CN2198656Y - 节能电磁铁控制电源 - Google Patents

Abstract

本实用新型提出了一种节能电磁铁控制电源，此电源具有恒流控制功能，解决了过电压、低电压和线圈温度变化工作的启动电流不能恒定以及启动后期电流过大的缺点。这种恒流控制功能是通过启动电流的反馈和切换开关的可控硅移相、三极管的基极控制配合以及场效应管定栅源电压控制电流的各种办法来实现的。

Description

本发明提出一种节能电磁铁控制电源，属于电磁铁和电子技术领域。该电源由整流、启动与保持电源以及切换开关组成，其突出特点是启动电源供电时有恒流控制器来保证启动电流在任何情况下都能恒流启动。

目前国内外已有多种节能电磁铁，节能方法大致是交流整流、大电流启动、小电流保持。但是当电压过高、过低或线圈温度变化时，启动电流就会产生较大变化，导致不是启动失效就是电流过剩浪费能源，而在启动过程中，启动供电后期电流过大则会导致冲击和剩磁过大的缺点。

为了克服上述启动电流不稳或不恒定问题，本发明提出了恒流控制技术，即采用了电流反馈的方法自动控制启动电流，及采用一定栅压有一定恒电流特点的场效应管，保证恒启动电流。也就是在所述切换开关的受控端即可控硅的触发端、三极管的基极场效应管的栅极连接一个使启动电流恒定的启动恒电流控制器。

所述技术中，电流反馈可以使用启动回路中串接电流采样器即采样电阻、电流分流器、电流互感器等来测取启动输出电流，所述采样器输出端的电压作为比较器的输入与基准电压比较。当输入电压低于基准电压时，切换开关可控硅被触发，若高于基准电压则进行可控硅移相触发，从而使电流稳定或衡定。所述基准电压可由可控硅定时触发器给出，这在已有技术中容易查找到。

当所述切换开关不是设在整流桥臂上，而是设在直流侧时，则此开关可以采用输出端串有采样电阻的稳流控制三极管，也可以采用本身具有恒栅压就有恒电流输出特性的场效应管。

下面结合实施例来说明上述原理。

图1是可控硅作为电源切换开关的节能电磁铁控制电源原理图。

图2是三极管作为电源切换开关的节能电磁铁控制电源原理图。

图3是场效应管作为电源切换开关的节能电磁铁控制电源原理图。

图4、图5、图6分别是图1、图2、图3原理的具体实施方案例。

图1给出节能电磁铁控制电源的第一个实施例。供电开关［1］给所述电源供电。［2］是可控硅定时触发器，它的输出端接在比较器［3］的基准电压输入端，比较器［3］的被比较输入端接在电流采样器［5］的输出端。比较器［3］可以采用已知的运算放大器构成也可以采用数字集成电路构成。电流采样器［5］可以是采样电阻，也可以是电流分流器，更可以是电流互感器，它们被接在启动供电回路中，尤其是接在所述可控硅切换开关［4］的电流输出端。［5］的另一端是其地端，处理成与［3］共地，接在［2］上。所述切换开关［4］中的可控硅受控于［3］，［3］的输出端接在［4］的触发端上。［4］将交流受控地整成直流为电磁铁启动供电，启动结束后［4］关闭，电磁铁线圈［8］只由并接其两端的保持电源［6］进行保持供电。［4］［2］［6］的交流输入端并接在一起，［4］的直流输出端正极经过［5］检测后接在［8］的正端上，负极接［8］的负端。［7］是续流二极管。

此实施例属于可控硅移相导通控制启动电流技术例。显然，比较器［3］与电流采样器［5］构成的闭环能保证恒电流启动。此例中所述启动恒电流控制器是由定时触发器［2］与比较器［3］通过［3］的输入端相连构成的。其输出端即［3］的输出端，它接在切换开关［4］的受控端上。

图2给出晶体三极管作为所述切换开关的节能电磁铁控制电源的另一个实施例。［1］、［6］、［7］、［8］已在上述实施例中说明。本实施例的特征是整流桥［9］只有整流功能，所述启动及保持电源的切换开关由串接在启动回路中的三极管［10］构成。［10］的输出端串接采样电阻［11］，［11］另一端接在定时控制器［12］上。［12］给出定时的［10］的基极电流，由输出端接在［10］的基极上。这个电流的大小受控于［11］。［6］、［9］、［12］的交流侧并接在一起。显然，由［11］［12］构成的闭环能保证启动供电电流的稳定。此例中所述启动恒电流控制器是接受电流反馈的定时控制器［12］，它的输出端接在三极管的基极上。

图3给出场效应管作为所述切换开关的节能电磁铁控制电源的第三个实施例。［1］［6］［7］［8］［9］在上述实施例中已说明。本实施例的特征是所述开关由串接在启动回路中的场效应管［13］构成。采用开环控制方法，在［13］的栅G源S两极上并接一个定时定压触发器［14］，［14］［9］［6］的交流侧并接在一起。显然，场效应管［13］的恒栅源电压有恒流输出的特性可以达到恒流启动目的。此例中所述启动恒电流控制器是定时定压触发器［14］，它的输出端接在场效应管的栅极上。

