CN2455685Y - 节电安全起重电磁铁控制装置 - Google Patents

Abstract

节电安全起重电磁铁控制装置,包括:总开关、快速充放电装置E1、电磁铁工作电源E2、变压器1—5B、触发器KZ4连接电磁铁ZCK主回路和操作台连锁控制电路,其特征在于:欠压、失压事故自动保磁电路连接快速充放电装置E1和电磁铁ZCK主回路,电磁铁ZCK的四级调压电路连接电磁铁工作电源E2,能根据吊运货物的重量选调电压级,欠压、失压时,快速充放电装置E1向电磁铁自动提供E1电压,使电磁铁ZCK自动保磁,保证设备和人身安全,40KW只需40安时铅酸蓄电池,本装置体积小、重量轻、操作方便、维修频率低、使用寿命长。

Description

节电安全起重电磁铁控制装置

本实用新型涉及综合性电控领域，尤其涉及拖动、钢铁等行业吊运钢坯、钢板、钢带卷等的设备所用的节电安全起重电磁铁控制装置。

现有技术使用固定电压的电磁铁，长时间起吊满载重物，因电磁铁线圈发热，线圈电阻上升，线圈电流下降，使电磁力减小，达到一定值时，要脱包，影响设备和人生安全。当起吊低重量物体时，由于使用固定电压的电磁铁，对线圈产生不必要的多余电流，因Q=0.24I²Rt，不能节约电力，同时，过强的电磁力吸引货物，振动力大，造成对电磁铁的相对冲击力大，容易损坏电磁铁线圈。

中国专利申请号95240753，审定公告号2264168，发明名称：电磁吸盘意外断电的安全保护装置。

本实用新型的目的在于提供一种失压或欠压时快速向电磁铁供电，并且能无级调整电磁铁工作电压及100％吸力挡能稳定回路电流的节电安全起重电磁铁控制装置，保证人身和设备安全，能提高启动能力和起重能力，能显著节约电力，能提高电磁铁线圈的使用寿命。

本实用新型的技术方案如下：

节电安全起重电磁铁控制装置，包括：电路1包括：总开关、快速充放电装置E1、电磁铁工作电源E2、变压器1-5B、触发器KZ4；电路1连接电磁铁ZCK主回路2和联锁控制电路4，其特征在于：欠压、失压事故自动保磁电路3连接电路1和电磁铁ZCK主回路2及联锁控制电路4，电磁铁ZCK的四级调压电路5连接电路1和电磁铁ZCK主回路2和联锁控制电路4。

工作原理：货物作上升或下降或平行移动时，由电磁铁工作电源E2向电磁铁ZCK主回路2供电，电磁铁ZCK的四级调压电路5根据货物重量不同，选择不同的电压，向触发电路KZ4发出调整电压信号，使电磁铁工作电源E2的电压稳定于给定电压值，保持电磁吸力不变。当由于系统停电或主开关ZK跳闸造成失电或由于E2整流电源快熔保险器断，造成欠压情况时，欠压、失压事故自动保磁电路3接通快速充放电装置E1，由E1向电磁铁ZCK自动迅速供电。根据吊运货物的情况上的操作员开动相应控制开关，由联锁控制电路4向其它电路发出控制信号，控制整个操作过程。

优点：

1、当电源断电、失电或者当变压器缺相时，引起电磁铁电流小于最小吸力电流时，欠压、失压事故自动保磁电路自动向电磁铁供电，当电磁铁电流恢复正常时，自动退出供电，使本实用新型起运货物绝对安全，吊运可靠。

2、电磁铁的四级调压电路向工作电源E2发出控制信号，进行调压，可以根据物体重量而选定不同的电压等级，并且在电磁铁因为线圈发热而减小电磁力，自动调整工作电源E2的输出电压，使电磁铁的吸引力保持可靠，达到显著节能目的，同时，电磁铁吸引力平衡，减小振动，不易损坏，维修频率低。

