CN103617864B - 一种控制电磁线圈快速工作的双电源激磁电路 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种在双电源的情形下控制电磁线圈快速可靠工作的激磁电路，包括分别与低压电源和高压电源相连接的第一固态继电器和第二固态继电器，第一固态继电器和第二固态继电器的输出端分别与电磁线圈相连接；第一固态继电器的输出端还通过一支路与第二固态继电器的控制信号端的正极相连接，第二固态继电器的控制信号端的负极通过电位器与电解电容相连接；在第一固态继电器的输出端与电磁线圈的连接线上设有起阻断作用的第一二极管。本发明大大简化了控制电磁线圈快速工作的双电源激磁电路的结构，无需设计制作印制电路板，可以在控制柜或控制箱内直接安装，调试方便。
Description
技术领域
本发明涉及电磁线圈的控制技术，具体涉及一种在双电源的情形下控制电磁线圈快速可靠工作的激磁电路。
背景技术
电磁线圈的工作主要取决于其激磁电路提供的激磁电流，基于电磁线圈的电感特性，对于快速工作的电磁线圈一般都需要一高一低两个电压等级的激磁电源，在启动时提供一个短时间（几毫秒-几十毫秒）高电压，以便能快速建立激磁电流，继而形成电磁线圈的吸合动作力，然后再以正常工作电压保持电磁线圈的激磁电流，维持电磁线圈的保持动作力。
对快速工作的电磁线圈，现有的双电源激磁电路，都采用数字电路甚至需要含微处理器的电路加上功率管实现，这时必须设计制作印制电路板，带来设计复杂、成本高、抗干扰能力差、安装调试不方便等问题。
发明内容
本发明的目的在于针对现有技术的缺陷，提供一种结构简单、易于安装和调试的控制电磁线圈快速工作的双电源激磁电路。
本发明的技术方案如下：一种控制电磁线圈快速工作的双电源激磁电路，包括分别与低压电源和高压电源相连接的第一固态继电器和第二固态继电器，第一固态继电器和第二固态继电器的输出端分别与电磁线圈相连接；第一固态继电器的输出端还通过一支路与第二固态继电器的控制信号端的正极相连接，第二固态继电器的控制信号端的负极通过电位器与电解电容相连接；在第一固态继电器的输出端与电磁线圈的连接线上设有起阻断作用的第一二极管。
进一步，如上所述的控制电磁线圈快速工作的双电源激磁电路，其中，所述的电磁线圈的前端与用于调试和测试采样的第一电阻串联连接。
进一步，如上所述的控制电磁线圈快速工作的双电源激磁电路，其中，所述的电磁线圈与第二电阻和第二二极管连接形成放电回路。
进一步，如上所述的控制电磁线圈快速工作的双电源激磁电路，其中，所述的电解电容与第三电阻连接形成放电回路。
进一步，如上所述的控制电磁线圈快速工作的双电源激磁电路，其中，所述的高压电源的电压不大于电磁线圈的绝缘电压的1/2；所述的低压电源的电压为24V。
本发明的有益效果如下：本发明无需加工特殊专用的控制电路板，使用固态继电器及电解电容、电位器、二极管和电阻等常规工业元器件，实现对电磁线圈快速工作的双电源激磁控制。一个固态继电器用于隔离控制信号并产生电磁线圈的保持动作力；一个固态继电器和电位器及电解电容配合，利用固态继电器的接通电流小和电解电容充电电流逐步衰减的特点，在电解电容充电电流大于固态继电器接通电流的时候，接通固态继电器，形成导通时间可调的高电压电源的导通时间，产生电磁线圈的吸合动作力。本发明大大简化了控制电磁线圈快速工作的双电源激磁电路，无需设计制作印制电路板，可以在控制柜或控制箱内直接安装，调试方便。
附图说明
图1为控制电磁线圈快速工作的双电源激磁电路结构示意图；
图2为不同电源电磁线圈激磁电流建立过程的曲线图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明进行详细的描述。
图1所示为本发明提供的控制电磁线圈快速工作的双电源激磁电路的结构，当控制信号端接受到控制信号时，与低压电源连接的第一固态继电器1接通，输出24V电源电压，通过一支路到与高压电源连接的第二固态继电器2的控制信号端的正极，经第二固态继电器2的控制信号端通过电位器RW1向电解电容C充电，此时电解电容C的充电电流较大，第二固态继电器2输出端接通工作，双电源的高电压电源Vcc经第二固态继电器2施加到电磁线圈3，快速建立吸合动作力的激磁电流。而当电解电容C的充电电流逐步衰减到低于第二固态继电器2的接通电流时，第二固态继电器2的输出端断开。由于设置在第一固态继电器1的输出端与电磁线圈3的连接线上二极管D1的阻断作用，在第二固态继电器2接通工作时，不会向电磁线圈施加24V电源电压。
