專利名稱：電磁鐵無觸點(diǎn)控制裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種工業(yè)起重設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域，具體地說是一種給直流大型起重電磁鐵提供直流電源并實(shí)現(xiàn)無觸點(diǎn)控制的電磁鐵無觸點(diǎn)控制裝置。目的為起重電磁鐵的工作提供安全可靠的控制。
背景技術(shù)：
目前，起重電磁鐵控制技術(shù)還停留在前蘇聯(lián)50年代的水平。雖然近年來電子元件的發(fā)展速度很快，在起重電磁鐵控制技術(shù)方面多有采用，但是都不是很理想。由于起重電磁鐵線圈屬于大電感元件，當(dāng)電磁鐵線圈通大電流時(shí)會在線圈內(nèi)儲存很大的磁場能量，當(dāng)關(guān)斷電磁鐵勵(lì)磁電壓時(shí)，存儲在電磁鐵勵(lì)磁線圈內(nèi)的巨大能量就要在短時(shí)間內(nèi)釋放出來，這種能量的釋放形式就是在直流接觸器的觸點(diǎn)間拉?。辉跓o觸點(diǎn)的電子元件(如IGBT)兩端產(chǎn)生過電壓，通常是額定工作電壓十倍以上的瞬時(shí)高電壓。也就是在直流接觸器斷開時(shí)產(chǎn)生巨大的火花現(xiàn)象，所以直流接觸器的觸點(diǎn)通常會在短暫的工作一段時(shí)間后就會燒壞，就需要維護(hù)更換觸點(diǎn)；使無觸點(diǎn)的電子元件(如IGBT)燒壞，就需要維護(hù)更換。在電磁鐵線圈兩端產(chǎn)生高于額定工作電壓十倍以上的瞬時(shí)高電壓，這種高電壓對電磁鐵線圈的絕緣很不利，很容易擊穿電磁鐵線圈絕緣。在這種工作狀態(tài)下采用電子元件代替直流接觸器是一個(gè)很大的難題。電磁鐵線圈兩端產(chǎn)生的高電壓對于一般電子元件是很難解決的。造價(jià)高易損壞，是目前應(yīng)用的實(shí)際情況。基于這種情況，急需開發(fā)一種能穩(wěn)定工作，無火花、無噪音，便于維護(hù)的節(jié)能型起重電磁鐵無觸點(diǎn)控制裝置。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種為起重電磁鐵的工作提供安全可靠連續(xù)工作的控制電磁鐵無觸點(diǎn)控制裝置。以解決起重電磁鐵在采用新的電子元件IGBT做無觸點(diǎn)控制時(shí)，工作性能更穩(wěn)定，更可靠、更經(jīng)濟(jì)耐用，而且節(jié)能的起重電磁鐵無觸點(diǎn)控制裝置。
本發(fā)明的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的它包括三相交流電源與控制單元，變壓與整流單元，保持與控制單元，其特征是交流電源與控制單元的輸出端分別與變壓與整流單元及掉電保護(hù)單元的輸入端相接，變壓與整流單元的輸出端分別與激磁退磁轉(zhuǎn)換與控制單元及自動(dòng)充電單元聯(lián)接；計(jì)算機(jī)邏輯與控制單元接受掉電保護(hù)單元的控制信號并由電池組供電；計(jì)算機(jī)邏輯與控制單元為激磁退磁轉(zhuǎn)換與控制單元提供對負(fù)載與續(xù)流保護(hù)單元進(jìn)行無觸點(diǎn)控制的激磁退磁轉(zhuǎn)換續(xù)流邏輯指令；計(jì)算機(jī)邏輯與控制單元的輸出端通過保持與控制單元和激磁退磁轉(zhuǎn)換與控制單元相聯(lián)接。
上述的激磁退磁轉(zhuǎn)換與控制單元包括驅(qū)動(dòng)電路、執(zhí)行電路及繼電器；計(jì)算機(jī)邏輯與控制單元包括可編程控制器及繼電器；負(fù)載與續(xù)流保護(hù)單元包括電磁鐵線圈、限流電阻和電子開關(guān)。
由于該裝置的主回路整體采用模塊化設(shè)計(jì)，在多功能模塊中集成了三相整流、勵(lì)磁、退磁、全自動(dòng)充電等功能。控制系統(tǒng)全部采用PLC微機(jī)邏輯控制，從而獲得起重電磁鐵所需要的多功能直流控制電源。是起重電磁鐵最為先進(jìn)理想的整流控制設(shè)備。其最突出的特點(diǎn)是節(jié)能30％，不存在無功損耗現(xiàn)象，特別是控制電路采用備用電源供電，有檢測備用電源的功能，使裝置更加安全可靠。備用電池充電采用全自動(dòng)復(fù)合式充電方式，能使備用電池永久處于飽和狀態(tài)。電池采用全封閉式免維護(hù)電池。因此，該系統(tǒng)一擔(dān)投入生產(chǎn)極少需要維修保養(yǎng)。所有電磁鐵控制參數(shù)能夠達(dá)到最優(yōu)化、理想化，也延長了電磁鐵的使用壽命。斷電保磁切換時(shí)間為零；對生產(chǎn)人員及設(shè)備更具有安全性。備用電池的保持時(shí)間出廠設(shè)定為15分鐘，采用計(jì)算機(jī)進(jìn)行精確控制，從而延長了電池的使用壽命。對停電、掉電、缺相現(xiàn)象進(jìn)行最優(yōu)化的控制，使該系統(tǒng)更加安全可靠。
