专利名称：电磁铁无触点控制装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种工业起重设备技术领域，具体地说是一种给直流大 型起重电磁铁提供直流电源并实现无触点控制的电磁铁无触点控制装置。目 的为起重电磁铁的工作提供安全可靠的控制。 背聚技术目前，起重电磁铁控制技术还停留在前苏联50年代的水乎。虽然近年 来电子元件的发展速度很快，在起重电磁铁控制技术方面多有采用，但是都 不是很理想。由于起重电磁铁线圈属于大电感元件，当电磁铁线圈通大电流 时会在线圈内储存很大的磁场能量，当关断电磁铁励磁电压时，存储在电磁 铁励磁线圈内的巨大能量就要在短时间内释放出来，这种能量的释放形式就 是在直流接触器的触点间拉弧；在无触点的电子元件(如IGBT)两端产生过 电压，通常是额定工作电压十倍以上的瞬时高电压。也就是在直流接触器断 开时产生巨大的火花现象，所以直流接触器的触点通常会在短暂的工作一段 时间后就会烧坏，就需要维护更换触点；使无触点的电子元件(如IGBT)烧 坏，就需要维护更换。在电磁铁线圈两端产生高于额定工作电压十倍以上的 瞬时高电压，这种高电压对电磁铁线圈的绝缘很不利，很容易击穿电磁铁线 圏绝缘。在这种工作状态下采用电子元件代替直流接触器是一个很大的难题。 电磁铁线圈两端产生的高电压对于一般电子元件是很难解决的。造价高易损 坏，是目前应用的实际情况。基于这种情况，急需开发一种能稳定工作，无 火花、无噪音，便于维护的节能型起重电磁铁无触点控制装置。 发明内容本实用新型的目的是提供一种为起重电磁铁的工作提供安全可靠连续工 作的控制电磁铁无触点控制装置。以解决起重电磁铁在采用新的电子元件 IGBT做无触点控制时，工作性能更稳定，更可靠、更经济耐用，而且节能的 起重电磁铁无触点控制装置。本实用新型的目的是这样实现的它包括三相交流电源与控制单元，变 压与整流单元，保持与控制单元，其特征是交流电源与控制单元的输出端 分别与变压与整流单元及掉电保护单元的输入端相接，变压与整流单元的输 出端分别与激磁退磁转换与控制单元及自动充电单元联接；计算机逻辑与控 制单元接受掉电保护单元的控制信号并由电池组供电；计算机逻辑与控制单 元为激磁退磁转换与控制单元提供对负载与续流保护单元进行无触点控制的 激磁退磁转换续流逻辑指令；计算机逻辑与控制单元的输出端通过保持与控 制单元和激磁退磁转换与控制单元相联接。上述的激磁退磁转换与控制单元包括驱动电路、执行电路及继电器；计 算机逻辑与控制单元包括可编程控制器及继电器；负载与续流保护单元包括 电磁铁线圈、限流电阻和电子开关。由于该装置的主回路整体采用模块化设计，在多功能模块中集成了三相 整流、励磁、退磁、全自动充电等功能。控制系统全部采用PLC微机逻辑控 制，从而获得起重电磁铁所需要的多功能直流控制电源。是起重电磁铁最为 先进理想的整流控制设备。其最突出的特点是节能30%，不存在无功损耗现 象，特别是控制电路采用备用电源供电，有检测备用电源的功能，使装置更 加安全可靠。备用电池充电采用全自动复合式充电方式，能使备用电池永久 处于饱和状态。电池采用全封闭式免维护电池。因此，该系统一担投入生产 极少需要维修保养。所有电磁铁控制参数能够达到最优化、理想化，也延长 了电磁铁的使用寿命。断电保磁切换时间为零;对生产人员及设备更具有安全 性。备用电池的保持时间出厂设定为15分钟，采用计算机进行精确控制， 从而延长了电池的使用寿命。对停电、掉电、缺相现象进行最优化的控制，
使该系统更加安全可靠。本实用新型的主要特点是免去了不必要的保护元件，即电阻、电容保 护的缺点体积大、可靠性差，成本造价高的缺点；本实用新型还具有结构简单，Ji:j料省，从根本上解决了电磁铁线圈两端的过电压问题，因此，大大地降低r安全隐患；而本实用新型的节能型起重电磁铁无触点控制装置的体积仅是同类产品的四分之一；而且，还具有结构合理，使用寿命长，操作简便，自动化程度高，应用与维护极为方便等优点。
图1是本实用新型的逻辑控制框图；图2是本实用新型的电路控制原理图；图3是本实用新型的局剖结构示意简图。F面将通过实例对本实用新型作进一步详细说明，但下述的实例仅仅是 本实用新型其中的例子而已，并不代表本实用新型所限定的权利保护范围， 本实用新型的权利保护范围以权利要求书为准。
具体实施方式
