一種無觸點電控吊運立式鋼卷用起重電磁鐵設備的制作方法
【專利摘要】本發明提供一種無觸點電控吊運立式鋼卷用起重電磁鐵設備，其包括主體部分和電控部分，主體部分由軛板、殼體、通軸活動磁極、線圈、導磁板、托板和接線盒體組成；根據通軸活動磁極上的限位塊尺寸，將軛板的上部開若干方孔，通軸活動磁極采用通軸方式連接安裝；多個通軸活動磁極為“梅花瓣”結構分布，通軸活動磁極作為線圈鐵芯，其四周圍一層導磁板，形成梯形結構，每個梯形結構對應一個線圈；線圈采用雙玻璃絲包漆包扁鋁線材料，將線圈繞制導磁板繞線后，在外周圍鋪設絕緣材料。因此該發明徹底解決了鋼卷塔形較高、環境溫度惡劣、線圈溫升過高等不利因素帶來的電磁鐵吸力不夠、安全系數過低等諸多問題。
【專利說明】—種無觸點電控吊運立式鋼卷用起重電磁鐵設備
【技術領域】
[0001]本發明屬于磁性轉運機械領域，具體涉及無觸點電控吊運立式鋼卷用起重電磁鐵設備，其適用于處理量大的磁性調運現場，特別是用于港口、鋼鐵等行業的電磁鐵起重設備中使用。
【背景技術】
[0002]隨著磁性轉運設備越來越多的應用于調運領域，磁性轉運設備在近年來得到廣泛的應用。尤其是電磁鐵等起重吊運設備在港口、鋼鐵生產現場極其廣泛地被使用。然而，生產現場的吊運物資品種多樣、吊運現場運輸條件各異。比如在港口、鋼鐵等行業中涉及到鋼卷的生產，有時經常需要吊運高溫狀態時的鋼卷材料，常規的立式吊運常常由于電磁鐵線圈溫升過高且散熱差，磁場逐漸減弱，以致線圈燒毀，且該類電磁鐵的自重較大，造成磁場浪費、成本很高。為了克服現有技術的難題，研究人員往往在立式吊運在磁路設計和散熱略有改變，但工業仍無法擺脫上述困難，同樣面臨溫升高、磁場弱的問題；大多數往往以增加安匝數來解決磁場減弱的情況，但同時增加了線圈的能耗和自重，且多數電磁鐵無法更好的解決鋼卷的塔形度，以及接觸或碰撞造成的設備損害問題。
[0003]同時，傳統電磁起重設備在行業應用中有四大難題，這四大難題一直是鋼卷用起重電磁鐵所面臨的困擾:(I)鋼卷塔形度造成磁場無法全部利用；(2)電磁鐵在長期接觸物料過程中，磁極損壞不可修復；(3)鋼卷溫度高，線圈溫升快，散熱慢；(4)電磁鐵特殊直流回路，造成控制柜中直流元件過流燒毀，無法配合設備運行。
【發明內容】
[0004]為了解決上述問題，本發明人針對上述現有技術的不足，經過多次設計和研究，提出了一種無觸點電控吊運立式鋼卷用起重電磁鐵設備，能夠在高溫現場時有效的吊運鋼卷，并且能達到自重輕、散熱好、磁極牢固、能耗低，以及電控直流器件的安全保障，從而根本上解決了鋼卷吊運的棘手問題。
[0005]依據本發明的技術方案，無觸點電控吊運立式鋼卷用起重電磁鐵設備包括主體部分和電控部分，其中主體部分由軛板1、殼體2、通軸活動磁極3、線圈4、導磁板5、托板6和接線盒體9組成；根據通軸活動磁極3上的限位塊尺寸，將軛板I的上部開若干方孔，通軸活動磁極采用通軸方式連接安裝；多個通軸活動磁極3為“梅花瓣”結構分布，通軸活動磁極3作為線圈鐵芯，其四周圍一層導磁板5，形成梯形結構，每個梯形結構對應一個線圈4 ；線圈4采用雙玻璃絲包漆包扁鋁線材料，將線圈4繞制導磁板5繞線后，在外周圍鋪設絕緣材料。
