CN201031106Y - 起重电磁铁固态控制器 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种采用电力电子模块作主电路控制元件，不需维护保养的起重电磁铁固态控制器。由联接交流电源的开关，整流模块，逻辑模块，联接整流模块、逻辑模块与蓄电池的开关，主令开关，时间继电器构成，其特征是两个电磁铁线圈之间串联正向二极管，每个电磁铁线圈的两端串联二极管D后并联联接电力晶体管组成的开关电路，电力晶体管的控制端和集电极接入时间继电器的控制触点。采用电力电子模块作主电路控制元件，结构简单，连接少，重量轻，电流切换无火花，使用安全，操作方便，不需维护保养。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种起重电磁铁的固态控制器。
背景技术
起重电磁铁是钢铁企业吊运钢材的重要设备，控制器是起重电磁铁的关键部件。目前国内使用的控制器都是采用接触器组成的有触点控制器，它存在以下问题：
1、体积大，重量重，结构复杂；
2、有触点控制，故障率高，可靠性差，维修困难；
3、采用等电压单电流控制模式，与所控制的起重电磁铁的磁路特性不匹配，电磁铁电耗高，效率低、温升大、热稳定性差，冷态热态起重能力相差30％，经常发生热态掉钢事故，安全性差。
发明内容
本实用新型针对已有技术的不足，提供一种采用电力电子模块作主电路控制元件，结构简单，连接少，重量轻，电流切换无火花，使用安全，操作方便，不需维护保养的起重电磁铁固态控制器。
本实用新型的技术特征是采用电力晶体管作为开关元件，代替传统的接触器组成的有触点控制开关，完成电磁铁线圈的串联/并联的转换。
本实用新型的起重电磁铁的固态控制器，由联接交流电源的开关，整流模块，逻辑模块，联接整流模块、逻辑模块与蓄电池的开关，主令开关，时间继电器构成，其特征是两个电磁铁线圈之间串联正向二极管，每个电磁铁线圈的两端并联联接电力晶体管组成的开关电路，电力晶体管的控制端和集电极接入时间继电器的控制触点。
本实用新型采用励磁电源、保磁电流分别独立调整的供电模式，大电流励磁，小电流保磁，使起重电磁铁无论在何种工作条件下，都能得到最佳励磁电流和保磁电流，使起重电磁铁始终保持能耗最低、效率最高、安全系数稳定、起重机能力连续可调。与等电压单电流控制模式的老式控制器相比，电磁铁的运行电耗下降50％，温升下降30％，热态起重能力提高10％。彻底解决了起重电磁铁热态掉钢，冷态吸力过大吊不起的矛盾。
本实用新型采用电力电子模块作主电路控制元件，结构简单，连接少，重量轻，电流切换无火花，使用安全，操作方便，不需维护保养。可以作为双线圈起重电磁铁的电路控制器，用于制作新起重电磁铁以及现有老式起重电磁铁的技术升级改造。
附图说明
附图为本实用新型的电路原理图。
具体实施方式
一种起重电磁铁的固态控制器，由联接交流电源的开关K1，整流模块MJYS-ZL，逻辑模块MDK和电力晶体管GTR1，联接整流模块MJYS-ZL、逻辑模块MDK与蓄电池E的开关K2，主令开关SA，时间继电器KS构成，其特征是两个电磁铁线圈L1、L2之间串联正向二极管D，每个电磁铁线圈L1、L2的两端串联二极管D后并联联接电力晶体管GTR2、GTR3组成的开关电路，电力晶体管GTR2、GTR3的控制端B和集电极C接入时间继电器KS的控制触点。
开关K1输入端接三相AC380V电源，输出端接整流模块MJYS-ZL的三个交流端子。
整流模块MJYS-ZL的阳极接逻辑模块MDK端子3，阴极接开关K2的一个输入端，开关K2的一个输入端接电力晶体管GTR1的发射极，输出端接DC220V蓄电池E的阴极，另一个输入端接逻辑模块MDK的端子2，另一个输出端接DC220V蓄电池E的阳极。
逻辑模块MDK端子3接电力晶体管GTR2的集电极，端子1接电力晶体管GTR1的集电极。
电力晶体管GTR2的发射极接二极管D的阴极，二极管D的阴极接线圈L1的阳极，阳极接电力晶体管GTR3的集电极。
电力晶体管GTR3的集电极接线圈L2的阴极，发射极接线圈L1的阴极。
电力晶体管GTR1的发射极接整流模块MJYS-ZL的阴极，集电极接线圈L1的阴极。
主令开关SA的一个常开触点的一端接电力晶体管GTR1的控制极，另一端接电力晶体管GTR1的集电极，另一个常开触点的一端接开关K1A相输出端，另一端按时间继电的KS线圈的一端。
时间继电器KS线圈的一端接主令开关SA，另一端接开关K1的B相输出端，一个延时打开常闭触点KS的一端接电力晶体管GTR2的控制极，另一端接电力晶体管GTR2的集电极，另一个延时打开常闭触点KS的一端接电力晶体管GTR3的控制极，另一端接电力晶体管GTR3的集电极，线圈L2的阳极接电力晶体管GTR2的集电极。
各单元电路的功能：
开关K1，K2为电源隔离开关，主令开关SA为操作指令输入开关，整流模块MJYS-ZL提供DC230V至514V连续可调的工作电源，DC220V蓄电池E提供DC220V备用保磁电源；