一旦第二固态继电器2断开，则24V电源电压经二极管D1向电磁线圈3保持动作力的激磁电流；当控制信号端的控制信号为0V时，第一固态继电器1输出端断开，不再向电磁线圈3提供保持动作力的激磁电流。
二极管D2和电阻R2与电磁线圈3连接，为电磁线圈3的放电提供回路，电阻R2的阻值越大，电磁线圈3的放电越快。电磁线圈的前端与电阻R1串联，电阻R1一般为1Ω的阻值，作为测试的采样电阻。
电位器RW1的阻值调整，可以在一定范围内控制第二固态继电器2的接通时间，也就是吸合动作力的激磁电流工作时间，阻值越大，工作时间越长，反之越短。电阻R3与电解电容C连接，为电解电容C提供放电回路。
高电压电源Vcc一般不能大于电磁线圈的绝缘电压的1/2，高电压电源Vcc的电压越高，建立吸合动作力的时间越短。如图2所示的不同电源电磁线圈激磁电流建立过程：参照充放电回路的常规考量习惯，在3个τ（τ为充放电回路的时间常数）的时间达到95%电磁线圈稳态工作电流（在额定工作电压24V时的稳态电流）的时间，而Vcc=48V时所需时间只是24V电源时的21.5%，Vcc=72V时所需时间只是24V电源时的12.67%；如果需要更大的吸合动作力，则调整电位器RW1的阻值可以加长第二固态继电器2的接通时间，使得吸合动作力的激磁电流大于电磁线圈3的工作电流。
本发明所提供的控制电磁线圈快速工作的双电源激磁电路的组成仅仅需要两个开通时间为300微秒级的固态继电器及一个电解电容、一个电位器、两个二极管和三个电阻。一个固态继电器用于隔离控制信号并产生电磁线圈的保持动作力；一个固态继电器和电位器及电解电容配合产生电磁线圈的吸合动作力。这里巧妙地利用了固态继电器的接通电流小和电解电容充电电流逐步衰减的特点，在电解电容充电电流大于固态继电器接通电流的时候，接通固态继电器，形成一定的高电压电源的导通时间，产生电磁线圈的吸合动作力，调整电位器的阻值，可以改变吸合动作力的作用时间。两个二极管分别起高压阻断和电磁线圈放电续流作用。固态继电器可以导轨安装，其它元件可以配合接线端子连接。
显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种形式上的改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。
Claims (8)
1.一种控制电磁线圈快速工作的双电源激磁电路，其特征在于：包括分别与低压电源和高压电源相连接的第一固态继电器和第二固态继电器，第一固态继电器和第二固态继电器的输出端分别与电磁线圈相连接；第一固态继电器的输出端还通过一支路与第二固态继电器的控制信号端的正极相连接，第二固态继电器的控制信号端的负极通过电位器与电解电容相连接；在第一固态继电器的输出端与电磁线圈的连接线上设有起阻断作用的第一二极管。
2.如权利要求1所述的控制电磁线圈快速工作的双电源激磁电路，其特征在于：所述的第一固态继电器的电源端与低压电源相连接。
3.如权利要求1或2所述的控制电磁线圈快速工作的双电源激磁电路，其特征在于：所述的第二固态继电器的电源端与高压电源相连接。
4.如权利要求1所述的控制电磁线圈快速工作的双电源激磁电路，其特征在于：所述的电磁线圈的前端与用于调试和测试采样的第一电阻串联连接。
5.如权利要求1所述的控制电磁线圈快速工作的双电源激磁电路，其特征在于：所述的电解电容与第三电阻连接形成放电回路。
6.如权利要求1所述的控制电磁线圈快速工作的双电源激磁电路，其特征在于：所述的电磁线圈与第二电阻和第二二极管连接形成放电回路。
7.如权利要求1所述的控制电磁线圈快速工作的双电源激磁电路，其特征在于：所述的高压电源的电压不大于电磁线圈的绝缘电压的1/2。
8.如权利要求1或2所述的控制电磁线圈快速工作的双电源激磁电路，其特征在于：所述的低压电源的电压为24V。
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