CN2196813Y

CN2196813Y - 耐频繁操作的直流制动电磁铁

Info

Publication number: CN2196813Y
Application number: CN 94243381
Authority: CN
Inventors: 金国钜; 聂春华
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1994-10-10
Filing date: 1994-10-10
Publication date: 1995-05-10
Anticipated expiration: 2004-10-10

Abstract

本实用新型涉及一种适合块式制动器和盘式制动器使用的耐频繁操作的直流制动电磁铁。根据15^# 铸钢的磁化曲线，选择高磁密工作点，大中规格Bδ≥ 1.5T，以降低电磁铁的自重和外形尺寸。控制方案采用变压器降压，并用衔铁压触行程开关尽快地将吸合电流转换为吸持电流。本实用新型具有外形尺寸小、重量轻、耗铜量少、线圈温升低、节能，适于频繁操作，动作快速且工作可靠性高，使用寿命长等优点。

Description

本实用新型涉及一种适合块式制动器和盘式制动器使用的，特别是起重运输、矿山、冶金、港口及建筑等机械上块式制动器和盘式制动器使用的耐频繁操作的直流制动电磁铁。

制动电磁铁是各种块式制动器或盘式制动器广泛采用的驱动装置。目前国内普遍采用的是MZD1和MZS1系列交流制动电磁铁，它们虽具有控制电路简单，结构简单，制造、使用及维护均较方便等优点。但却存在如下无法克服的缺点：外形尺寸大，极易匝间短路而过热被烧坏，使用寿命较短，耗电量高，耗铜量大，制造成本较高，可靠性差，不耐频繁操作，维护工作量大，使用成本高。

在欧洲及日本普遍采用交、直流电源的强励起动弱励维持的直流制动电磁铁。有的通过电容、电阻降压、桥式整流，利用时间继电器或电流继电器切换。此种电磁铁虽然比交流电磁铁具有节能，工作可靠性高，适于频繁操作，使用维护方便等优点，但还存在如下缺点：形体较大，耗能耗铜也较多，电容器容易老化，影响工作可靠性，电阻发热耗能；无论是时间继电器切换还是电流继电器切换，为保证电磁铁可靠工作，整定时间或吸合电流往往比电磁铁动作时间或所需电流大得多，这就使电磁铁动作后维持吸合电流的时间较长，造成电磁铁线圈温升很高，不仅耗能，同时降低了工作可靠性。

本实用新型的目的是提供一种能克服上述缺点的耐频繁操作的直流制动电磁铁。

首先为降低电磁铁的自重和外形尺寸，根据15^＃铸钢的磁化曲线，选择高磁密工作点，大中规格Bδ≥1.5T。这样就可以大大降低磁导体的截面，同时也为降低线圈铜耗与时间常数τ打下基础。其次为保持线圈的低能耗与低温升，选定合理的吸持电流，据此选择线规时又保持电密不大于2A／mm²。再是不盲目追求强励磁的电压倍数以缩短动作时间，而改用降低时间常数的途径，既可同样快速动作，又保持了合理的设计裕度与可靠性，保证在电压波动、气隙增大、线圈处于热态条件下仍能可靠地工作。

为实现以上功能，还同时采取以下措施：

1、控制方案采用变压器降压损耗低，方便调节，而且工作可靠；并用衔铁压触行程开关尽快地将吸合电流I_Q转换为吸持电流I₆，使吸合时损耗降到最低，也为线圈的低温升打下基础。同时在保证可靠吸持衔铁的条件下降低吸持电流值，以采用较小的导线截面。

2、在确保电磁铁吸合与分断的快速性的前提下，适当调整设计裕度，保证电磁铁在常温与75％额定电压下能可靠吸合。

为使电磁铁快速动作，竭力降低时间常数τ，而τ值与匝数N的平方和气隙截面S成正比。设曲线A、B的动作电流I_QA、I_QB分别是最大电流I_Amax、I_Bmax的63％与31.5％，则两者的动作时间分别是t_QA＝τ_A、t_QB＝τ_B／2，倘τ_A＝τ_B／2，则t_QA＝t_QB，虽然曲线B强励电压的倍数较曲线A大一倍。高磁密导致低截面S与低铜耗，只要适当降低匝数，就可保证较低的时间常数τ。

附图说明：

图1是起动电流曲线；

图2是耐频繁操作的直流制动电磁铁的主视图；

图3是图2A向局部视图；

图4是耐频繁操作的直流制动电磁铁的控制电路原理图。

下面结合附图详细说明本实用新型。

耐频繁操作的直流制动电磁铁是E型结构，它是由顶杆1、磁轭2、线圈3、衔铁8、护罩9、接线端子4行程开关5及控制电路10等组成。磁轭2有一环形凹槽，线圈3镶在磁轭2的凹槽内，衔铁8固定在顶杆1上，顶杆1插在磁轭2的中心通孔内，且可沿孔来回滑动，衔铁8与磁轭2之间留有抗剩磁气隙。接线端子4安装在磁轭2的外部，其特征是行程开关5安装在接线端子4的左侧，撞销7安装在衔铁8和行程开关5之间，弹簧6套在撞销7上，且其一端紧靠在撞销7上，另一端紧靠在行程开关5上。磁轭2及衔铁8均为15^＃铸钢，其Bδ≥1.5T。