3、将已有技术KC-200型号的快速自动充放电装置E1及KGLF型号装置E2优化组合在本装置中，大大增强了通用性和实用性。

图1：本实用新型的电路原理框图。

图2：图1中电路1包括：总开关、快速充放电装置E1、电磁铁工作电源E2、变压器1-5B、触发器KZ4；电磁铁ZCK主回路2；电磁铁ZCK的四级调压电路5。

图3：图1中欠压、失压事故自动保磁电路3原理图。

图4：图1中联锁控制电路4电路图。

实施例：见图2，

电磁铁ZCK主回路2包括：

快速充放电装置E1正极经过欠压、失压自动保磁电路连接二极管D1正极，工作电源E2正极串联保险器RD、分流器FL、二极管D2；快速充放电装置E1负极和工作电源E2负极连接干簧继电器YJ2、直流欠压继电器YJ1、电压表V2和电磁铁ZCK上端，干簧继电器YJ2串联电阻R4后连接在选择开关S-4的动臂上，直流欠压继电器YJ1下端连接在选择开关S-4的动臂上，二极管D1负极连接选择开关S-4的④触点和电阻R1-R3，电阻R1-R3的上端分别连接选择开关S-4的①②③触点，电压表V2下端连接在二极管D1负极上，电磁铁ZCK串联继电器LJ后连接二极管D1、D2的负极；

电路1、2工作原理：见图2中A部分，合上空气开关ZK，变压器5B及1-4B带电，交流接触器QC2吸合，快速充放电装置E1工作并自动充电；当E1充足电后，电磁铁工作电源E2可开始操作起吊工作，E2的电流经保险器RD、分流器FL、二极管D2、继电器LJ，向电磁铁ZCK提供直流工作电流，电压表V2指示电磁铁ZCK的电压；

电磁铁ZCK的四级调压电路5包括：

二极管D3、D4负极连接限幅器KZ1，二极管D3的正极串联连接继电器SJ3的触点SJ3-1、SJ3-2、选择开关S-1的动臂，继电器SJ2的触点SJ2-1并联在二极管D3正极和选择开关S-1动臂上，选择开关S-1的触点①②③④分别连接电位器W3-W6的动臂，二极管D4正极连接选择开关S-2的动臂，选择开关S-2的触点①②③④分别连接电位器W7-W10的动臂，电阻R6左端连接触发电路KZ4负极，R6右端连接电位器W3-W6的上端定臂和整流器10D-13D负极，W3-W6的下端连接电阻R7右端和整流器C正端，电位器W7-W10的上端连接触发电路KZ4的负极，W7-W10的下端连接电阻R7左端；选择开关S-3动臂连接分流器FL32线处，其定臂①连接电阻R5后连接Kf，用于100％吸力挡，稳定回路电流。

选择开关S为四刀五掷开关，有S-1、S-2、S-3、S-4四个分选择开关。

图2中虚线框A内属于已有技术主要供电电路1包括：总开关、快速充放电装置E1、电磁铁工作电源E2、变压器1-5B、触发器KZ4；E1系统属已有技术KC-200型号的快速充放电装置提供24V和12V直流电充电，现改为220V-250V直流充电，E2系统属KGLF型号的部分标准线路，提供可调至360V的直流电，再此不再叙述。

四级调压电路5还包括电压反馈电路B和整流器C。

图2中虚线框B中为已有技术电压反馈电路B，其中1、2、3接虚线框A中同步变压器1、2、3B的抽头，电压反馈信号加于电位器W1二端，运算放大器Kf作100％电压挡稳流，限幅器KZ1作运算放大器Kf的输出限幅，跟踪E2电压，

