[发明专利]带有一个安全装置的电永久磁铁起重机

说明书

本发明涉及磁铁起重机，尤其是带有一个控制磁铁工作点的安全装置的电永久磁铁起重机。

已知，起重机根据所用的磁铁类型，即永磁铁，电永久磁铁和电磁铁，分为三类。每种起重机有其自己的优点和缺陷。

永磁铁起重机具有几乎可忽略的能量损耗和产生的磁力可靠地恒定及独立于外电源的优点。另一方面，如果需要，也不可能增加磁力，并且提升重负荷的磁铁非常庞大。此外，负荷分离需要使用相当大的机械力以减少磁力至小于负荷重量的值。另一种方法，为了使磁铁从负荷移开，磁铁要被制成可移动的，才能减少磁铁引力。

相反地，对于电磁铁起重机可以通过简单地调整在产生电磁场的线圈内流动的电流而随意改变磁铁引力。但是，任何断电，即使是短暂的，也会立即消除磁铁引力，并因而引起负荷分离。因此显然保障供电连续性的安全系统是必要的。

电永久磁铁起重机本质上结合了以上所述两种起重机的优点。这是由于使用了可逆型永磁铁，即其极性通过使用一个电脉冲可轻易逆转的磁铁。可逆磁铁因而产生一个可调磁通，它也能修正其中所包含的一个常规的永磁铁的磁通。因此可以当起重机要被制动时使这两个磁铁短路，或使它们并联放置以起动起重机。由于逆转可逆磁铁只需一个电脉冲而不是连续的供电，所以影响电磁铁的安全问题被克服了。同时，尽管使用了永磁铁，仍可以在一定范围内改变磁铁引力，并且负荷分离可以最小的能量损耗轻易进行而无需复杂的结构来移动磁铁。

但是，电永久磁铁，相对于其它两种磁铁来说，由于可逆磁铁的特殊磁化曲线而在工作不稳定性方面具有缺陷。事实上可逆磁铁通常是由具有高电感对应于减少的抗磁力的磁滞特征的铝-镍-钴(alnico)合金制成的。这一特性允许修正构成电永久磁铁的永磁铁中的磁通量。

然而，磁化曲线有一个“拐点”，超过该拐点的可逆磁铁的特性仍为线性的部分，但比第一部分中的更为陡峭。这涉及对应于小的矫顽磁力变化的大的电感变化。实际上这意味着电永久磁铁起重机被所提升物体的动态特性大大地影响。事实上已知被这样一个装置所提升的平台的振动涉及空气间隙的变化，和相应的整个磁路的磁阻的变化，这可使起重机的磁性物质的工作点漂移到上述“拐点”之下。这一动态特性甚至被所提升的物体的些微变化所影响，因此微小的偏差或几乎不可测的弯曲就足以引起磁动势的显著变化，因而使起重系统很不稳定性。

在已知的起重机中有一个用于测量与任何类型磁铁相同的磁铁引力的系统。这个测量系统仅用于通过比较所产生的磁力和所要提升的负荷重量而计算出安全操作系数。其实现方法是通过把一个测量线圈放在靠近与负荷相接触的极靴位置，以便很精确地测量与负荷相连的全部磁通量。这样一个测量明显地不表示工作点，所以不能对可逆磁铁的不稳定性引起的危险，如果有的话，发出信号。

本发明的一个目的是提供一个带有一个安全装置的电永久磁铁起重机，该安全装置允许根据实际的工作情况来控制起重设备的不稳定性，如果有的话。

这样一个目的通过一个带有能测量可逆磁铁的单独影响及其相应的工作点的传感器的起重机来实现。

因此本起重机的主要优点是通过不但指明全部安全系数而且指明不稳定条件处理的方法来保证最高运行安全。

根据本发明的起重机的另一个优点是，通过适当地结合由测量可逆磁铁磁通的传感器提供的数据和测量全部磁通量的传感器提供的数据，可以补偿由于在激励的极性与负荷之间的空气间隙引起的磁性散射而导致的后者的读数误差，该误差与空气间隙的大小成正比。

从以下一个实施例的详细叙述中及参考附图，根据本发明的起重机的其它优点及特征对于本专业的技术人员来说是明显的，其中：

附图1是根据本发明的一个起重机在非工作期的正面示意图，左半边为剖面图；

附图2是附图1中的起重机对称的一半的部分水平剖面图；

附图3是可逆磁铁和永磁铁的磁化曲线图；和

附图4是附图1中的起重机在负荷传送期的示意图。

参考附图1，根据本发明的电永久磁铁起重机以一种已知的方式含有一个外部支撑结构，多个磁铁以及一个调整和控制单元。

支撑结构包括一个上部块1，带有接头2用以固定起重装置，例如一个升降架；四个侧面3和一个封闭的底板4。很明显为了使磁路的磁阻最小，这样一个结构由良磁导性物质制成。

每个电永久磁铁由一个可逆磁铁5和一个永磁铁6分别一个放在另一个上而构成。可逆磁铁5的配极放置在由铝-镍-钴制成的铁芯5a的水平边，在铁芯周围放着一个换向线圈5b用来控制磁极转换。当起重机不工作时，如附图1中所示，北极(N)在上面，南极(S)在下面。