逻辑模块MDK自动控制工作电源与备用电源的相互转换，电力晶体管GTR1与主令开关SA组成直流单向开关，控制线圈L1、L2电流的通断；
时间继电器KS和主令开关SA组成时间电路，电力晶体管GTR2、GTR3作为直流开关，控制线圈L1、L2并联通电的时间。
工作时，合上隔离开关K1、K2，控制器进入准备工作状态，合上主令开关SA，电力晶体管GTR1、GTR2、GTR3同时导通，线圈L1、L2并联通电，流过线圈L1、L2的电流从零到最大值按指数形式上升，时间继电器开始计时，设定的并联时间达到，时间继电器的延时打开常闭触点打开，电力晶体管GTR2、GTR3关断，线圈L1、L2通过二极管D串联通电；
线圈L1、L2中的电流从最大值到二分之一最大值按指数形式下降，最后稳定在二分之一最大值；
当整流模块MJYS-ZL输出电压低于DC220V时，逻辑模块MDK将DC220V蓄电池E由备用电源转换为工作电源，维持线圈L1，L2中电流的连续；
当交流电源断电时，时间继电器KS的常闭触点闭合，电力晶体管GTR2、GTR3导通，线圈L1、L2由串联通电，改为并联通电，主令开关SA打开，电力晶体管GTR1关断。线圈L1、L2通过逻辑模块MDK放电；
工作结束后，打开开关K1、K2，控制器与电源安全隔离。
元器件表如下：
| 代号 | K1 | K2 | SA | KS | D |
| 名称 | 断路器 | 断路器 | 断路器 | 时间继电器 | 整流二极管 |
| 规格型号 | DZ101-100 | DZ101-100 | DZ30-32 | ST3PAAC380V | Zp100A-160 |
| 代号 | MJYS-ZL | MDK | GTR1 | GTR2 | GTR3 |
| 名称 | 整流管模快 | 整流管模快 | 电力晶体管 | 电力晶体管 | 电力晶体管 |
| 规格型号 | MDS200A-160 | MDK200A-160 | 1DI200A-120 | 1DI200A-120 | 1DI200A-120 |
Claims (9)
1.一种起重电磁铁的固态控制器，由联接交流电源的开关(K1)，整流模块(MJYS-ZL)，逻辑模块(MDK)和电力晶体管(GTR1)，联接整流模块(MJYS-ZL)、逻辑模块(MDK)与蓄电池(E)的开关(K2)，主令开关(SA)，时间继电器(KS)构成，其特征是两个电磁铁线圈(L1、L2)之间串联正向二极管(D)，每个电磁铁线圈(L1、L2)的两端串联二极管D后并联联接电力晶体管(GTR2、GTR3)组成的开关电路，电力晶体管(GTR2、GTR3)的控制端(B)和集电极(C)接入时间继电器(KS)的控制触点。
2.根据权利要求1所述的起重电磁铁的固态控制器，其特征是所述开关(K1)输入端接三相AC380V电源，输出端接整流模块(MJYS-ZL)的三个交流端子。
3.根据权利要求1所述的起重电磁铁的固态控制器，其特征是所述整流模块(MJYS-ZL)的阳极接逻辑模块(MDK)端子3，阴极接开关(K2)的一个输入端，开关(K2)的一个输入端接电力晶体管(GTR1)的发射极，输出端接DC220V蓄电池(E)的阴极，另一个输入端接逻辑模块(MDK)的端子2，另一个输出端接DC220V蓄电池(E)的阳极。
4.根据权利要求1所述的起重电磁铁的固态控制器，其特征是所述逻辑模块(MDK)端子3接电力晶体管(GTR2)的集电极，端子1接电力晶体管(GTR1)的集电极。
5.根据权利要求1所述的起重电磁铁的固态控制器，其特征是所述电力晶体管(GTR2)的发射极接二极管(D)的阴极，二极管(D)的阴极接线圈(L1)的阳极，阳极接电力晶体管(GTR3)的集电极。
6.根据权利要求1所述的起重电磁铁的固态控制器，其特征是所述电力晶体管(GTR3)的集电极接线圈(L2)的阴极，发射极接线圈(L1)的阴极。
7.根据权利要求1所述的起重电磁铁的固态控制器，其特征是所述电力晶体管(GTR1)的发射极接整流模块(MJYS-ZL)的阴极，集电极接线圈(L1)的阴极。
8.根据权利要求1所述的起重电磁铁的固态控制器，其特征是所述主令开关(SA)的一个常开触点的一端接电力晶体管(GTR1)的控制极，另一端接电力晶体管(GTR1)的集电极，另一个常开触点的一端接开关(K1)A相输出端，另一端接时间继电器(KS)线圈的一端。
9.根据权利要求1所述的起重电磁铁的固态控制器，其特征是所述时间继电器(KS)线圈的一端接主令开关(SA)，另一端接开关(K1)的B相输出端，一个延时打开常闭触点(KS)的一端接电力晶体管(GTR2)的控制极，另一端接电力晶体管(GTR2)的集电极，另一个延时打开常闭触点(KS)的一端接电力晶体管(GTR3)的控制极，另一端接电力晶体管(GTR3)的集电极，线圈(L2)的阳极接电力晶体管(GTR2)的集电极。
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