[0006]其中，線圈4下方焊接三層不導磁托板6，在不導磁托板之間填充隔熱材料，形成隔熱層7和風道8。線圈4整體裝入殼體2中，將軛板I與殼體2用焊接方式固定。接線盒體9焊接到軛板I上。通軸活動磁極3活動尺寸為80mm。通軸活動磁極3根據現場鋼卷大小分為3、4、6、8等不同通軸活動磁極個數。[0007]此外，電控部分由主控制柜體、變壓器箱體、逆變器箱體、蓄電池箱體、現場操作盒體、手動遙控器組成，現場工業電源通過變壓器箱體進行電壓變換；輸出接入主控制柜體；主控制柜體與接線盒體9連接，實現電磁鐵的通斷電控制；主控制柜體與現場操作盒體通過電纜連接，實現天車操作室中的功能人工操作控制；主控制柜體分別與逆變器箱體、蓄電池箱體連接，作為斷電時現場保護措施。部分現場需要使用手動遙控器，手動遙控器通過驅動板與PLC進行信號連接，進行車間人工操作控制。電控部分采用IGBT無觸點控制系統；當斷電時，IGBT為電磁鐵線圈提供了能量釋放通路，配合反向電壓以及對電子管V2、Vl進行保護。
[0008]優選地，無觸點電控吊運立式鋼卷用起重電磁鐵設備還具備斷電保磁、逆變、缺相保護、欠壓保護、遙控、PLC實時檢測以及調磁等多功能。
[0009]在本發明的無觸點電控吊運立式鋼卷用起重電磁鐵設備中，活動磁極設置在線圈內側；活動磁極采用通軸方式連接，保證了耐用性和安全性，同時可根據現場鋼卷的塔形高低進行上下活動；此外，本發明極大程度的滿足了不同塔形程度鋼卷的立式吊運，合理電路設計產生強大磁場，保證了磁極隨其鋼帶卷塔形度自動落合，使二者接觸面非常穩定牢固，吸力大、自重輕、更安全。
[0010]更進一步地，本發明的無觸點電控吊運立式鋼卷用起重電磁鐵設備中，特殊的三層托板結構設計，既保證了高溫物料輻射的熱量不影響到電磁鐵本身，又能保證電磁鐵自身產生的熱量及時地散發出去。因此該發明徹底解決了鋼卷塔形較高、環境溫度惡劣、線圈溫升過高等不利因素帶來的電磁鐵吸力不夠、安全系數過低等諸多問題。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0011]圖1為依據本發明的結構示意圖；
[0012]圖2為圖1中所示A-A剖面示意圖；
[0013]圖3為IGBT無觸點控制圖；
[0014]圖4為電氣控制原理圖。
【具體實施方式】
[0015]下面將結合本發明實施例中的附圖，對本發明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發明的一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本發明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發明保護的范圍。另外地，不應當將本發明的保護范圍僅僅限制至下述具體結構或部件或具體參數。
[0016]具體參考附圖1 一 2，本發明的無觸點電控吊運立式鋼卷用起重電磁鐵設備包括主體部分和電控部分，主體部分由軛板1、殼體2、通軸活動磁極3、線圈4、導磁板5、托板6、接線盒體9組成；根據通軸活動磁極3上的限位塊尺寸，將軛板I的上部開若干方孔，通軸活動磁極采用通軸方式連接，將通軸活動磁極3安裝進去，保證其活動尺寸為80mm。多個通軸活動磁極3為“梅花瓣”結構分布，通軸活動磁極3作為線圈鐵芯，其四周圍一層導磁板5，形成梯形結構，每個梯形結構對應一個線圈4，線圈4采用雙玻璃絲包漆包扁鋁線材料，將線圈4繞制導磁板5繞線后，周圍鋪設絕緣材料。線圈下方焊接三層不導磁托板6，在托板中填充隔熱材料，形成隔熱層7和風道8。整體裝入殼體2中，將軛板I與殼體2用焊接方式固定。最后將接線盒體9焊接到軛板上，作為設備與主控柜的銜接裝置。電控部分由主控制柜體、變壓器箱體、逆變器箱體、蓄電池箱體、現場操作盒體、手動遙控器組成，現場工業電源通過變壓器箱體進行電壓變換；輸出接入主控制柜體，為器件供電；主控制柜體與設備上的接線盒體9連接，實現電磁鐵的通斷電控制；主控制柜體與現場操作盒體通過電纜連接，實現天車操作室中的功能人工操作控制；主控制柜體分別與逆變器箱體、蓄電池箱體連接，作為斷電時現場保護措施。此外，部分現場需要使用手動遙控器，手動遙控器通過驅動板與PLC進行信號連接，進行車間人工操作控制。