图2中虚线框C为已有技术的整流器C，经过整流、滤波、稳压，用于向电位器W3-W10提供给定电源的四级调整电压。

电磁铁ZCK的四级调压电路5的工作原理是：由二极管D3、继电器触点SJ3-1、继电器触点SJ3-2、SJ2-1、选择开关S-1、电位器W3-W6提供四级强励给定电压，经过运算放大器KF的输出限幅器KZ1、电位器W1综合比较后调整输出电压，由继电器触点SJ1-2、交流接触器触点QC2-1、交流接触器触点QC1-4，将比较后的综合信号送至触发器KZ4，调整E2的输出电压，用于起吊重物时，电磁铁ZCK的电压与货物重量匹配。由二极管D4、选择开关S-2、电位器W7-W10提供四级正常工作给定电压，同样经过限幅器KZ1、电位器W1、继电器触点SJ1-2、交流接触器触点QC2-1、QC1-4、触发器KZ4，调整电磁铁工作电源E2输出电压，自动稳定在选取挡位。作为上升或下降或平行运送货物时用。工作电源E2调定电压后，经过保险器RD、分流器FL、二极管D2、继电器LJ、电磁铁ZCK，回到E2负极。

欠压、失压事故自动保磁电路3包括：

快速充放电装置E1正极连接保险器2RD后连接：二极管D5、继电器触点ZJ4-1、继电器触点ZJ2-1、主令开关KK①、③、继电器触点SJ4-2、SJ1-4、升、降开关S、J、手掷开关AN3①、二极管D9、继电器LJ触点；

快速充放电装置E1负极连接：电压表V3、卸货过程指示灯2UD、手掷开关AN2②、继电器ZJ1、SJ1、SJ2、SJ3、SJ4、ZJ2、电磁铁工作电源E2工作的指示灯3HD、二极管D7、电阻R8、继电器ZJ4、电阻R9。

A1路：二极管D5、电压表V3串联，电压表V3用于测量快速充放电装置E1的输出电压，

A2路：二极管D5、继电器ZJ4的触点ZJ4-2、指示灯2UD串联，用于指示欠压事故状态和不正常供电状态。

A3路：继电器ZJ4的触点ZJ4-1串联电铃DL、二极管D6、手掷开关AN2，作失压、欠压时的声响指示和控制。

A4、A5、A6路：继电器ZJ2的触点ZJ2-1串联继电器ZJ1的触点ZJ1-1，再串联继电器ZJ1，然后继电器SJ1、继电器SJ2与继电器ZL1并联，主令开关KK的②触点连接继电器SJ2，

A7、A8路：主令开关KK的④触点串联继电器ZJ1的触点ZJ1-4、继电器SJ3，后继电器SJ4并联在继电器SJ3的两端，

A9路：继电器SJ4的触点SJ4-2、继电器ZJ1的触点ZJ1-3、继电器ZJ2串联，

A10路：继电器Z1的触点ZJ1-4、电磁铁工作电源E2的工作指示灯3HD串联，

A11路：升、降开关触点S、J并联后，再与报闸电磁铁KZ3、二极管D7串联，手掷开关AN3的触点②接报闸电磁铁KZ3上端，

A12路：二极管D9、继电器SJ1的触点SJ1-1、继电器YJ2的触点YJ2-1、继电器SJ4的瞬动触点SJ4-1、可控硅KG门极变压器MB1的初级、电阻R8串联，稳压管10WY4并联在可控硅KG门极变压器MB1的初级两端；，继电器YJ1的触点YJ1-1与触点YJ2-1并联，

A13路：可控硅KG、二极管D1串联，可控硅KG的上端201通过保险器1RD接快速充放电装置E1正极，二极管D1负极接二极管D2负极，提供保磁电流；可控硅KG门极接可控硅KG门极变压器MB1次极，可控硅KG门极变压器MB1次极的下端接二极管D1，二极管D10并联于可控硅KG门极变压器MB1次极两端；快速充放电装置E1正极连接保险器1RD，再串联201线、电阻R10、特殊变压器MB2次极、继电器触点ZJ4-3、继电器ZJ4；继电器ZJ4上端与可控硅KG门极变压器MB1次极下端连接；