本發(fā)明的主要特點(diǎn)是免去了不必要的保護(hù)元件，即電阻、電容保護(hù)的缺點(diǎn)體積大、可靠性差，成本造價(jià)高的缺點(diǎn)；本發(fā)明還具有結(jié)構(gòu)簡單，用料省，從根本上解決了電磁鐵線圈兩端的過電壓問題，因此，大大地降低了安全隱患；而本發(fā)明的節(jié)能型起重電磁鐵無觸點(diǎn)控制裝置的體積僅是同類產(chǎn)品的四分之一；而且，還具有結(jié)構(gòu)合理，使用壽命長，操作簡便，自動(dòng)化程度高，應(yīng)用與維護(hù)極為方便等優(yōu)點(diǎn)。


圖1是本發(fā)明的邏輯控制框圖；圖2是本發(fā)明的電路控制原理圖；圖3是本發(fā)明的局剖結(jié)構(gòu)示意簡圖。
下面將通過實(shí)例對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說明，但下述的實(shí)例僅僅是本發(fā)明其中的例子而已，并不代表本發(fā)明所限定的權(quán)利保護(hù)范圍，本發(fā)明的權(quán)利保護(hù)范圍以權(quán)利要求書為準(zhǔn)。
具體實(shí)施例方式
實(shí)例1由圖1-3所示，圖中的起重電磁鐵無觸點(diǎn)控制裝置技術(shù)方案是交流電源與控制單元1的輸出端分別與變壓與整流單元2及掉電保護(hù)單元4的輸入端相接，變壓與整流單元2的輸出端分別與激磁退磁轉(zhuǎn)換與控制單元3及自動(dòng)充電單元5聯(lián)接；計(jì)算機(jī)邏輯與控制單元7接受掉電保護(hù)單元4的控制信號并由電池組8供電；計(jì)算機(jī)邏輯與控制單元7為激磁退磁轉(zhuǎn)換與控制單元3提供對負(fù)載與續(xù)流保護(hù)單元9進(jìn)行無觸點(diǎn)控制的激磁退磁轉(zhuǎn)換續(xù)流邏輯指令；計(jì)算機(jī)邏輯與控制單元7的輸出端通過保持與控制單元6和激磁退磁轉(zhuǎn)換與控制單元3相聯(lián)接。本發(fā)明是采用新型絕緣柵雙極型大功率晶體管IGBT作為直流電路的開關(guān)元件，并且配有控制保護(hù)電路。三相交流電源AC，經(jīng)交流電源與控制單元1連接到變壓與整流單元2，其整流輸出的直流電壓，通過激磁退磁轉(zhuǎn)換與控制單元3連接電磁鐵勵(lì)磁線圈上，同時(shí)為自動(dòng)充電單元5提供直流電源，為電池組8進(jìn)行全自動(dòng)充電，這樣就組成了主控電路；計(jì)算機(jī)邏輯與控制單元7接受操作箱K、掉電保護(hù)單元4的控制信號，由電池組8供電。通過操作箱K的控制，為激磁退磁轉(zhuǎn)換與控制單元3提供精確的激磁退磁轉(zhuǎn)換邏輯指令，從而實(shí)現(xiàn)對負(fù)載與續(xù)流保護(hù)單元9進(jìn)行的無觸點(diǎn)控制。因負(fù)載是起重電磁鐵線圈，屬于大電感元件，當(dāng)電磁鐵線圈通大電流時(shí)會在線圈內(nèi)儲存很大的磁場能量，即過電壓現(xiàn)象，為了保護(hù)IGBT的主電路，在電磁鐵線圈兩端增加了續(xù)流保護(hù)單元9；即R4、MOS4開關(guān)元件，通過計(jì)算機(jī)時(shí)間邏輯的精確控制MOS4的工作狀態(tài)來鉗制尖脈沖過電壓的上升，起到保護(hù)作用。
另外，由圖3所示，圖中的10為控制柜，S1和S2為控制柜門鎖，E為備用電池組。
具體操作步驟1、使用前的準(zhǔn)備首先檢查裝置的儀表、變壓器、接觸器、電子元件有無損壞、螺絲有無松動(dòng)現(xiàn)象，否則需要處理后再進(jìn)行安裝。將供給裝置的三相交流電源、操作盒、起重電磁鐵，按照該裝置的詳細(xì)使用說明書接好線。將操作盒上的鑰匙開關(guān)KN搬到關(guān)的位置上，合上自動(dòng)空氣開關(guān)ZK，首先CJ1、CJ2、CJ3缺相保護(hù)繼電器工作，CJ0繼電器吸合；變壓器B得電，三項(xiàng)整流橋Q1、Q2工作。