CN106504851B - 增压启动的交流电磁铁 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种增压启动的交流电磁铁，包括由动铁芯、静铁芯、复位弹簧、励磁线圈所组成的常规交流电磁铁及电子单元两部分，所述电子单元100由第一储能电路、第一开关电路、控制电路、第二开关电路、第二储能电路、保持电路、电桥电路所组成。

Description

增压启动的交流电磁铁

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、可以高效节电的增压启动的交流电磁铁。

背景技术

交流电磁铁是一种应用非常广泛的低压电器。例如交流电磁接触器、交流电磁阀、交流电磁牵引器、交流电磁离合器、交流电磁制动器、交流电磁吸盘、交流电磁起重机、交流电磁锁、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、交流磁悬浮列车、电磁弹射器等器械中均设有交流电磁铁。

图1为常规交流电磁铁的工作原理图。这种常规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；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。

这种常规的交流电磁铁的工作过程可分为启动、吸持、复位三个阶段：

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。

2、吸持：励磁线圈L继续与AC电压接通，动、静铁芯继续保持吸合的状态。在此阶段，励磁电源只须提供较小的功率(以下称此功率为吸持功率)，动、静铁芯也能继续吸合。在此阶段，励磁电源若提供过大的吸持功率，将造成电能浪费并导致交流电磁铁不应有的发热升温；

3、复位：励磁线圈L断开AC电压，动、静铁芯复位分离。

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所示的由静铁芯G、励磁线圈L、阀芯(相当于动铁芯)M、复位弹簧F组成的常规交流电磁阀的工作过程为：AC电压接通前，入口与出口隔断；AC电压接通后，阀芯(动铁芯)M与静铁芯G吸合，入口与出口连通。图3所示的由静铁芯G、励磁线圈L、动铁芯M、复位弹簧F组成的常规交流电磁推拉器的工作过程为：AC电压接通前，动铁芯M与静铁芯G分离；AC电压接通后，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、拉的动作。

常规交流电磁铁由于启动与吸持阶段，励磁线圈L中均通以相同的AC电压，因此存在以下的严重缺点：

1、无谓的耗电：如前已述，在启动和吸持阶段，常规交流电磁铁的励磁线圈L中均通以相同的AC电压，导致吸持功率过大，造成了无谓的电能损耗；

2、发热：无谓的电能损耗所产生的恶果是升温发热，严重时，甚至会烧毁常规交流电磁铁的励磁线圈L；

3、存在烦人的交流噪声。

4、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吸合的速度较慢。

5、无续流电路，AC电压切断瞬间，易对外电路产生干扰。

针对常规交流电磁铁的现状，本发明要达到的目标是：应用电子技术，改造传统产业，设计一种采用储能电路、可以高效节电的增压启动的交流电磁铁。

发明内容

本发明实现上述目标的方法为：一种增压启动的交流电磁铁，包括由动铁芯M、静铁芯G、复位弹簧F、励磁线圈L所组成的常规交流电磁铁及电子单元100两部分，其特征在于：所述电子单元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、保持电路106、电桥电路107所组成；其中，所述电桥电路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；所述第一储能电路101的3端与所述第一开关电路102之4端相连接；所述第一开关电路102的6端与所述控制电路103的7端相连接；所述控制电路103的8端与第二开关电路104的9端相连接；所述第二开关电路104的11端与第二储能电路105的12端相连接；所述保持电路106的14端与外电路相连接的方法，可以分别采用以下三种：其一，与电桥电路107的DC1端相连接、其二，与电桥电路107的DC2端相连接、其三，与电桥电路107的AC2端相连接；所述第一储能电路101、第一开关电路102、第二开关电路104、第二储能电路105、保持电路106各自一端均与AC电压的P2端相连接(见图4)。

所述电子单元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增压启动的交流电磁铁。

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，所述第一电容C1负极与所述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，所述第一电容C1具有增强启动电压的功能。

所述第二储能电路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，所述第二电容C2具有增强启动电压的功能。

所述第一开关电路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：所述第二二极管D2的正极与5端相连接，负极与所述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5、图6、图7)。

所述第一开关电路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：所述第三二极管D3的正极与AC电压的P2端相连接、负极与所述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5、图6、图7)。

所述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、控制开关K、第一电阻R1、8端组成，其中：第一电阻R1的一端接8端、另一端接控制开关K的一端；控制开关K的另一端接7端(见图5、图6、图7)。