A14路：手掷开关AN3的触点③接继电器触点LJ，继电器触点LJ、特殊变压器MB2初级、二极管D11、电阻R9串联；

欠压、失压事故保磁电路3原理图。图3中，SJ1、SJ2、SJ3、SJ4为时间继电器，ZJ1、ZJ2、ZJ4为中间继电器，

图2中，继电器YJ1的作用，当电表V2指示欠电压时，是由于电压不足或缺相造成，继电器YJ1动作，图3中A12路继电器触点YJ1-1闭合，可控硅KG门极变压器BM1的初级接通，可控硅KG导通，E1正电流经过二极管D1向电磁铁ZCK补充供电；

图2中，当电表V2指示全部无电压时，是由于系统停电或装置断电造成，继电器YJ2吸合动作，使图3中的A12路的YJ2-1迅速在小于10-3秒接通，可控硅KG门极变压器BM1的初级接通，可控硅KG导通，E1正电流经过二极管D1向电磁铁ZCK供电；即欠压、失压事故自动保磁电路接通，E1正极立即向电磁铁供电；相继继电器ZJ4动作，继电器触点ZJ4-3通，为退出E1作好准备，A3路中继电器触点ZJ4-1闭合，发出声响信号，提醒操作人员的注意。

图2中，继电器LJ的作用是：当电压接近正常和电流达到预定值时，由继电器LJ发出信号，使图3中A14路的继电器触点LJ闭合，特殊变压器MB2初级、二极管D11、电阻R9通电；由特殊变压器MB2次极上端产生上负下正电压，将可控硅KG关断，同时，继电器ZJ4断电，继电器触点ZJ4-3断开，A13路断开；即欠压、失压事故自动保磁电路断开，E1正极停止向电磁铁供电；

如果在上述欠压过程中，运送货物到达目的地时，欠压还未恢复，继电器LJ不吸合，操作人员先完成正常卸货操作过程，然后将手掷开关AN3掷①③时，可控硅KG也被断开电路，原理与上述相同。

A11路：S、J是行车主钩正反转接触器的副接点，KZ3是主钩卷扬机的抱闸直流线圈和制动弹簧，货物在平行移动过程中，S和J均断开，KZ3不通电，由弹簧的弹力制动主钩卷扬机，保证货物在主钩停止前的高度；货物在上升或下降过程中，S或J接通，KZ3通电，将弹簧拉开，松开抱闸，货物即可上升或下降；当轿车系统交流电全停时，货物仍在主钩上保持，将手掷开关AN3间断掷①②,KZ3间断通电，将间断弹簧拉开，间断松开抱闸，让货物慢速落地，避免E1供电时间过长。

A1路：电压表指示E1上的电压。

A2路：失压或欠压状态指示灯2UD，作失压或欠压事故状态或不正常供电状态指示。

A3路：失压、欠压时，继电器触点ZJ4-1通，电铃DL发出声音，提醒操作者注意，并作相应处理准备。

A4路：正常运吊工作时，启动继电器ZJ1。

A5路：继电器SJ1接通，正常运吊工作时接通图2中继电器触点SJ1-2，启动工作电源E2；等待YJ2-1、YJ1-1可靠断开后接通，延时接通A12路继电器触点SJ1-1，防止可控硅KG误导通。

A6路：为货物上升或下降或平行移动工作时，主令开关KK掷①②通，继电器SJ2通电，由图2中继电器触点SJ2-1根据工艺要求整定时间大小延时作出强励给定控制工作电路E2的电压，

