專利名稱：耐頻繁操作的直流制動電磁鐵的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種適合塊式制動器和盤式制動器使用的，特別是起重運(yùn)輸、礦山、冶金、港口及建筑等機(jī)械上塊式制動器和盤式制動器使用的耐頻繁操作的直流制動電磁鐵。
制動電磁鐵是各種塊式制動器或盤式制動器廣泛采用的驅(qū)動裝置。目前國內(nèi)普遍采用的是MZD1和MZS1系列交流制動電磁鐵，它們雖具有控制電路簡單，結(jié)構(gòu)簡單，制造、使用及維護(hù)均較方便等優(yōu)點。但卻存在如下無法克服的缺點外形尺寸大，極易匝間短路而過熱被燒壞，使用壽命較短，耗電量高，耗銅量大，制造成本較高，可靠性差，不耐頻繁操作，維護(hù)工作量大，使用成本高。
在歐洲及日本普遍采用交、直流電源的強(qiáng)勵起動弱勵維持的直流制動電磁鐵。有的通過電容、電阻降壓、橋式整流，利用時間繼電器或電流繼電器切換。此種電磁鐵雖然比交流電磁鐵具有節(jié)能，工作可靠性高，適于頻繁操作，使用維護(hù)方便等優(yōu)點，但還存在如下缺點形體較大，耗能耗銅也較多，電容器容易老化，影響工作可靠性，電阻發(fā)熱耗能；無論是時間繼電器切換還是電流繼電器切換，為保證電磁鐵可靠工作，整定時間或吸合電流往往比電磁鐵動作時間或所需電流大得多，這就使電磁鐵動作后維持吸合電流的時間較長，造成電磁鐵線圈溫升很高，不僅耗能，同時降低了工作可靠性。
本實用新型的目的是提供一種能克服上述缺點的耐頻繁操作的直流制動電磁鐵。
首先為降低電磁鐵的自重和外形尺寸，根據(jù)15＃鑄鋼的磁化曲線，選擇高磁密工作點，大中規(guī)格Bδ≥1.5T。這樣就可以大大降低磁導(dǎo)體的截面，同時也為降低線圈銅耗與時間常數(shù)τ打下基礎(chǔ)。其次為保持線圈的低能耗與低溫升，選定合理的吸持電流，據(jù)此選擇線規(guī)時又保持電密不大于2A／mm2。再是不盲目追求強(qiáng)勵磁的電壓倍數(shù)以縮短動作時間，而改用降低時間常數(shù)的途徑，既可同樣快速動作，又保持了合理的設(shè)計裕度與可靠性，保證在電壓波動、氣隙增大、線圈處于熱態(tài)條件下仍能可靠地工作。
為實現(xiàn)以上功能，還同時采取以下措施1、控制方案采用變壓器降壓損耗低，方便調(diào)節(jié)，而且工作可靠；并用銜鐵壓觸行程開關(guān)盡快地將吸合電流IQ轉(zhuǎn)換為吸持電流I6，使吸合時損耗降到最低，也為線圈的低溫升打下基礎(chǔ)。同時在保證可靠吸持銜鐵的條件下降低吸持電流值，以采用較小的導(dǎo)線截面。
2、在確保電磁鐵吸合與分?jǐn)嗟目焖傩缘那疤嵯?，適當(dāng)調(diào)整設(shè)計裕度，保證電磁鐵在常溫與75％額定電壓下能可靠吸合。
為使電磁鐵快速動作，竭力降低時間常數(shù)τ，而τ值與匝數(shù)N的平方和氣隙截面S成正比。設(shè)曲線A、B的動作電流IQA、IQB分別是最大電流IAmax、IBmax的63％與31.5％，則兩者的動作時間分別是tQA＝τA、tQB＝τB／2，倘τA＝τB／2，則tQA＝tQB，雖然曲線B強(qiáng)勵電壓的倍數(shù)較曲線A大一倍。高磁密導(dǎo)致低截面S與低銅耗，只要適當(dāng)降低匝數(shù)，就可保證較低的時間常數(shù)τ。


