CN109449050A - 节能安全起动继电器电磁铁控制电磁系统 - Google Patents

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Abstract

一种节能安全起动继电器电磁铁控制电磁系统，包括启动开关（K），继电器节点或电磁铁的开关（KJ）、电动机（M），启动开关（K）连接电源以及连接继电器节点或电磁铁的开关（KJ），继电器节点或电磁铁的开关（KJ）串联电动机（M），其特征在于：该系统中还包括可靠吸合判断电路、基于有与门控制的电阻桥分压三极管导通控制电路和RC时间延时控制电路；本发明的优点及效果为：1、可靠吸合判断后，降低起动继电器或电磁铁线圈的保持电压，达到了节能的目的，并能避免长时间工作导致控制电磁线圈过热烧毁的问题。2、起动电磁线圈及相关控制电器时间可控制：安全起动控制器设计了起动时间控制电磁线圈电路，由控制电路精确地控制相关电器起动工作时间。3、安装、使用方便：节能安全节能起动控制器采用控制部分和执行部分一体化设计，使其在汽车、摩托车不改变原有起动电路和外接电缆线方式的基础上，可直接替换安装使用。

Description

节能安全起动继电器电磁铁控制电磁系统
技术领域
本发明涉及一种本发明涉及汽车及摩托车起动继电器和电控门锁电磁铁节能安全控制器件，具体为一种节能、安全起动控制电磁线圈系统。
背景技术
起动继电器及车锁控制电磁铁是汽车、摩托车上必不可少的电磁控制开关器件之一，起动控制器的性能直接影响着汽车、摩托车能否正常起动，同时决定着起动电机和电瓶的寿命。目前在汽车、摩托车上使用的起动控制器通常是用起动开关控制起动继电器，继电器触点接通后来直接控制起动电机的方式，而这种起动方式存在着以下缺点：
为防止误动作及抗干扰(车辆行驶时的震动等)，起动继电器线圈或电控门锁的线圈磁力系统尽量做到复位弹簧尽量的大，已保证继电器或电磁铁可靠释放，并不因震动导致误动作。这样就要保证继电器或电磁铁的吸合时，吸合力尽量的大来反抗复位弹簧的反力。而要做到电磁吸合大，就要保证线圈的安匝比最大----同等电流下，线圈的匝数越多；或同等的匝数下，线圈电流越大，电磁吸合力就越大。因为体积的原因，线圈的匝数不可能过大，一般通过减小线圈内阻来增大电流，达到增加吸合力的目的。这时，传统的继电器或电磁铁就存在着不可避免的线圈内阻小，电流大的缺陷。这个缺陷在需要长时间导通的时候，就会出现线圈因电流大，温升上升过快导致线圈烧毁甚至导致电器火灾。
发明内容
发明目的：
本发明涉及一种节能安全起动继电器电磁铁控制电磁系统,其目的是解决以往所存在的问题。
技术方案：
一种节能安全起动继电器电磁铁控制电磁系统，包括启动开关(K)，继电器节点或电磁铁的开关(KJ)、电动机(M)，启动开关(K)连接电源以及连接继电器节点或电磁铁的开关(KJ)，继电器节点或电磁铁的开关(KJ)串联电动机 (M)，其特征在于：该系统中还包括可靠吸合判断电路、基于有与门控制的电阻桥分压三极管导通控制电路和RC时间延时控制电路；
可靠吸合判断电路包括门电路(IC1)、第三电阻(R3)、第四电阻(R4)和第五电阻(R5)；
基于有与门控制的电阻桥分压三极管导通控制电路包括第一三极管(T1)、第二三极管(T2)、第三三极管(T3)、第一电阻(R1)、第二电阻(R2)、可变电阻(RW)和稳压管(DW)；
RC时间延时控制电路包括第六电阻(R6)、电容(C)和一个二极管；
第三电阻(R3)的一端连接至继电器节点或电磁铁的开关(KJ)的一端，第三电阻(R3)的另一端连接至门电路(IC1),第四电阻(R4)的一端连接至继电器节点或电磁铁的开关(KJ)的另一端，第四电阻(R4)的另一端连接至门电路(IC1), 门电路(IC1)通过第五电阻(R5)连接至第二三极管(T2)的基极，第二三极管 (T2)的集电极连接可变电阻(RW),第二三极管(T2)的发射极连接电源；
第一电阻(R1)与第二电阻(R2)串联形成串联电路，该串联电路一端连接启动开关(K),另一端连接至电源；
可变电阻(RW)连接至第一电阻(R1)与第二电阻(R2)之间(u3)；第一三极管(T1)的基极也连接至第一电阻(R1)与第二电阻(R2)之间(u3),第一三极管(T1)的集电极连接继电器节点或电磁铁的开关(KJ)上的继电器线圈或电磁铁(RJ),第一三极管(T1)的发射极连接至电源，继电器线圈或电磁铁(RJ)连接启动开关(K)；
第三三极管(T3)的基极连接稳压管(DW),第三三极管(T3)的集电极分为两路，其中一路连接可变电阻(RW),另一路连接在第一电阻(R1)与第二电阻(R2) 之间(u3)，第三三极管(T3)的发射极连接至电源；
第六电阻(R6)与电容(C)串联形成串联电路，该串联电路一端连接启动开关(K),另一端连接电源，稳压管(DW)连接在第六电阻(R6)与电容(C)之间，二极管的一端连接在第六电阻(R6)与电容(C)之间，另一端连接至启动开关(K)。
该系统还包括一个第7电阻(R7)，该第7电阻(R7)并联在第六电阻(R6) 和电容(C)形成的串联电路上。
优点效果：
本发明涉及一种节能安全起动继电器电磁铁控制电磁系统,分为三部分： 1.继电器节点两端或电磁铁控制的开关两端用门电路构成的可靠吸合判断电路；2. 基于有与门控制的电阻桥分压三极管导通控制电路，控制继电器线圈的电流和电压； 3.RC时间延时控制短路。