A7路：正常工作卸货时，主令开关KK掷③④通，继电器SJ3通，图2中继电器触点SJ3-1瞬时接通、根据工艺要求设置继电器触点SJ3-2延时断开时间，断开强励。

A8路：继电器SJ4通，A12路上触点SJ4-1在0秒瞬时断开，正常卸货时防止可控硅KG误触发导通。

A9路：触点SJ4-2延时接通，触点ZJ1-3启动时已接通。继电器ZJ2动作，断开A4-A6路，货物卸下。

A10路：继电器触点ZJ1-4受A4路继电器ZJ1控制，ZJ1-4闭合时，正常起吊工作指示灯3HD亮。

A13路：失压或欠压时，继电器ZJ4接通，继电器触点ZJ4-3接通，为断开可控硅KG作好准备；正常起吊时，继电器触点ZJ4-3断开，断开A13路。

见图4：图1中联锁控制电路原理图。合上图2中的A框内的空气开关ZK，合上图4中的B2路的快速充放电装置E1按钮开关AN1，变压器1-5B(图2中A框内)带电：见图4，启动B1路QK2按钮，控制风机的交流接触器QC1(B1路)吸合、冷却风机运行，控制快速充放电装置E1的交流接触器QC2(B2路)吸合，E1充电，控制快速充放电装置E1的指示灯2HD亮，风机正常运行灯1HD亮。当快速充放电装置E1充足电后，电磁铁工作电源E2可开始操作，进行起吊工作。E1充电满后，关闭AN1。

现场安装方式：

1、起吊电磁铁ZCK连接在吊车主钩上。

2、各元器件包括5B主变压器(40KW以下)集中装于一台控制柜内，控制柜前后两面开门，两块活动元件板竖直安装于控制柜内。控制柜安装在大车上。

3、电磁铁的电缆卷盘，装于吊车主钩小车上，同步小车左右，为此，电缆长度只需大车距地长度，寿命、安全性大大增加，控制柜至小车的电缆可采用滑线或电缆卷盘。

有益效果：

1、由于快速充放电装置E1和工作电源E2，在起吊工作阶段和停吊时，互用变压器5B供电，在40KW以下起重电磁铁只需40安时铅酸蓄电池，长时不起吊，仍可通过一系列联锁来实现单独快速自动充放电和实现所需保护。

2、联锁控制电路元件板装于轿车操作箱内。大车、小车、主钩和本装置的所有操作均由轿车箱内一人执行，处理及时有效，在车间任何部位起吊自如，对人身和设备安全更为可靠。

3、本装置集元成套性极强，装置出厂，以最简单的现场安装接线，用户根据说明书操作，就可投入使用，使用期间，可大大减少维修费用。

4、本装置适用范围极广，根据工艺要求，进行适当组合，可广泛用于工业控制诸多领域。

Claims (2)

1、节电安全起重电磁铁控制装置，包括：电路1包括：总开关、快速充放电装置E1、电磁铁工作电源E2、变压器1-5B、触发器KZ4；电路1连接电磁铁ZCK主回路2和联锁控制电路4，其特征在于：欠压、失压事故自动保磁电路3连接电路1和电磁铁ZCK主回路2及联锁控制电路4，电磁铁ZCK的四级调压电路5连接电路1和电磁铁ZCK主回路2和联锁控制电路4。

2、根据权利要求1所述的节电安全起重电磁铁控制装置，其特征包括：

电磁铁ZCK主回路2包括：

快速充放电装置E1正极经过欠压、失压自动保磁电路连接二极管D1正极，工作电源E2正极串联保险器RD、分流器FL、二极管D2；快速充放电装置E1负极和工作电源E2负极连接干簧继电器YJ2、直流欠压继电器YJ1、电压表V2和电磁铁ZCK上端，干簧继电器YJ2串联电阻R4后连接在选择开关S-4的动臂上，直流欠压继电器YJ1下端连接在选择开关S-4的动臂上，二极管D1负极连接选择开关S-4的④触点和电阻R1-R3，电阻R1-R3的上端分别连接选择开关S-4的①②③触点，电压表V2下端连接在二极管D1负极上，电磁铁ZCK串联继电器LJ后连接二极管D1、D2的负极；