圖1是起動電流曲線；圖2是耐頻繁操作的直流制動電磁鐵的主視圖；圖3是圖2A向局部視圖；圖4是耐頻繁操作的直流制動電磁鐵的控制電路原理圖。
以下結(jié)合附圖詳細(xì)說明本實用新型。
耐頻繁操作的直流制動電磁鐵是E型結(jié)構(gòu)，它是由頂桿1、磁軛2、線圈3、銜鐵8、護(hù)罩9、接線端子4行程開關(guān)5及控制電路10等組成。磁軛2有一環(huán)形凹槽，線圈3鑲在磁軛2的凹槽內(nèi)，銜鐵8固定在頂桿1上，頂桿1插在磁軛2的中心通孔內(nèi)，且可沿孔來回滑動，銜鐵8與磁軛2之間留有抗剩磁氣隙。接線端子4安裝在磁軛2的外部，其特征是行程開關(guān)5安裝在接線端子4的左側(cè)，撞銷7安裝在銜鐵8和行程開關(guān)5之間，彈簧6套在撞銷7上，且其一端緊靠在撞銷7上，另一端緊靠在行程開關(guān)5上。磁軛2及銜鐵8均為15＃鑄鋼，其Bδ≥1.5T。
當(dāng)電磁鐵通電后，銜鐵受磁力作用吸向磁軛，通過頂桿輸出規(guī)定的推力。銜鐵在吸合過程中同時推動撞銷向右運(yùn)動，壓迫行程開關(guān)動作，當(dāng)銜鐵快要吸合時，行程開關(guān)觸頭立即轉(zhuǎn)換，完成電路的切換。當(dāng)電磁鐵斷電時，銜鐵在外力(制動器的反力)作用下恢復(fù)到釋放位置，撞銷在彈簧的作用下也回到初始位置，行程開關(guān)復(fù)位。
實現(xiàn)耐頻繁操作的直流制動電磁鐵可靠工作的控制電路10中交流電源輸入端X1、X2經(jīng)熔斷器RL1、RL2，由接點11串接繼電器JC1的常開接點，再接到橋式整流器1CZ的交流輸入端接點13，接點12直接與1CZ的另一輸入端相聯(lián)，交流側(cè)第一支路是JC1線圈與行程開關(guān)LX的常閉接點JX串聯(lián)后跨接于電源11、12兩端，第二支路是降壓變壓器B的原邊線圈跨接于電源11、12兩端；第三條支路自接點13起，由JC1的常閉接點與變壓器B的副邊線圈相串聯(lián)，然后接到電源12端，在此為保證直流電磁鐵可靠地工作，也可把行程開關(guān)LX的常開接點串入第三條支路的21、23兩端間。繼電器JC2的線圈并接在變壓器B的副邊。
橋式整流器1CZ的直流輸出端15和14分別與繼電器JC2的兩個常開接點相串聯(lián)后再接到電磁鐵線圈的正、負(fù)兩端17和16，壓敏電阻RM1并聯(lián)在整流器1CZ直流輸出端15和14處，壓敏電阻RM2并聯(lián)在電磁鐵線圈兩端17和16處。
控制電路的工作原理如下當(dāng)電磁鐵接通50Hz、380V的交流電源后，繼電器JC1和JC2線圈獲電，使JC1和JC2的常開接點接通，JC1的常閉接點斷開，這樣380V的交流電源直接加到橋式整流器1CZ的輸入端，由1CZ輸出端輸出的勵磁電流作為吸合電流IQ直接流經(jīng)電磁鐵線圈，使銜鐵吸合，銜鐵吸合后壓迫行程開關(guān)JX動作，則使繼電器JC1立即斷電，JC1的常開接點由接通變?yōu)閿嚅_，常閉接點由斷開變?yōu)榻油?，從而整流器CZ1的輸入端改接到降壓變壓器B的副邊，其輸入電壓也由原來的380V降到副邊電壓U2。這樣流經(jīng)電磁鐵線圈的電流也大大降低。該電流只需保證電磁鐵的銜鐵維持在吸合狀態(tài)。
