一种电磁铁掉电后的保磁系统.pdf

本发明公开了一种电磁铁掉电后的保磁系统，包括操作、显示单元，充电模块3相桥，及蓄电电路，处理单元和H桥IGBT单元；吸磁保磁时，处理单元向H桥IGBT单元发出正向导通脉冲，使蓄电池两端电压经H桥IGBT单元正向加载到电磁盘上；放磁保磁时，处理单元向H桥IGBT单元发出反向导通脉冲，使蓄电池两端电压经H桥IGBT单元反向加载到电磁盘上。放磁保磁的方法包括如下步骤：首先保磁系统对电磁盘两端的电压进行实时监测；电磁盘两端电压低于设定值，蓄电池对电磁盘两端加载反向电压；放磁保磁时间到达设定值后停止向电磁盘加载电压。该系统具有操作简单和维护方便等特点，适于在使用电磁铁进行工业生产领域内广泛推广。

1、  一种电磁铁掉电后进行放磁保磁的方法，其特征在于包括如下步骤：
a、首先保磁系统对电磁盘两端之间的电压进行实时监测；
b、当电磁盘两端电压突然低于设定值，立即将蓄电池投入使用，使其对电磁盘两端加载同电磁盘吸磁正常工作时相对的反向电压；
c、当放磁保磁时间到达设定值后停止向电磁盘两端加载电压。

2、  一种电磁铁掉电后的保磁装置，包括：
操作、显示单元(204)，用于向保磁装置输入操作信息和显示整个装置的工作状态；
充电模块3相桥(103)，用于对外部输入的三相电进行调压、整流处理后向蓄电电路输送恒流或恒压的直流电；及蓄电电路(102)和电磁盘(106)；
其特征在于还包括：
检测单元(202)，用于对电磁盘(106)两端的电压进行检测；
处理单元(201)，根据操作、显示单元(204)输入的操作信息向H桥IGBT单元(101)发出正向导通触发脉冲或反向导通触发脉冲；
H桥IGBT单元(101)，用于控制蓄电电路(102)中的蓄电池的电压是正向或反向加载在电磁盘(106)的两端；
当市电掉电后保磁装置进行吸磁保磁时，所述处理单元(201)向H桥IGBT单元(101)发出正向导通脉冲，使所述蓄电电路(102)中的蓄电池的两端电压经H桥IGBT单元(101)正向加载到电磁盘(106)的两端，使其重物继续吸附在电磁盘(106)上；放磁保磁时，所述处理单元(201)向H桥IGBT单元(101)发出反向导通脉冲，使所述蓄电电路(102)中的蓄电池的两端电压经H桥IGBT单元(101)反向加载到电磁盘(106)的两端，使其重物脱离电磁盘(106)。

3、  根据权利要求2所述的一种电磁铁掉电后的保磁装置，其特征在于所述蓄电电路(102)由滤波电感、电解电容和蓄电池组成。

4、  根据权利要求2所述的一种电磁铁掉电后的保磁装置，其特征在于在
所述H桥IGBT单元(101)同电磁盘(106)之间连有H桥开关(104)，用于阻断电磁盘(106)正常工作时的电流或电压对保磁装置的冲击并防止漏电流的发生；
所述处理单元(201)，还用于控制H桥开关(104)的导通或关闭。

5、  根据权利要求2所述的一种电磁铁掉电后的保磁装置，其特征在于在
所述电磁盘(106)的输入端还连接有续流电阻(105)，用于在保磁投入前吸收掉电磁盘(106)两端的尖峰电压；在所述电磁盘(106)同续流电阻(105)形成的回路上设有续流电阻开关(107)；
所述处理单元(201)，还用于控制续流电阻开关(107)的导通与关闭。