电磁铁ZCK的四级调压电路5包括：二极管D3、D4负极连接限幅器KZ1，二极管D3的正极串联连接继电器SJ3的触点SJ3-1、SJ3-2、选择开关S-1的动臂，继电器SJ2的触点SJ2-1并联在二极管D3正极和选择开关S-1动臂上，选择开关S-1的触点①②③④分别连接电位器W3-W6的动臂，二极管D4正极连接选择开关S-2的动臂，选择开关S-2的触点①②③④分别连接电位器W7-W10的动臂，电阻R6左端连接触发电路KZ4负极，R6右端连接电位器W3-W6的上端定臂和整流器10D-13D负极，W3-W6的下端连接电阻R7右端和整流器C正端，电位器W7-W10的上端连接触发电路KZ4的负极，W7-W10的下端连接电阻R7左端；选择开关S-3动臂连接分流器FL32线处，其定臂①连接电阻R5后连接Kf；四级调压电路5还包括电压反馈电路B和整流器C。

欠压、失压事故自动保磁电路3包括：

快速充放电装置E1正极连接保险器2RD后连接：二极管D5、继电器触点ZJ4-1、继电器触点ZJ2-1、主令开关KK①、③、继电器触点SJ4-2、SJ1-4、升、降开关S、J、手掷开关AN3①、二极管D9、继电器LJ触点；

快速充放电装置E1负极连接：电压表V3、卸货过程指示灯2UD、手掷开关AN2②、继电器ZJ1、SJ1、SJ2、SJ3、SJ4、ZJ2、电磁铁工作电源E2工作的指示灯3HD、二极管D7、电阻R8、继电器ZJ4、电阻R9。

A1路：二极管D5、电压表V3串联，电压表V3用于测量快速充放电装置E1的输出电压，

A2路：二极管D5、继电器ZJ4的触点ZJ4-2、指示灯2UD串联，用于指示欠压事故状态和不正常供电状态。

A3路：继电器ZJ4的触点ZJ4-1串联电铃DL、二极管D6、手掷开关AN2，作失压、欠压时的声响指示。

A4、A5、A6路：继电器ZJ2的触点ZJ2-1串联继电器ZJ1的触点ZJ1-1，再串联继电器ZJ1，然后继电器SJ1、继电器SJ2与继电器ZJ1并联，主令开关KK的②触点连接继电器SJ2，

A7、A8路：主令开关KK的④触点串联继电器ZJ1的触点ZJ1-4、继电器SJ3，后继电器SJ4并联在继电器SJ3的两端，

A9路：继电器SJ4的触点SJ4-2、继电器ZJ1的触点ZJ1-3、继电器ZJ2串联，

A10路：继电器ZJ1的触点ZJ1-4、电磁铁工作电源E2的工作指示灯3HD串联，

A11路：升、降开关触点S、J并联后，再与报闸电磁铁KZ3、二极管D7串联，手掷开关AN3的触点②接报闸电磁铁KZ3上端，

A12路：二极管D9、继电器SJ1的触点SJ1-1、继电器YJ2的触点YJ2-1、继电器SJ4的瞬动触点SJ41、可控硅KG门极变压器MB1的初级、电阻R8串联，稳压管10WY4并联在可控硅KG门极变压器MB1的初级两端；，继电器YJ1的触点YJ1-1与触点YJ2-1并联，

A13路：可控硅KG、二极管D1串联，可控硅KG的上端201通过保险器1RD接快速充放电装置E1正极，二极管D1负极接二极管D2负极，提供保磁电流；可控硅KG门极接可控硅KG门极变压器MB1次极，可控硅KG门极变压器MB1次极的下端接二极管D1，二极管D10并联于可控硅KG门极变压器MB1次极两端；快速充放电装置E1正极连接保险器1RD，再串联201线、电阻R10、特殊变压器MB2次极、继电器触点ZJ4-3、继电器ZJ4；继电器ZJ4上端与可控硅KG门极变压器MB1次极下端连接；

A14路：手掷开关AN3的触点③接继电器触点LJ，继电器触点LJ、特殊变压器MB2初级、二极管D11、电阻R9串联；

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