图4、图5、图6所示为图1、图2、图3的原理实现。这里原理图内容被细化以便一般工程人员容易实施。图中与虚线框图相接的连线端记有小园圈符号以表示与原理图有关连线及接点相对应。

图1中所述定时触发器［2］的一种选择方案是：降压整流稳压直流电源［23］向电容［24］构成的微分定时器供电，同时还通过分压电阻［26］、［25］向比较器［3］提供基准电压信号。稳压管［22］可保证［3］获得合适的电源电压，电源［23］的地与［3］的地、电流采样器［5］的地接在一起。实际上，所述微分定时器是采用向比较器［3］提供定时电源来产生［3］的定时触发信号输出的，即当微分信号过去后，［3］失去电源，也就停止信号输出。所述可控硅切换开关［4］的一种选择方案是整流桥的两只上臂采用两只单向可控硅管［15］［16］，两只下臂采用两只二极管［17］［18］，［15］［16］的触发端接有触发二极管［19］［20］，它们的正端共同接在比较器［3］的输出端。所述电流采样器［5］的一种选择方案是串接在上述全桥输出端即正端的采样电阻［21］。此电阻的前端即电流采样器［5］的输出端（正端）接在比较器［3］的被比较端上，此电阻的后端为采样器的地。续流二极管［7］的负极可接在采样器［5］前端或后端，但最佳方案是接在前端以使［5］能采到续流分量（图中用虚线示）。相同的，若保持电源［6］有给启动续流的作用时，其正极也应接在［5］的前端为佳（图中用虚线示）。

上述实施例中定时触发器［2］还可以采用反逻辑控制：开关［1］合闸后［23］即向［3］供电，当由一只并联的电容充电控制的开关管（例如晶闸管）导通之后［3］的电源被短接或基准信号被短接，［3］也就没有信号输出。为实现定时触发功能，可选择的方案还很多，其共同特点就是利用电磁铁启动电流的检测来使可控硅移相达到恒流启动的目的。图4中的稳压管［22］可以由二极管代替（图中用虚线示），但此时［23］所给电压应符合［3］的要求。［23］是一个与［6］相似但有滤波稳压功能的直流源。

保持电源［6］是一种降压整流电源，它可由变压器［27］和整流桥［28］构成，变压器［27］可以与［23］中的变压器共用一只（中间抽头变压器）。［2］中的分压电阻［25］［26］还可移到电容［24］后面与稳压管［22］并联，此时［24］正极尚需与地之间并接放电电阻。如果［22］驱动能力不够，可采用调整管或三端稳压器技术加以改善。微分电容［24］还可以接在［3］的基准信号端侧并经稳压管稳压或经整形后再向［3］输入，达到定时触发目的。

图5是图2原理的实施例。其中［12］是由降压整流直流源［23］，微分电容［24］限流电阻［30］和稳压管［22］及放电电阻［29］组成，［29］与［22］分别跨接在电容［24］前后两侧，它们的另一端则接在电源负极上，电源的负极还接在电流采样电阻的后端。工作原理与前例相似，不再累述。

图6是图3原理的实施例，其中［14］与前例［12］相似，不再累述。其中［13］是场效应管。

上述实施例成功地控制了电磁铁启动电流。交流电压大范围波动和线圈温度变化及启动过程后期电流过大情况发生时，上述各种技术措施能保证恒电流启动。该技术可以应用于各种节能电磁铁和含有电磁铁的产品中。

Claims (9)

1、一种节能电磁铁控制电源，由整流、启动与保持电源以及切换开关组成，其特征是所述开关的受控端连接了启动恒电流控制器。

2、根据权利要求1所述电磁铁电源，其特征是：所述恒电流控制器是由定时触发器［2］与比较器［3］通过［3］的输入端相接构成，其输出端接在切换开关［4］的受控端上。

3、根据权利要求1所述电磁铁电源，其特征是：所述恒流控制器是定时控制器［12］，它的输出端接在三极管［10］的基极上，三极管的输出端接采样电阻［21］。

4、根据权利要求1所述电磁铁电源，其特征是：所述恒电流控制器是定时定压触发器［14］，它的输出端接在场效应管［13］的栅极上。

5、根据权利要求1和2所述电磁铁电源，其特征是：所述切换开关的可控硅触发端是通过两只二极管［19］［20］与所述恒电流控制器的输出端相接的。

6、根据权利要求1和2所述电磁铁电源，其特征是：所述电流采样器［5］是采样电阻，其前端接有续流二极管［7］。

7、根据权利要求1和2所述电磁铁电源，其特征是：所述定时触发器中在降压整流直流源［23］的正极和比较器电源正极之间串接一只定时电容［24］，该电容器正极与所述直流源地之间接有电阻，负极与地之间接稳压二极管［22］或二极管。

8、根据权利要求1和3所述电磁铁电源，其特征是：所述定时控制器中在降压整流直流源［23］的正极和所述三极管的基极之间串接一只定时电容［24］，电容的正极、负极与所述直流源地之间分别接有电阻［29］，稳压二极管［22］。

9、根据权利要求1和4所述电磁铁电源，其特征是：所述定时定压触发器［14］的降压整流直流源［23］的正极与所述场效应管栅极之间串接一只定时电容［24］，电容的正极、负极与所述直流源地之间分别接有电阻［29］，稳压二极管［22］。

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