实例l由图1-3所示，图中的起重电磁铁无触点控制装置技术方案是交流电源与控制单元1的输出端分别与变压与整流单元2及掉电保护单元4的输入 端相接，变压与整流单元2的输出端分别与激磁退磁转换与控制单元3及自 动充电单元5联接；计算机逻辑与控制单元7接受掉电保护单元4的控制信 号并由电池组8供电；计算机逻辑与控制单元7为激磁退磁转换与控制单元 3提供对负载与续流保护单元9进行无触点控制的激磁退磁转换续流逻辑指 令；计算机逻辑与控制单元7的输出端通过保持与控制单元6和激磁退磁转 换与控制单元3相联接。本实用新型是采用新型绝缘栅双极型大功率晶体管 IGBT作为直流电路的开关元件，并且配有控制保护电路。三相交流电源AC， 经交流电源与控制单元1连接到变压与整流单元2，其整流输出的直流电压，通过激磁退磁转换与控制单元3连接电磁铁励磁线圈上，同时为自动充电单元5提供直流电源，为电池组8进行全自动充电，这样就组成了主控电路；计算机逻辑与控制单元7接受操作箱K、掉电保护单元4的控制信号，由电 池组8供电。通过操作箱K的控制，为激磁退磁转换与控制单元3提供精确 的激磁退磁转换逻辑指令，从而实现对负载与续流保护单元9进行的无触点 控制。因负载是起重电磁铁线圈，属于大电感元件，当电磁铁线權通大电流 时会在线圈内储存很大的磁场能量，即过电压现象，为了保护IGBT的主电 路，在电磁铁线圈两端增加了续流保护单元9;即R4、 MOS4开关元件， 通过计算机时间逻辑的精确控制MOS4的工作状态来钳制尖脉沖过电压的 上升，起到保护作用。另外，由图3所示，图中的10为控制柜，S1和S2为控制柜门锁，E为 备用电池组。具体操作歩骤1、 使用前的准备首先检査装置的仪表、变压器、接触器、电子元件有 无损坏、螺丝有无松动现象，否则需要处理后再进行安装。将供给装置的三 相交流电源、操作盒、起重电磁铁，按照该装置的详细使用说明书接好线。将操作盒上的钥匙开关KN搬到关的位置上，合上自动空气开关ZK ，首 先CJ1、 CJ2、 CJ3缺相保护继电器工作，CJ0继电器吸合；变压器B得电， 三项整流桥Ql、 Q2工作。这时电压表V1、 V2，电流表A1以及指示灯L1、 L2均有指示，证明三相交流电源，整流电路，备用电池组E,自动充电装置均 工作iE常，准备工作就绪；2、 吸料操作将操作盒上的钥匙开关KN搬到开的位置上，将电磁铁 TL放到被吊运的物料上，把操作开关K搬到a处，即吸料位置，计算机Pl 开始进行逻辑程序计算工作；驱动电路P2工作，Jl、 J2吸合，MOS1导通，
正向激磁工作，电磁铁TL得电工作，物料被吸住；3、 吊运操作物料被吸住后便可进行吊运；4、 放料操作把操作开关K搬到b处，即为放料位置，计算机P1开始进行逻辑程序计算工作，驱动电路P2工作，Jl断开，J2延时断开后，J3吸 合，MOS2导通，反向激磁工作，电磁铁TL得电工作，被吸物料自动放下， 放料完成后也就完成了 一个周期的电磁铁吸料和卸料工作。计算机Pl自动 复位，等待下个工作周期的操作；5、 操作人员离开起重机时必须确保操作开关K搬到b处，即放料位置上。
权利要求1、一种电磁铁无触点控制装置，它包括三相交流电源与控制单元(1)，变压与整流单元(2)，保持与控制单元(6)，其特征是交流电源与控制单元(1)的输出端分别与变压与整流单元(2)及掉电保护单元(4)的输入端相接，变压与整流单元(2)的输出端分别与激磁退磁转换与控制单元(3)及自动充电单元(5)相联接；计算机逻辑与控制单元(7)接受掉电保护单元(4)的控制信号并由电池组(8)供电；计算机逻辑与控制单元(7)为激磁退磁转换与控制单元(3)提供对负载与续流保护单元(9)进行无触点控制的激磁退磁转换续流逻辑指令；计算机逻辑与控制单元(7)的输出端通过保持与控制单元(6)和激磁退磁转换与控制单元(3)相联接。
2、 根据权利要求l所述的电磁铁无触点控制装置，其特征是自动充电单元(5)的输出端还联接有一接受自动充电的电池组(8)。
3、 根据权利要求1所述的电磁铁无触点控制装置，其特征是激磁退磁转换与控制单元(3)包括驱动电路、执行电路及继电器。
4、 根据权利要求1所述的电磁铁无触点控制装置，其特征是计算机逻辑与控制单元(7)包括可编程控制器及继电器。
5、 根据权利要求1所述的电磁铁无触点控制装置，其特征是负载与续流保护单元(9)包括电磁铁线圈、限流电阻和电子开关。
6、 根据权利要求5所述的电磁铁无触点控制装置，其特征是其中的电子开关为IGBT。
专利摘要一种电磁铁无触点控制装置，它包括三相交流电源与控制单元，技术要点是交流电源与控制单元的输出端分别与变压与整流单元及掉电保护单元的输入端相接，变压与整流单元的输出端分别与激磁退磁转换与控制单元及自动充电单元联接；计算机逻辑与控制单元接受掉电保护单元的控制信号并由电池组供电；计算机逻辑与控制单元为激磁退磁转换与控制单元提供对负载与续流保护单元进行无触点控制的激磁退磁转换续流逻辑指令；计算机逻辑与控制单元的输出端通过保持与控制单元和激磁退磁转换与控制单元相联接。主要特点是省去了常规的保护元件，从根本上解决了电磁铁线圈两端的过电压问题，因此，大大地降低了安全隐患；而且还具有结构合理，自动化程度高等优点。
文档编号H01F7/18GK201024037SQ20072001043
公开日2008年2月20日 申请日期2007年2月2日 优先权日2007年2月2日
发明者候艳杰, 宫玉发, 陈明海, 陈莉莉 申请人:陈明海