6、  根据权利要求2所述的一种电磁铁掉电后的保磁装置，其特征在于所述检测单元(202)还用于检测吸磁信号、放磁信号、蓄电池电压及蓄电池电流的检测。

一种电磁铁掉电后的保磁系统
技术领域
本发明涉及一种电磁铁掉电后的保磁系统，尤其涉及一种当市电掉电后利用蓄电池对电磁铁进行吸磁保磁或放磁保磁系统。
背景技术
原有工业现场用电磁盘控制保磁部分都做成屏柜式，体积大、笨重、不美观，线路板及功率元件都裸露在外，极易受到现场环境的影响，工业现场环境是极其恶劣的，粉尘污染很大，很容易就有铜、铁屑落到元件表面，长期累积，容易发生电气或电子线路短路，造成元器件损坏，而且元器件都裸露在外，没有任何抗干扰措施，误动作率高，容易发生危险。他们的电路板都是模拟量控制，很容易发生温漂现象，而且直观性差，维护困难，当出现故障时，现场维护人员不知如何下手，只能凭经验进行每个点的测试来判断故障点，而有些测试需要送电测量，这就增加了对维护人员的自身安全的影响，稍有不慎就会发生事故。原有工业现场用电磁盘控制保磁部分都采用接触器为主要工作、隔离元件，在接触器进行切换时产生很大的电拉弧，很容易烧坏触点，故障率很高。
现场原有电磁盘控制屏柜放磁部分主要由接触器和放磁电阻组成，接触器在使用时，非常容易损坏，当现场原有电磁盘控制屏柜放磁部分出现故障时，会造成现场电磁盘所吸重物无法用放磁将其放下，而需要等待很长一段时间，对于有磁性并且质量较轻的物体，甚至无法放下，这样就使得生产无法继续进行，必须等现场原有电磁盘控制屏柜放磁部分修好后，才能继续工作，从而造成现场生产的延误以及由延误所带来的产量降低和经济损失。同时，当市电掉发生在放磁时，一般司机室人员都不能立即判断出来，需要拨动按钮或者天车的操作杆判断市电的有无，有的司机室人员甚至需要与地面人员碰面确认是市电掉还是现场原有电磁盘控制屏柜有故障，这个时间少则1、2分钟，多则10多分钟，从而造成现场生产的延误所带来的产量降低和经济损失。
发明内容
本发明针对以上问题的提出，而研制一种利用由IGBT构成的H桥实现市电掉电后对电磁盘进行吸磁保磁或放磁保磁处理。本发明采用的技术手段如下：
一种电磁铁掉电后进行放磁保磁的方法，其特征在于包括如下步骤：
a、首先保磁系统对电磁盘两端之间的电压进行实时监测；
b、当电磁盘两端电压突然低于设定值，立即将蓄电池投入使用，使其对电磁盘两端加载同电磁盘吸磁正常工作时相对的反向电压；
c、当放磁保磁时间到达设定值后停止向电磁盘两端加载电压。
一种电磁铁掉电后的保磁装置，包括：
操作、显示单元，用于向保磁装置输入操作信息和显示整个装置的工作状态；
充电模块3相桥，用于对外部输入的三相电进行调压、整流处理后向蓄电电路输送恒流或恒压的直流电；及蓄电电路和电磁盘；
其特征在于还包括：
检测单元，用于检测电磁盘两端的电压进行检测；
处理单元，根据操作、显示单元输入的操作信息向H桥IGBT单元发出正向导通触发脉冲或反向导通触发脉冲；
H桥IGBT单元，用于控制蓄电电路中的蓄电池的电压是正向或反向加载在电磁盘的两端；
当市电掉电后保磁装置进行吸磁保磁时，所述处理单元向H桥IGBT单元发出正向导通脉冲，使所述蓄电电路中的蓄电池的两端电压经H桥IGBT单元正向加载到电磁盘的两端，使其重物继续吸附在电磁盘上；放磁保磁时，所述处理单元向H桥IGBT单元发出反向导通脉冲，使所述蓄电电路中的蓄电池的两端电压经H桥IGBT单元反向加载到电磁盘的两端，使其重物脱离电磁盘。
所述蓄电电路由滤波电感、电解电容和蓄电池组成。
在所述H桥IGBT单元同电磁盘之间连有H桥开关，用于阻断电磁盘正常工作时的电流或电压对保磁装置的冲击并防止漏电流的发生；
所述处理单元，还用于控制H桥开关的导通或关闭。
在所述电磁盘的输入端还连接有续流电阻，用于在保磁投入前吸收掉电磁盘两端的尖峰电压；在所述电磁盘同续流电阻形成的回路上设有续流电阻开关；
所述处理单元，还用于控制续流电阻开关的导通与关闭。
所述检测单元还用于检测吸磁信号、放磁信号、蓄电池电压及蓄电池电流的检测。