当电磁铁通电后，衔铁受磁力作用吸向磁轭，通过顶杆输出规定的推力。衔铁在吸合过程中同时推动撞销向右运动，压迫行程开关动作，当衔铁快要吸合时，行程开关触头立即转换，完成电路的切换。当电磁铁断电时，衔铁在外力（制动器的反力）作用下恢复到释放位置，撞销在弹簧的作用下也回到初始位置，行程开关复位。

实现耐频繁操作的直流制动电磁铁可靠工作的控制电路10中：

交流电源输入端X₁、X₂经熔断器RL₁、RL₂，由接点11串接继电器JC1的常开接点，再接到桥式整流器1CZ的交流输入端接点13，接点12直接与1CZ的另一输入端相联，交流侧第一支路是JC1线圈与行程开关LX的常闭接点JX串联后跨接于电源11、12两端，第二支路是降压变压器B的原边线圈跨接于电源11、12两端；第三条支路自接点13起，由JC1的常闭接点与变压器B的副边线圈相串联，然后接到电源12端，在此为保证直流电磁铁可靠地工作，也可把行程开关LX的常开接点串入第三条支路的21、23两端间。继电器JC2的线圈并接在变压器B的副边。

桥式整流器1CZ的直流输出端15和14分别与继电器JC2的两个常开接点相串联后再接到电磁铁线圈的正、负两端17和16，压敏电阻RM1并联在整流器1CZ直流输出端15和14处，压敏电阻RM2并联在电磁铁线圈两端17和16处。

控制电路的工作原理如下：

当电磁铁接通50Hz、380V的交流电源后，继电器JC1和JC2线圈获电，使JC1和JC2的常开接点接通，JC1的常闭接点断开，这样380V的交流电源直接加到桥式整流器1CZ的输入端，由1CZ输出端输出的励磁电流作为吸合电流I_Q直接流经电磁铁线圈，使衔铁吸合，衔铁吸合后压迫行程开关JX动作，则使继电器JC1立即断电，JC1的常开接点由接通变为断开，常闭接点由断开变为接通，从而整流器CZ1的输入端改接到降压变压器B的副边，其输入电压也由原来的380V降到副边电压U₂。这样流经电磁铁线圈的电流也大大降低。该电流只需保证电磁铁的衔铁维持在吸合状态。

在电磁铁断电时，为保证衔铁快速动作，必须立即切断电磁铁线圈的直流回路。当切断电源时，继电器JC2的线圈失电，串接于电磁铁线圈两端的JC2常开接点由接通变为断开，从而直接分断电磁铁线圈的直流回路，电磁铁线圈中的贮能和过电压分别被压敏电阻RM2和RM1及时吸收，使衔铁达到快速动作的目的。

本实用新型具有下列优点：

a、外形尺寸小，重量轻，耗铜量少，仅以400规格为例做一比较：

项目参数产品型号	动作次数c/h	总耗能w	铜重kg	总重kg
					MZS1－45	300	950	6.6	85
日本安川同规格产品	600	780	8.5	约50
					本实用新型	1200	210	4.2	20

b、由于线圈吸持电流合理，电密低，又采用行程开关实现同步切换，致使电磁铁起动功耗小，线圈温升低，既节能，又适于频繁操作，动作快速且工作可靠性高，使用寿命长；

c、采用变压器降压，可以方便地调节吸持电流，工作可靠，且变压器不易老化，损耗低；

d、安装使用方便，故障率低，大大降低了使用费用，而且噪音小，冲击振动小。

e、可方便地替代MZS1和MZD1交流电磁铁。

Claims

1、一种适合块式制动器和盘式制动器使用的耐频繁操作的直流制动电磁铁，该电磁铁呈E型结构，且由顶杆(1)、磁轭(2)、线圈(3)、衔铁(8)、护罩(9)、接线端子(4)行程开关(5)及控制电路[10]组成，磁轭(2)有一环形凹槽，线圈(3)镶在磁轭(2)的凹槽内，衔铁(8)固定在顶杆(1)上，顶杆(1)插在磁轭(2)的中心通孔内，且可沿孔来回滑动，衔铁(8)与磁轭(2)之间留有抗剩磁气隙，接线端子(4)安装在磁轭(2)的外部，其特征在于行程开关(5)安装在接线端子(4)的左侧，撞销(7)安装在衔铁(8)和行程开关(5)之间，弹簧(6)套在撞销(7)上，且其一端紧靠在撞销(7)上，另一端紧靠在行程开关(5)上，磁轭(2)及衔铁(8)均为15^#铸钢，其Bδ≥1.5T。控制电路中交流电源输入端X₁、X₂经熔断器RL₁、RL₂，由接点11串接继电器JC1的常开接点，再接到桥式整流器1CZ的交流输入端接点13，接点12直接与1CZ的另一输入端相联，交流侧第一支路是JC1线圈与行程开关LX的常闭接点JX串联后跨接于电源11、12两端；第二支路是降压变压器B的原边线圈跨接于电源11、12两端；第三条支路自接点13起，由JC1的常闭接点与变压器B的副边线圈相串联，然后接到电源12端，继电器JC2的线圈并接在变压器B的副边；

桥式整流器1CZ的直流输出端15和14分别与继电器JC2的两个常开接点相串联后再接到电磁铁线圈的正、负两端17和16，压敏电阻RM1并联在整流器1CZ直流输出端15和14处；压敏电阻RM2并联在电磁铁线圈两端17和16处。

2、根据权利要求1所述的耐频繁操作的直流制动电磁铁，其特征在于把行程开关LX的常开接点串入第三条支路的21、23两端间。