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

所述控制开关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。

所述保持电路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、第四电容C4组成，其中：第四电容C4的一端与14端相连接、另一端与AC电压的P2端相连接。

所述电桥电路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5、图6、图7)。

所述电桥电路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、高效节电：

实测结果表明，与常规件相比较，应用本发明的创新件的节电效率高达99％。

2、低热运行：本发明具有高效节电的功能，节约了电能，运行时必然低热。

3、寂静无噪：

本发明所指的增压启动的交流电磁铁，AC电压经保持电路106整流后，为直流运行，故运行时寂静无可闻噪声。

而常规交流电磁铁为交流运行，必然存在烦人的交流噪声。

4、根据本发明的技术特征：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之间的吸合力足够强。

上述技术特征，为本发明开拓应用领域，例如开拓电磁冲床、电磁弹射器、磁悬浮列车等领域的应用提供了技术支持。

附图说明

图1为常规交流电磁铁的工作原理图；

图2为常规交流电磁阀之交流电磁铁的工作原理图；

图3为常规交流电磁推拉器之交流电磁铁的工作原理图；

图4为本发明的原理方框图；

图5为实施例1的电路原理图；

图6为实施例2的电路原理图；

图7为实施例3的电路原理图；

图8为AC电压波形图——初相角φ＝0时的AC电压波形图。

图9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。

具体实施方式

下面结合附图，说明本发明的实施方式。

图4为本发明的原理方框图，图5为实施例1的电路原理图。图4中：L为常规交流电磁铁中的励磁线圈，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4：一种增压启动的交流电磁铁，包括由动铁芯M、静铁芯G、复位弹簧F、励磁线圈L所组成的常规交流电磁铁及电子单元100两部分，其特征在于：所述电子单元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、保持电路106、电桥电路107所组成；其中，所述电桥电路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；所述第一储能电路101的3端与所述第一开关电路102之4端相连接；所述第一开关电路102的6端与所述控制电路103的7端相连接；所述控制电路103的8端与第二开关电路104的9端相连接；所述第二开关电路104的11端与第二储能电路105的12端相连接；所述保持电路106的14端与外电路相连接的方法，可以分别采用以下三种：其一，与电桥电路107的DC1端相连接、其二，与电桥电路107的DC2端相连接、其三，与电桥电路107的AC2端相连接；所述第一储能电路101、第一开关电路102、第二开关电路104、第二储能电路105、保持电路106各自一端均与AC电压的P2端相连接。

所述电子单元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增压启动的交流电磁铁。

图5为实施例1的电路原理图，本实施例1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；其中，所述第一电容C1负极与所述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；其中，所述第二电容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：所述第二二极管D2的正极与5端相连接，负极与所述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：所述第三二极管D3的正极与AC电压的P2端相连接、负极与所述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、控制控制开关K、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、另一端接控制开关K的一端；控制开关K的另一端接7端。

本专业人员应该清楚：所述第一电阻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。

所述控制开关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。

14端、第四电容C4组成为保持电路106，其中：第四电容C4的一端与14端相连接、另一端与AC电压的P2端相连接。

在本实施例1中，所述14端与电桥电路107中的AC2端相连接。

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1的工作过程：

一、启动：

结合图4、图5、图8、图9：

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。

t＝t1时，控制开关K开：

t＝t6时，控制开关K关。

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、控制开关K、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，所述第二单向晶体闸流管SCR2触发导通。

所述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5，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

上式中：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。

由上述可知，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，所述电磁铁启动过程中，等效为相串联的双电源启动，即一个电源为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电压继续为所述增压启动的交流电磁铁提供启动功率。

与上述分析相似，在t2～t3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、控制开关K的路径，在第一单向晶体闸流管SCR1上产生门极触发电压Uct1，所述第一单向晶体闸流管SCR1触发导通。

所述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5，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

上式中：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。

由上可知，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，所述电磁铁启动过程中，也等效为相串联的双电源启动，即一个电源为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电压继续为所述增压启动的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、电磁弹射器、磁悬浮列车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，所述增压启动的交流电磁铁完成启动过程并进入吸持阶段。

二、吸持：

再结合图8，图9，在t5～t6时域，控制开关K仍为开的状态、第一单向晶体闸流管SCR1上的触发电压仍为Uct1，其仍为导通状态。

t＝t6时，控制开关K关断，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，启动励磁电流I切断。

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。

在t7～t8时域，控制开关K处于关断的状态；Uct1＝0、Uct2＝0，第一单向晶体闸流管SCR1、第二单向晶体闸流管SCR2均为截止状态；第一电容C1、第二电容C2均为已充满电且无放电路径的等效开路状态。