[0017]根據現場鋼卷大小分為3、4、6、8等不同磁極個數，每個磁極對應一個線圈，線圈采用雙玻璃絲包漆包扁鋁線材料，線圈繞制鐵芯后，周圍鋪設絕緣材料，焊接好外圍導磁板、軛板，以及三層托板焊接，在托板中填充隔熱物質，形成隔熱層7和風道8，并且活動磁極采用通軸方式連接。最后置于殼體中，作最后密封焊接。實現了現場鋼卷塔形度的零影響，高溫情況下的正常運行，以及活動磁極的穩固牢靠易維護等特點。
[0018]優選地，鐵芯采用通軸式活動磁極，磁極隨其鋼帶卷塔形度自動落合，使二者接觸面非常穩定牢固，吸力大、自重輕、更安全。這一發明不僅可以解決現場鋼帶卷塔形度的難題，也極大改進了現場由于接觸或碰撞造成的磁極受損變形等諸多隱患，提高了電磁鐵的使用壽命。
[0019]本發明的無觸點電控吊運立式鋼卷用起重電磁鐵設備采用獨特多層托板并添加隔熱層，隔熱層中加入石棉或者硅酸鋁棉氈等隔熱材料，有效的防止鋼卷溫度輻射電磁線圈，且隔熱層上方設計成風道，雙層保護，保障線圈的散熱，該特征使得設備在高溫環境下可以穩定運行。
[0020]具體參考附圖3 - 4，電控部分主回路通過斷路器、變壓器，三相整流橋，以及電磁鐵構成直流勵磁回路，還配備了蓄電池所構成的斷電保磁回路。此外，反向去磁回路保證了放料的快速性。核心高頻通斷器件IGBT作為放料斷電時關鍵的導通器件，也是無觸點的基礎。當斷電瞬間，線圈產生巨大反向電壓，IGBT微秒級觸發并瞬間同時導通，保證了主回路接觸器觸點使用壽命，控制了打火拉弧的惡劣情況，在現場應用中充分保證了可靠性、安全性、耐用性，以及免維護性。
[0021 ] 相對于現有技術，本發明中的定磁極采用獨特的“梅花瓣”結構，從而構成多磁回路。這種定磁極結構不僅充分利用了所有磁能，更增加了磁場覆蓋面積，保證了現場的吊運強度，并且根據現場鋼卷的塔形高度，采用可進行上下活動的動磁極，本發明極大程度的滿足了不同塔形程度鋼卷的立式吊運，合理電路設計產生強大磁場，保證了磁極隨其鋼帶卷塔形度自動落合，使二者接觸面非常穩定牢固，吸力大、自重輕、更安全。這就解決了第一個難題。
[0022]活動磁極特殊地采用通軸方式來固定鐵芯，有效的增加了鐵芯的強度，當現場電磁鐵與鋼卷接觸或者碰撞時，不致擊落活動磁極，極大程度的保證了設備的耐用性和安全性，這就解決了第二個難題。
[0023]該無觸點電控吊運立式鋼卷用起重電磁鐵設備加入隔熱層和風道，形成三層托板結構。下層為隔熱層，隔熱物質有效的隔離了鋼卷溫度輻射至電磁線圈；上層風道保證了線圈的快速散熱，使其可在高溫環境中穩定運行。因此該發明徹底解決了第三個難題。[0024]在現有技術中，由于突然斷電，線圈瞬間會產生巨大的反向電壓，此電壓甚至可達到4500V，能擊穿柜內的所有相關回路的元器件，對現場造成很大的安全隱患。而本發明的無觸點電控吊運立式鋼卷用起重電磁鐵設備的無觸點電控系統利用IGBT核心高速通斷器件，以及特殊的交流接觸器直流接法，有效的吸收并消耗巨大電壓，使得瞬間電壓降至400V左右，保護直流電路核心器件。不僅控制柜可以得到安全保障，這一特殊電路設計極大程度的保護了電磁鐵線圈的絕緣穩定，常規電磁鐵未使用IGBT器件的電路，由于線圈兩端產生巨大電壓，極易擊穿線圈，造成現場安全隱患。此外，配有斷電保磁、逆變、缺相保護、欠壓保護、遙控、PLC實時檢測以及調磁等多功能，極大程度滿足不同現場的不同需求，有效地解決了電磁鐵控制柜打火拉弧、接觸器粘連、以及放料緩慢等棘手問題，保證了元器件的安全性和耐用性，這就解決了第四個難題。