這時(shí)電壓表V1、V2，電流表A1以及指示燈L1、L2均有指示，證明三相交流電源，整流電路，備用電池組E，自動(dòng)充電裝置均工作正常，準(zhǔn)備工作就緒；2、吸料操作將操作盒上的鑰匙開關(guān)KN搬到開的位置上，將電磁鐵TL放到被吊運(yùn)的物料上，把操作開關(guān)K搬到a處，即吸料位置，計(jì)算機(jī)P1開始進(jìn)行邏輯程序計(jì)算工作；驅(qū)動(dòng)電路P2工作，J1、J2吸合，MOS1導(dǎo)通，正向激磁工作，電磁鐵TL得電工作，物料被吸住；3、吊運(yùn)操作物料被吸住后便可進(jìn)行吊運(yùn)；4、放料操作把操作開關(guān)K搬到b處，即為放料位置，計(jì)算機(jī)P1開始進(jìn)行邏輯程序計(jì)算工作，驅(qū)動(dòng)電路P2工作，J1斷開，J2延時(shí)斷開后，J3吸合，MOS2導(dǎo)通，反向激磁工作，電磁鐵TL得電工作，被吸物料自動(dòng)放下，放料完成后也就完成了一個(gè)周期的電磁鐵吸料和卸料工作。計(jì)算機(jī)P1自動(dòng)復(fù)位，等待下個(gè)工作周期的操作；5、操作人員離開起重機(jī)時(shí)必須確保操作開關(guān)K搬到b處，即放料位置上。
權(quán)利要求
1.一種電磁鐵無觸點(diǎn)控制裝置，它包括三相交流電源與控制單元(1)，變壓與整流單元(2)，保持與控制單元(6)，其特征是交流電源與控制單元(1)的輸出端分別與變壓與整流單元(2)及掉電保護(hù)單元(4)的輸入端相接，變壓與整流單元(2)的輸出端分別與激磁退磁轉(zhuǎn)換與控制單元(3)及自動(dòng)充電單元(5)相聯(lián)接；計(jì)算機(jī)邏輯與控制單元(7)接受掉電保護(hù)單元(4)的控制信號并由電池組(8)供電；計(jì)算機(jī)邏輯與控制單元(7)為激磁退磁轉(zhuǎn)換與控制單元(3)提供對負(fù)載與續(xù)流保護(hù)單元(9)進(jìn)行無觸點(diǎn)控制的激磁退磁轉(zhuǎn)換續(xù)流邏輯指令；計(jì)算機(jī)邏輯與控制單元(7)的輸出端通過保持與控制單元(6)和激磁退磁轉(zhuǎn)換與控制單元(3)相聯(lián)接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電磁鐵無觸點(diǎn)控制裝置，其特征是自動(dòng)充電單元(5)的輸出端還聯(lián)接有一接受自動(dòng)充電的電池組(8)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電磁鐵無觸點(diǎn)控制裝置，其特征是激磁退磁轉(zhuǎn)換與控制單元(3)包括驅(qū)動(dòng)電路、執(zhí)行電路及繼電器。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電磁鐵無觸點(diǎn)控制裝置，其特征是計(jì)算機(jī)邏輯與控制單元(7)包括可編程控制器及繼電器。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電磁鐵無觸點(diǎn)控制裝置，其特征是負(fù)載與續(xù)流保護(hù)單元(9)包括電磁鐵線圈、限流電阻和電子開關(guān)。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的電磁鐵無觸點(diǎn)控制裝置，其特征是其中的電子開關(guān)為(IGBT)。
全文摘要
一種電磁鐵無觸點(diǎn)控制裝置，它包括三相交流電源與控制單元，技術(shù)要點(diǎn)是交流電源與控制單元的輸出端分別與變壓與整流單元及掉電保護(hù)單元的輸入端相接，變壓與整流單元的輸出端分別與激磁退磁轉(zhuǎn)換與控制單元及自動(dòng)充電單元聯(lián)接；計(jì)算機(jī)邏輯與控制單元接受掉電保護(hù)單元的控制信號并由電池組供電；計(jì)算機(jī)邏輯與控制單元為激磁退磁轉(zhuǎn)換與控制單元提供對負(fù)載與續(xù)流保護(hù)單元進(jìn)行無觸點(diǎn)控制的激磁退磁轉(zhuǎn)換續(xù)流邏輯指令；計(jì)算機(jī)邏輯與控制單元的輸出端通過保持與控制單元和激磁退磁轉(zhuǎn)換與控制單元相聯(lián)接。主要特點(diǎn)是省去了常規(guī)的保護(hù)元件，從根本上解決了電磁鐵線圈兩端的過電壓問題，因此，大大地降低了安全隱患；而且還具有結(jié)構(gòu)合理，自動(dòng)化程度高等優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號H01F7/08GK101049884SQ20071001026
公開日2007年10月10日 申請日期2007年2月2日 優(yōu)先權(quán)日2007年2月2日
發(fā)明者陳明海, 宮玉發(fā), 候艷杰, 陳莉莉 申請人:陳明海