该电磁铁掉电后的保磁系统与电磁盘控制装置配合，可共同构成电磁盘控制柜，用于电磁盘的吸、放磁控制及保磁，并对保磁用蓄电池进行充电。另外，充电及保磁切换装置也可以与工业现场其他老式屏柜相配合，进行老系统的升级改造。该装置采用高端微处理器为核心，数字量控制，液晶汉字显示，在原有吸磁保磁的基础上，发明并增加放磁保磁；元器件集约化、小型化、紧凑化，将一个大的屏柜用一个小的装置完全取代。用IGBT和可控硅取代易损、故障率高的接触器，实现无触点控制；使其具有结构紧凑、美观，保磁系统小型化、集成化、紧凑化，并提高可靠度，一个充电及保磁切换装置的体积只有原有工业现场用电磁盘控制保磁部分体积的八分之一，大大节约了现场用空间，装置外壳采用含铁质材料，这样做既增加了装置外壳强度，使得装置更加牢固、抗冲击，又增加了装置的抗干扰能力，同样也减少了对外界的电磁干扰。充电及保磁切换装置以高端微处理器为核心，数字量控制，处理数据能力及速度极大的增强，抗干扰能力强，减小了线路板体积，解决了模拟量极易出现的温漂问题。充电及保磁切换装置采用液晶汉字显示，简单易操作的界面大大方便了维护人员，通过简单的调节几个参数就可以完成装置的现场调试，当系统出现故障时，通过界面上内容提示，就可以立即判断出故障位置，大大方便了维护人员，极大的节约了维护时间和成本，同时因为维护时间短，极大的避免了现场因故障停产所造成的巨额损失。
附图说明
图1为本发明所述电磁铁掉电后进行保磁的装置的结构示意图；
图2为本发明所述电磁铁掉电后进行保磁的电控系统的结构框图。
具体实施方式
如图1、图2所示为电磁铁掉电后的保磁装置的结构示意图和电控系统的结构框图，操作、显示单元204，用于向保磁装置输入操作信息和显示整个装置的工作状态，其中显示单元采用液晶汉字显示，维护人员可以方便得知装置的工作状态，使维护变得十分简单和快捷，通过阅读充电及保磁切换装置显示面板上液晶的显示内容，可以快速的知道充电及保磁切换装置以及整个电气系统的问题所在，使现场维护人员迅速找到故障点，从而大大缩短了维护时间，降低了维护难度，降低了维护成本，使现场因故障而停产的时间大大缩短；操作单元则是位于司机室内的各种操作部件。充电模块3相桥103具有调压+整流功能，通过处理单元201调节充电模块3相桥103内可控硅的导通角来实现调节充电电压和充电电流的功能。蓄电电路102则同传统保磁电路中的蓄电电路一样，由滤波电感、电解电容和蓄电池组成，滤波电感用来平滑充电电流，电解电容用来吸收尖峰电压。电磁盘106用来吸附磁性或铁制品。
检测单元202，用于检测电磁盘106两端的电压、吸磁信号、放磁信号、蓄电池电压及蓄电池电流的检测，并将检测后的信息发送给处理单元201，经处理后由操作、显示单元204中的显示单元进行显示，使操作人员随时了解整套装置的工作状态；处理单元201为一种具有计算处理能力的微型处理器，根据操作、显示单元204输入的操作信息向H桥IGBT单元101发出正向导通触发脉冲或反向导通触发脉冲，控制H桥开关104的导通方向，控制续流电阻开关107的导通与关闭；H桥IGBT单元101由4个IGBT组成的H桥式电路，用于控制蓄电电路102中的蓄电池的电压是正向或反向加载在电磁盘106的两端；另外，H桥IGBT单元101同电磁盘106之间连有H桥开关104(由2个双向可控硅组成)，用于阻断电磁盘106正常工作时的电流或电压对保磁装置的冲击并防止漏电流的发生；电磁盘106的输入端还连接有续流电阻105，通常在保磁投入前有几十毫秒的投入使用时间，其作用是用来在保磁投入前吸收掉电磁盘106两端的尖峰电压，用以保护蓄电池；在所述电磁盘106同续流电阻105形成的回路上设有续流电阻开关107，电阻开关107由可控硅来实现，这样就实现了整套装置无触点控制。
对蓄电电路102充电采用现今流行、成熟的充电技术：恒流恒压+浮充模式。在充电的初始阶段，通过调节充电电压，保持电流恒定，即恒流；当接近充满时，随着充电电流的逐渐降低，通过调节，保持电压恒定，即恒压；当充满后，采用浮充的方式补充因蓄电池自放电造成的消耗。
电磁盘控制装置进行吸、放磁工作时，电磁铁掉电保磁系统时刻监视电磁盘两端之间的电压，当在吸磁或放磁时，电磁盘两端电压突然低于设定值，则充电及保磁切换装置立即将蓄电池投入使用，进行保磁。
当市电掉电后保磁装置进行吸磁保磁时，所述处理单元201向H桥IGBT单元101发出正向导通脉冲，控制H桥IGBT的IGBT1和IGBT4导通，并打开H桥开关104，将蓄电池电压正向加到电磁盘106的两端，使重物继续吸附在电磁盘106上实现吸磁保磁，电磁盘106不会因市电掉而失去磁性从而保证电磁盘所吸重物不会跌落而造成的人员和设备损失。放磁保磁时，所述处理单元201向H桥IGBT单元101发出反向导通脉冲，控制H桥IGBT的IGBT2和IGBT3导通，并打开H桥开关，将蓄电池电压反向加到电磁盘106的两端，使重物快速脱离电磁盘106实现放磁保磁，从而减少了现场原有电磁盘106控制屏柜放磁部分故障或市电掉而带来的经济损失；当放磁保磁时间到达设定值后停止向电磁盘两端加载电压，放磁保磁结束。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。