[發明專利]一種可調延時切換保持的電子控制型傳感電磁鐵

在審

• 申請號: 202011178832.4
• 申請日: 2020-10-29
• 公開（公告）號: CN112382458A
• 公開（公告）日: 2021-02-19
• 發明（設計）人: 周凱;唐臣輝;周琳;馮加正;胡蛟;王楊;宋青春;莫宇軒
• 申請（專利權）人: 江麓機電集團有限公司
• 主分類號: H01F7/18
• 分類號: H01F7/18;H01F7/121;H01F7/128
• 代理公司: 成都弘毅天承知識產權代理有限公司 51230
• 代理人: 丁存偉

本發明公開了一種可調延時切換保持的電子控制型傳感電磁鐵，實現電磁鐵在強磁場作用下穩定吸合后，再延時控制強、弱磁場切換的功能，包括鐵芯總成、隔磁蓋板、端蓋、線圈總成、外殼、復位彈簧、后端蓋、接近傳感器、出線座、電路板總成、插座、拉環，所述外殼內設置有線圈總成，一端與端蓋連接，另一端與后端蓋連接，后端蓋與出線座連接，該出線座上安裝有電路板總成和插座，該后端蓋上設置有接近傳感器，鐵芯總成一端套上復位彈簧后從端蓋裝入，穿過后端蓋、出線座后與拉環連接，另一端用隔磁蓋板封擋，電路板總成分別通過導線與接近傳感器、線圈總成連接，本發明可大幅降低電磁鐵通電吸合保持時的能耗，可靠性和功率密度大幅提升。

技術領域

一種可調延時切換保持的電子控制型傳感電磁鐵，以無接觸式的開關探測電磁鐵鐵芯的吸合到位信號，以較為簡單的電子控制電路，實現電磁鐵在強磁場作用下穩定吸合后，再延時控制強、弱磁場切換的功能，本發明涉及電子控制和電磁元件技術領域。

背景技術

電磁鐵是一種應用廣泛的電動執行元件，原理是線圈通電后產生磁場，鐵芯在磁場力作用下吸合到位,鐵芯運動的距離即為電磁鐵的行程，電磁鐵在運動執行過程中，通常需要輸出特定位置信號和吸合到位信號。為了增大初始吸合力并降低吸合后的能量消耗，通常采用兩種線圈(起動線圈和保持線圈)的設計方案。傳統電磁鐵切換兩種線圈通電的常用方案是在電磁鐵內部設計隨電磁鐵鐵芯動作的機構在吸合位置按壓機械式開關用于起動、保持線圈切換。存在的問題是：由于開關通過電流大，易造成開關過流燒蝕；機構按壓開關方式無法做到在電磁鐵鐵芯完全吸合穩定后再接通開關，調整開關接通位置也比較困難，因此不可避免的存在提前切換到保持線圈的情況，易造成電磁場從強磁場轉換為弱磁場的過程中，電磁力無法克服電磁鐵自身或外部機構的彈簧復位反力，產生往復吸合、釋放的不正常現象，嚴重時造成開關和線圈燒毀。如果采用增強保持線圈電磁場的方式，也可緩解反復吸合的現象，但勢必增加保持線圈的電流或線圈匝數，造成電磁鐵體積、重量增大，電磁鐵吸合保持時的能耗和發熱量增加，影響長時間工作的性能和使用壽命。另一方面，采用機械開關存在機械沖擊和振動現象，會對開關轉換和使用壽命造成影響。

發明內容

本發明的目的在于：提供一種可調延時切換保持的電子控制型傳感電磁鐵，采用無接觸式接近傳感器檢測電磁鐵鐵芯吸合到位信號，內部集成穩壓電路、可調延時電路和場效應管電路等，可承受數十安培啟動電流沖擊，并通過調節延時時間，在電磁鐵鐵芯穩定吸合后，再進行強磁場和弱磁場切換，從根本上避免提前切換保持的情況，本發明結構緊湊，可大幅降低電磁鐵通電吸合保持時的能耗，可靠性和功率密度大幅提升。

本發明采用的技術方案如下：一種可調延時切換保持的電子控制型傳感電磁鐵，包括鐵芯總成、隔磁蓋板、端蓋、線圈總成、外殼、復位彈簧、后端蓋、接近傳感器、出線座、電路板總成、插座、拉環，所述外殼內設置有線圈總成，一端與端蓋連接，另一端與后端蓋連接，所述后端蓋與出線座連接，該出線座上安裝有電路板總成和插座，該后端蓋上設置有接近傳感器，所述鐵芯總成一端套上復位彈簧后從端蓋裝入，穿過后端蓋、出線座后與拉環連接，另一端用隔磁蓋板封擋，所述電路板總成分別通過導線與接近傳感器、線圈總成連接。

本發明的工作原理為：本發明外部系統控制先從插座Ⅰ腳和Ⅲ腳給電磁鐵電路板供電，電源輸入經穩壓后給接近傳感器、時基芯片、繼電器等供電，由于電磁鐵未動作，接近傳感器未感應到鐵芯吸合到位，繼電器K1未接通，故輸出低電平，三級管Q1導通，時基芯片輸出高電平，三極管Q2導通，繼電器K2接通，場效應管Q3導通，此時保持線圈被場效應管短路；當外部系統控制從插座Ⅱ腳輸入控制電后，電流流過啟動線圈和場效應管，從而實現單啟動線圈工作，以較強的電磁場吸引鐵芯運動，并產生較大的吸合力，當接近傳感器感應到鐵芯吸合后，繼電器K1接通，輸出懸空，三極管Q1由上拉電阻R1拉至高電平，此時Q1截止，電源通過電阻R2、R3給充電電容C3充電，充電時間即為延時時間，以此來保證電磁鐵鐵芯穩定吸合，當充電電容C3電壓超過2/3VCC時，時基芯片U1輸出由高電平變為低電平，此時三極管Q3截止，繼電器K2斷開，場效應管Q3關斷，外部控制電流過啟動線圈和保持線圈，從而實現以最小磁場保證電磁鐵鐵芯穩定在吸合位置。