换言之：本发明的特征在于：在t7～t8时域，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均处于休眠等待(等待下一个工作周期)的状态。

在此t7～t8时域，AC电压通过保持电路106中的第四电容C4上的电流ic3、ic4为本发明提供吸持功率，使已吸合的动铁芯M与静铁芯G继续保持吸合状态。其过程为：

结合图5，在P1为高电平、P2为低电平的AC电压正半周：

第四电容C4上的电流ic3(实线箭头所示)沿着P1—D6—励磁线圈L—D7—C4(充电)—P2的路径流通；

在P1为低电平、P2为高电平的AC电压负半周：

第四电容C4上的电流ic4(虚线箭头所示)沿着P2—C4(放电)—D8—励磁线圈L—D5—P1的路径流通；

图5中，第四电容C4上实线箭头表示的电流ic3、虚线箭头表示的电流ic4，存在互生共存的关系，没有前者对第四电容C4充电，就没有后者对第四电容C4放电，反之亦然。

综上所述，简言之：电流ic3、电流ic4共同维持本发明的吸持状态。

三、复位

t＝t8时，AC电压关断，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，所述增压启动的交流电磁铁复位。

综上所述可知：所述电桥电路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：所述电桥电路107的特征在于：其兼具整流、续流二种功能。

t＝t9时，AC电压重新接通，所述增压启动的交流电磁铁再次通电，重新进入启动、吸持、复位的工作周期中。

图6为实施例2的电路原理图，本实施例2的电路结构与实施例1相同，不同之处为：

在实施例1中，保持电路106的14端与电桥电路107的AC2端相连接，而本实施例2中，保持电路106的14端与电桥电路107的DC1端相连接。

本实施例2启动、吸持、复位的工作过程与实施例1相同。

图7为实施例3的电路原理图，与实施例1相比较，本实施例3有一处与实施例1不同：

在实施例1中，保持电路106的14端与电桥电路107的AC2端相连接，而本实施例3中，保持电路106的14端与电桥电路107的DC2端相连接。

本实施例3启动、吸持、复位的工作过程与实施例1相同。

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)

1.一种增压启动的交流电磁铁，包括由动铁芯、静铁芯、复位弹簧、励磁线圈所组成的交流电磁铁及电子单元两部分，其特征在于：所述电子单元由第一储能电路、第一开关电路、控制电路、第二开关电路、第二储能电路、保持电路、电桥电路所组成；其中，所述电桥电路的A端与AC电压的P1端相连接，D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；所述第一储能电路的3端与所述第一开关电路之4端相连接；所述第一开关电路的6端与所述控制电路的7端相连接；所述控制电路的8端与第二开关电路的9端相连接；所述第二开关电路的11端与第二储能电路的12端相连接；所述保持电路的14端与外电路相连接的方法分别采用以下三种之一：其一，与电桥电路的DC1端相连接、其二，与电桥电路的DC2端相连接、其三，与电桥电路的AC2端相连接；所述第一储能电路、第一开关电路、第二开关电路、第二储能电路、保持电路各自一端均与AC电压的P2端相连接；

所述第一储能电路由1端、第一电容、第一二极管、3端组成；其中，所述第一电容负极与所述1端相连接、正极与第一二极管的负极、3端均相连接；第一二极管的正极与AC电压的P2端相连接；

所述第一开关电路由第二二极管、第一单向晶体闸流管、4端、5端、6端组成；其中：所述第二二极管的正极与5端相连接，负极与所述第一单向晶体闸流管的阳极、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；

所述控制电路由7端、控制开关、第一电阻、8端组成，其中：第一电阻的一端接8端、另一端接控制开关的一端；控制开关的另一端接7端；

所述第二开关电路由第三二极管、第二单向晶体闸流管、9端、10端、11端组成；其中：所述第三二极管的正极与AC电压的P2端相连接、负极与所述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；

所述第二储能电路由12端、13端、第二电容、第四二极管组成；其中，所述第二电容负极与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；

所述保持电路由14端、第四电容组成，其中：第四电容的一端与14端相连接、另一端与AC电压的P2端相连接；

所述电桥电路由第五二极管、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。