在電磁鐵斷電時，為保證銜鐵快速動作，必須立即切斷電磁鐵線圈的直流回路。當(dāng)切斷電源時，繼電器JC2的線圈失電，串接于電磁鐵線圈兩端的JC2常開接點由接通變?yōu)閿嚅_，從而直接分?jǐn)嚯姶盆F線圈的直流回路，電磁鐵線圈中的貯能和過電壓分別被壓敏電阻RM2和RM1及時吸收，使銜鐵達(dá)到快速動作的目的。
本實用新型具有下列優(yōu)點a、外形尺寸小，重量輕，耗銅量少，僅以400規(guī)格為例做一比較 <

b、由于線圈吸持電流合理，電密低，又采用行程開關(guān)實現(xiàn)同步切換，致使電磁鐵起動功耗小，線圈溫升低，既節(jié)能，又適于頻繁操作，動作快速且工作可靠性高，使用壽命長；c、采用變壓器降壓，可以方便地調(diào)節(jié)吸持電流，工作可靠，且變壓器不易老化，損耗低；d、安裝使用方便，故障率低，大大降低了使用費(fèi)用，而且噪音小，沖擊振動小。
e、可方便地替代MZS1和MZD1交流電磁鐵。
權(quán)利要求1.一種適合塊式制動器和盤式制動器使用的耐頻繁操作的直流制動電磁鐵，該電磁鐵呈E型結(jié)構(gòu)，且由頂桿(1)、磁軛(2)、線圈(3)、銜鐵(8)、護(hù)罩(9)、接線端子(4)行程開關(guān)(5)及控制電路[10]組成，磁軛(2)有一環(huán)形凹槽，線圈(3)鑲在磁軛(2)的凹槽內(nèi)，銜鐵(8)固定在頂桿(1)上，頂桿(1)插在磁軛(2)的中心通孔內(nèi)，且可沿孔來回滑動，銜鐵(8)與磁軛(2)之間留有抗剩磁氣隙，接線端子(4)安裝在磁軛(2)的外部，其特征在于行程開關(guān)(5)安裝在接線端子(4)的左側(cè)，撞銷(7)安裝在銜鐵(8)和行程開關(guān)(5)之間，彈簧(6)套在撞銷(7)上，且其一端緊靠在撞銷(7)上，另一端緊靠在行程開關(guān)(5)上，磁軛(2)及銜鐵(8)均為15#鑄鋼，其Bδ≥1.5T?？刂齐娐分薪涣麟娫摧斎攵薠1、X2經(jīng)熔斷器RL1、RL2，由接點11串接繼電器JC1的常開接點，再接到橋式整流器1CZ的交流輸入端接點13，接點12直接與1CZ的另一輸入端相聯(lián)，交流側(cè)第一支路是JC1線圈與行程開關(guān)LX的常閉接點JX串聯(lián)后跨接于電源11、12兩端；第二支路是降壓變壓器B的原邊線圈跨接于電源11、12兩端；第三條支路自接點13起，由JC1的常閉接點與變壓器B的副邊線圈相串聯(lián)，然后接到電源12端，繼電器JC2的線圈并接在變壓器B的副邊；橋式整流器1CZ的直流輸出端15和14分別與繼電器JC2的兩個常開接點相串聯(lián)后再接到電磁鐵線圈的正、負(fù)兩端17和16，壓敏電阻RM1并聯(lián)在整流器1CZ直流輸出端15和14處；壓敏電阻RM2并聯(lián)在電磁鐵線圈兩端17和16處。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的耐頻繁操作的直流制動電磁鐵，其特征在于把行程開關(guān)LX的常開接點串入第三條支路的21、23兩端間。
專利摘要本實用新型涉及一種適合塊式制動器和盤式制動器使用的耐頻繁操作的直流制動電磁鐵。根據(jù)1文檔編號F16D65/14GK2196813SQ9424338
公開日1995年5月10日 申請日期1994年10月10日 優(yōu)先權(quán)日1994年10月10日
發(fā)明者金國鉅, 聶春華 申請人:金國鉅, 聶春華