[0025]以上所述，僅為本發明較佳的【具體實施方式】，但本發明的保護范圍并不局限于此，任何熟悉本【技術領域】的技術人員在本發明揭露的技術范圍內，可輕易想到的變化或替換，都應涵蓋在本發明的保護范圍之內。本領域普通的技術人員可以理解，在不背離所附權利要求定義的本發明的精神和范圍的情況下，可以在形式和細節中做出各種各樣的修改。
【權利要求】
1.一種無觸點電控吊運立式鋼卷用起重電磁鐵設備，其包括主體部分和電控部分，其特征在于，主體部分由軛板(1)、殼體(2)、通軸活動磁極(3)、線圈(4)、導磁板(5)、托板(6)和接線盒體(9)組成；根據通軸活動磁極(3)上的限位塊尺寸，將軛板(I)的上部開若干方孔，通軸活動磁極采用通軸方式連接安裝；多個通軸活動磁極(3)為“梅花瓣”結構分布，通軸活動磁極(3)作為線圈鐵芯，其四周圍一層導磁板(5)，形成梯形結構，每個梯形結構對應一個線圈(4);線圈(4)采用雙玻璃絲包漆包扁鋁線材料，將線圈(4)繞制導磁板(5)繞線后，在外周圍鋪設絕緣材料。
2.根據權利要求1所述的無觸點電控吊運立式鋼卷用起重電磁鐵設備，其特征在于，線圈(4)下方焊接三層不導磁托板(6)，在不導磁托板之間填充隔熱材料，形成隔熱層(7)和風道⑶。
3.根據權利要求1所述的無觸點電控吊運立式鋼卷用起重電磁鐵設備，其特征在于，線圈(4)整體裝入殼體(2)中，將軛板(1)與殼體(2)用焊接方式固定。
4.根據權利要求1所述的無觸點電控吊運立式鋼卷用起重電磁鐵設備，其特征在于，接線盒體(9)焊接到軛板(1)上。
5.根據權利要求1所述的無觸點電控吊運立式鋼卷用起重電磁鐵設備，其特征在于，電控部分由主控制柜體、變壓器箱體、逆變器箱體、蓄電池箱體、現場操作盒體、手動遙控器組成，現場工業電源通過變壓器箱體進行電壓變換；輸出接入主控制柜體；主控制柜體與接線盒體(9)連接，實現電磁鐵的通斷電控制；主控制柜體與現場操作盒體通過電纜連接，實現天車操作室中的功能人工操作控制；主控制柜體分別與逆變器箱體、蓄電池箱體連接，作為斷電時現場保護措施。
6.根據權利要求5所述的無觸點電控吊運立式鋼卷用起重電磁鐵設備，其特征在于，部分現場需要使用手動遙控器，手動遙控器通過驅動板與PLC進行信號連接，進行車間人工操作控制。
7.根據權利要求1所述的無觸點電控吊運立式鋼卷用起重電磁鐵設備，其特征在于，通軸活動磁極(3)活動尺寸為80mm。
8.根據權利要求1所述的無觸點電控吊運立式鋼卷用起重電磁鐵設備，其特征在于，通軸活動磁極(3)根據現場鋼卷大小分為3、4、6、8等不同通軸活動磁極個數。
9.根據權利要求1所述的無觸點電控吊運立式鋼卷用起重電磁鐵設備，其特征在于，電控部分采用IGBT無觸點控制系統；當斷電時，IGBT為電磁鐵線圈提供了能量釋放通路，配合反向電壓以及對電子管V2、Vl進行保護。
10.根據權利要求上述的無觸點電控吊運立式鋼卷用起重電磁鐵設備，其特征在于，無觸點電控吊運立式鋼卷用起重電磁鐵設備具備斷電保磁、逆變、缺相保護、欠壓保護、遙控、PLC實時檢測以及調磁等多功能。
【文檔編號】B66C13/22GK103922217SQ201410186918
【公開日】2014年7月16日 申請日期:2014年5月6日 優先權日:2014年3月15日
【發明者】張承臣, 徐家林, 史玉林, 張小琳 申請人:沈陽隆基電磁科技股份有限公司