利电磁特性：铁芯与衔铁间距离越小，衔铁所通过的磁通量越大(吸合力越大)，当磁铁可靠吸合时，铁芯与衔铁距离为零，这时吸合力最大，继电器或电磁铁进入保持状态，利用控制变换线圈两端电压，根据功率公式P＝U2/R＝I2R，当可靠吸合后，改变吸合电压变为保持电磁电压，这时U变为原有电压或电流的2/3甚至1/2时，仍能保持吸合状态----即继电器或电磁铁的保持电压，根据公式：P＝U2/R＝I2R
线圈内阻R不变，这时的电压为保持电压(或保持电流)，这时消耗的功率是原有吸合功率的4/9～1/4，通过继电器可靠吸合后，改变电压为保持电压，这样可以降低功率为原有的0.5～0.25，达到节能和降低线圈电流温升的目的。
本发明的优点及效果为：
1、可靠吸合判断后，降低起动继电器或电磁铁线圈的保持电压，达到了节能的目的，并能避免长时间工作导致控制电磁线圈过热烧毁的问题。
2、起动电磁线圈及相关控制电器时间可控制：安全起动控制器设计了起动时间控制电磁线圈电路，由控制电路精确地控制相关电器起动工作时间。
3、安装、使用方便：节能安全节能起动控制器采用控制部分和执行部分一体化设计，使其在汽车、摩托车不改变原有起动电路和外接电缆线方式的基础上，可直接替换安装使用。
由于本发明所述节能、安全起动控制器具备了以上的控制功能：
1.降低起动继电器或电磁铁的电磁线圈的保持电压，达到了节能的目的，并能避免长时间工作导致电磁线圈过热烧毁的问题。
2.通过起动电磁线圈及相关控制电器时间可控制，从而避免因起动时间过长，使起动电机或车锁等长时间工作温升过高，及电瓶长时间工作导致过放及温升过高所造成成的损坏。故可大大提高起动回路的安全、可靠性，同时延长了起动回路器件及其他门锁控制电磁铁、电瓶的使用寿命。
附图说明
图1为本发明的电路结构图。
具体实施方式
一种节能安全起动继电器电磁铁控制电磁系统，包括启动开关(K)，继电器节点或电磁铁的开关(KJ)、电动机(M)，启动开关(K)连接电源以及连接继电器节点或电磁铁的开关(KJ)，继电器节点或电磁铁的开关(KJ)串联电动机 (M)，该系统中还包括可靠吸合判断电路、基于有与门控制的电阻桥分压三极管导通控制电路和RC时间延时控制电路；
可靠吸合判断电路包括门电路(IC1)、第三电阻(R3)、第四电阻(R4)和第五电阻(R5)；
基于有与门控制的电阻桥分压三极管导通控制电路包括第一三极管(T1)、第二三极管(T2)、第三三极管(T3)、第一电阻(R1)、第二电阻(R2)、可变电阻(RW)和稳压管(DW)；
RC时间延时控制电路包括第六电阻(R6)、电容(C)和一个二极管；
第三电阻(R3)的一端连接至继电器节点或电磁铁的开关(KJ)的一端，第三电阻(R3)的另一端连接至门电路(IC1),第四电阻(R4)的一端连接至继电器节点或电磁铁的开关(KJ)的另一端，第四电阻(R4)的另一端连接至门电路(IC1), 门电路(IC1)通过第五电阻(R5)连接至第二三极管(T2)的基极，第二三极管 (T2)的集电极连接可变电阻(RW),第二三极管(T2)的发射极连接电源；
第一电阻(R1)与第二电阻(R2)串联形成串联电路，该串联电路一端连接启动开关(K),另一端连接至电源；
可变电阻(RW)连接至第一电阻(R1)与第二电阻(R2)之间(u3)；第一三极管(T1)的基极也连接至第一电阻(R1)与第二电阻(R2)之间(u3),第一三极管(T1)的集电极连接继电器节点或电磁铁的开关(KJ)上的继电器线圈或电磁铁(RJ),第一三极管(T1)的发射极连接至电源，继电器线圈或电磁铁(RJ)连接启动开关(K)；
第三三极管(T3)的基极连接稳压管(DW),第三三极管(T3)的集电极分为两路，其中一路连接可变电阻(RW),另一路连接在第一电阻(R1)与第二电阻(R2) 之间(u3)，第三三极管(T3)的发射极连接至电源；
第六电阻(R6)与电容(C)串联形成串联电路，该串联电路一端连接启动开关(K),另一端连接电源，稳压管(DW)连接在第六电阻(R6)与电容(C)之间，二极管的一端连接在第六电阻(R6)与电容(C)之间，另一端连接至启动开关(K)。
该系统还包括一个第7电阻(R7)，该第7电阻(R7)并联在第六电阻(R6) 和电容(C)形成的串联电路上。
电路原理说明：
1.起动开关K断开时，内部电路无电流，RJ线圈无电流，继电器或电磁铁不工作。
2.当电路开关K闭合瞬间，继电器或电磁铁未动作靠吸合，继电器节点或电磁铁的开关两端电压u1高电平,u2低电平,门电路I1电路输出，门电路IC1端为1，0；输出为0，三极管T2不导通，根据内部分压电阻设置，u3＝U电源*R2/(R1+R2),三极管处于完全导通状态，继电器或电磁铁线圈RJ完全导通。
3.继电器或电磁铁开始吸合后，继电器或电磁铁控制的开关K吸合，u1＝u2都为高电平，与门电路IC输入端是1，1都是高电平；输出端为1，高电平；因此三极管 T2导通，Rw导通，Rw与R2形成并联，对U3分压，这时T1的基极b处于放大区,调整Rw的值使T1通过的电流设定为完全导通值的1/2～2/3，根据电磁特性(保持电压或保持电流)，继电器或电磁铁仍能保持吸合状态，根据电功率公式P＝I2R＝U2/R, 电阻不变，这时线圈功率消耗为原来的1/4或4/9，达到了降低线圈功耗，节能并防止线圈过热的问题。
4.当人为忘记关闭起动开关K或其他原因导致开关K长闭合断不开状态，电路中R6对C充电，当达到设定值(RC充电时间)，C电压击穿稳压管Dw，T3导通，这时u3电压为零，T1截止，继电器线圈或电磁铁RJ关断，达到保护起动机或其他用电器的功能。
5.当开关K断开后,继电器线RJ停止工作，电容C通过二极管D及R7放电。

