间过长，将会造成无惠的电力浪费并导致励磁线圈L发热。

本发明另一特征在于：可以通过调整电位器W1的值,调整继电器动合触点DH闭合的时间ΔT的值。

调整过程为：电位器W1的阻值越大，集成运算放大器IC1的3脚的电压V3上升越慢，ΔT的值越大；反之，电位器W1的阻值越小，集成运算放大器IC1的3脚的电压V3上升越快，ΔT的值越小。

以上阐述了本发明的技术方案,一切不脱离本发明的技术方案之实质的替代，都应在本发明的权利要求的范围内。

Claims (1)

1.一种储能启动的推拉交流电磁铁，包括由动铁芯(M)、静铁芯(G)、复位弹簧(F)、励磁线圈(L)所组成的推拉交流电磁铁及电子单元(100)两部分,其特征在于：所述的电子单元由第一储能电路(101)、第一开关电路(102)、控制电路(103)、第二开关电路(104)、第二储能电路(105)、定时电路(106)、电桥电路(107)所组成；

所述的电桥电路的AC1端与AC电压的P1端相连接，DC1端与励磁线圈的A1端相连接，DC2端与励磁线圈的A2端相连接，AC2端与所述的第一储能电路的1端、第一开关电路的5端、第二开关电路的10端、第二储能电路的13端均相连接；所述的第一储能电路的3端与所述的第一开关电路之4端相连接；所述的第一开关电路的6端与所述的控制电路的7端相连接；所述的控制电路的8端与第二开关电路的9端相连接；所述的第二开关电路的11端与第二储能电路的12端相连接；所述的定时电路的14端与AC电压的P1端相连接、21端与控制电路的7端相连接、22端与控制电路的23端相连接；所述的第一储能电路、第一开关电路、第二开关电路、第二储能电路、定时电路各自一端均与AC电压的P2端相连接；

所述的第一储能电路(101)由1端、第一电容(C1)、第一二极管(D1)、3端组成；其中，所述的第一电容(C1)负极与所述的1端相连接、正极与第一二极管(D1)的负极、3端均相连接；第一二极管(D1)的正极与AC电压的P2端相连接；

所述的第一开关电路(102)由第二二极管(D2)、第一单向晶体闸流管、4端、5端、6端组成；其中：所述的第二二极管的正极与5端相连接，负极与所述的第一单向晶体闸流管(SCR1)的阳极、4端相连接；第一单向晶体闸流管的阴极与AC电压的P2端相连接、门极与6端相连接；

所述的控制电路(103)由7端、23端、第一电阻(R1)、8端组成，其中：第一电阻的一端接8端、另一端接23端；

所述的第二开关电路(104)由第三二极管(D3)、第二单向晶体闸流管(SCR2)、9端、10端、11端组成；其中：所述的第三二极管的正极与AC电压的P2端相连接、负极与所述的第二单向晶体闸流管的阳极、11端均相连接；第二单向晶体闸流管的阴极与10端相连接、门极与9端相连接；

所述的第二储能电路(105)由12端、13端、第二电容(C2)、第四二极管(D4)组成；其中，所述的第二电容负极与AC电压的P2端相连接、正极与第四二极管的负极、12端均相连接；第四二极管的正极与13端相连接；

所述的定时电路(106)由14端、21端、22端、公共E端、第三电容(C3)、第四电容(C4)、第五电容(C5)、第二电阻(R2)、第三电阻(R3)、第四电阻(R4)、第九二极管(D9)、第十二极管(D10)、第十一二极管(D11)、第十二二极管(D12)、第十三二极管(D13)、电位器(W1)、集成运算放大器(IC1)、继电器线圈(J)、继电器动合触点(DH)、控制开关(K)组成，其中：第三电容的一端与14端相连接、另一端与第九二极管的负极及第十一二极管的正极相连接；第十二极管的负极、第十二极管的正极均与AC电压的P2端相连接；第十一二极管的负极、第十二二极管的负极、第四电容的正极、控制开关的一端均互相连接；控制开关的另一端、电位器的一端、第四电阻的一端、集成运算放大器的8脚、继电器线圈的一端、第十三二极管的负极均互相连接；电位器的另一端、第五电容的一端、第二电阻的一端均与集成运算放大器的3脚相连接；第四电阻的另一端、第三电阻的一端均与集成运算放大器的2脚相连接；继电器线圈的另一端、第十三二极管的正极均与集成运算放大器的1脚相连接；继电器动合触点的一端与22端相连接、另一端与21端相连接；第九二极管的正极、第十二极管的正极、第四电容的负极、第五电容的另一端、第二电阻的另一端、第三电阻的另一端、集成运算放大器的4脚均与公共端E相连接；

所述的电桥电路(107)由第五二极管、第六二极管、第七二极管、第八二极管、AC1端、AC2端、DC1端、DC2端组成,其中：第五二极管的负极、第六二极管的正极均与AC1端相连接；第五二极管的正极、第七二极管的正极均与DC2端相连接；第六二极管的负极、第八二极管的负极均与DC1端相连接；第七二极管的负极、第八二极管的正极均与AC2端相连接。