[实用新型]可宽电压操作的小型化通用化电磁铁

说明书

本实用新型涉及可宽电压操作的小型化通用化电磁铁。这种电磁铁通电后其动铁心能单向移动，断电后受储能作用动铁心返回初始位置，这种储能是在电磁铁通电后，动铁心运动期间由重力、弹簧或弹性形变作用完成的。它特别适用于牵引电磁铁、制动电磁铁、接触器和震动电磁铁。

传统技术的电磁铁，不论是交流的还是直流的，由静铁心、动铁心、线圈、去磁垫片和电气控制等部分构成。在设计上由于受诸多因素的影响，电磁铁的工作磁密取值都较低，通常不超过7千高斯；为了满足工作制和线圈温升的要求，线圈的用铜量也大，电磁铁的铜铁材料利用率和经济重量指标（电磁铁做的功／电磁铁的重量，单位［米²／秒²］）都不高，工作可靠性也不高。

现有技术中出现了U型结构的直动式整流型制动电磁铁，铁心用低碳钢制造时，工作磁密达10～12千高斯，用电工钢中高磁密材制造时，工作磁密达15～16千高斯。电磁铁采用位移切换电容限流桥式整流的控制电路（参见图1），操作电源为交流。位移开关SW的一端接电源，另一端接整流桥Z的交流侧，SW两端并有电容限流环节X，X由电容C1与电阻R1并联后再与电阻R2串联而成，Z交流侧的另一端接电源Uac的另一端；线圈W接在Z的直流侧，为了实现断电后的快速释放，W的一端加串一只快速释放触点FK，FK两端（图中a、b两点）并有电阻R3。通电起动时，处于接通状态的SW触点使全电压经过整流桥都加在线圈上，电磁铁在完成吸合前夕SW断开，X环节投入工作，使线圈的工作电压降到起动状态的若干分之一，但又足以维持可靠吸合。在起动安匝的设计上，现有技术皆按照在热态下，以0.80左右的额定电压为下限吸合电压来调整确定。此外，按现有技术，线圈中的起动电流密度难以超过25A／mm²。

传统技术的电磁铁，下限吸合电压一般都在0.80Ue到0.85Ue以上，否则会损及电磁铁的线圈产品的使用性能和寿命。

现有技术中，在接触器的吸反力配合特性方面，理论上普遍认为直流电磁铁的配合特性好，而且容易实现优化配合，其实不然。实际上，在主触头系统相同的情况下，直流电磁铁的机械寿命明显低于交流电磁铁的机械寿命，国内外产品都有这种问题。如国内新系列直流接触器的机械寿命只有新系列同容量交流接触器的一半。接触器在吸合时，有许多动能是以铁心撞击形式释放出来的，这类撞击能量随接触器容量的递增而迅速递增，表现为大容量产品的机械寿命只有小容量产品的一半以至更少。基于以上原因，60安以上的直动式接触器都有一个盛容电磁铁的、坚固而又通风的金属底座，电磁铁通过缓冲耦合件装在该座内，接触器的安装孔也只能开在该底座上。

按现有技术设计的T型结构的电磁铁（除了小容量产品），为了减少有害的吸合撞击，一般在T型动铁芯上，只有一个吸合接触平面。由于T型电磁铁固有的吸力特性，40安以上的接触器都不用T型螺管式电磁铁。

现有的某些交流电磁铁，结合节能无噪声运行的措施，其静态节电率可达96％以上，而对于直流牵引电磁铁和直流制动电磁铁的静态电耗还缺乏同等有效的节能措施。现有技术的大中容量的制动电磁铁（用于驱动制动力矩大于60kgm的制动器），由于不适应生产需要，已成为液压产品的淘汰对象。但电磁液压或电力液压制动器却由于构造复杂，造价高等具体原因，难以广泛使用。

本实用新型的任务是提供一种新的电磁铁技术，使所开发的产品都具有结构合理、节材省电、可靠、好用的特点。