Claims (2)

1.一种节能安全起动继电器电磁铁控制电磁系统，包括启动开关(K)，继电器节点或电磁铁的开关(KJ)、电动机(M)，启动开关(K)连接电源以及连接继电器节点或电磁铁的开关(KJ)，继电器节点或电磁铁的开关(KJ)串联电动机(M)，其特征在于：该系统中还包括可靠吸合判断电路、基于有与门控制的电阻桥分压三极管导通控制电路和RC时间延时控制电路；
可靠吸合判断电路包括门电路(IC1)、第三电阻(R3)、第四电阻(R4)和第五电阻(R5)；
基于有与门控制的电阻桥分压三极管导通控制电路包括第一三极管(T1)、第二三极管(T2)、第三三极管(T3)、第一电阻(R1)、第二电阻(R2)、可变电阻(RW)和稳压管(DW)；
RC时间延时控制电路包括第六电阻(R6)、电容(C)和一个二极管；
第三电阻(R3)的一端连接至继电器节点或电磁铁的开关(KJ)的一端，第三电阻(R3)的另一端连接至门电路(IC1),第四电阻(R4)的一端连接至继电器节点或电磁铁的开关(KJ)的另一端，第四电阻(R4)的另一端连接至门电路(IC1),门电路(IC1)通过第五电阻(R5)连接至第二三极管(T2)的基极，第二三极管(T2)的集电极连接可变电阻(RW),第二三极管(T2)的发射极连接电源；
第一电阻(R1)与第二电阻(R2)串联形成串联电路，该串联电路一端连接启动开关(K),另一端连接至电源；
可变电阻(RW)连接至第一电阻(R1)与第二电阻(R2)之间(u3)；第一三极管(T1)的基极也连接至第一电阻(R1)与第二电阻(R2)之间(u3),第一三极管(T1)的集电极连接继电器节点或电磁铁的开关(KJ)上的继电器线圈或电磁铁(RJ),第一三极管(T1)的发射极连接至电源，继电器线圈或电磁铁(RJ)连接启动开关(K)；
第三三极管(T3)的基极连接稳压管(DW),第三三极管(T3)的集电极分为两路，其中一路连接可变电阻(RW),另一路连接在第一电阻(R1)与第二电阻(R2)之间(u3)，第三三极管(T3)的发射极连接至电源；
第六电阻(R6)与电容(C)串联形成串联电路，该串联电路一端连接启动开关(K),另一端连接电源，稳压管(DW)连接在第六电阻(R6)与电容(C)之间，二极管的一端连接在第六电阻(R6)与电容(C)之间，另一端连接至启动开关(K)。
2.根据权利要求1所述的节能安全起动继电器电磁铁控制电磁系统，其特征在于：该系统还包括一个第7电阻(R7)，该第7电阻(R7)并联在第六电阻(R6)和电容(C)形成的串联电路上。
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