【主管Q:2347660】2号站官网注册湖北工业大学学报电机高速电磁离合器控制电路李新华，雷向福，庄百兴，潘锐和（湖北工业大学电气与电子工程学院，湖北武汉430068）提出了电机高速电磁离合器的几种控制电路，并进行试验分析。其中多电容升压控制电路显著提高了激磁线圈电流的前沿陡度，使得电机电磁离合器动作频率更高，而且电路简单，性价比较高。

高速电磁离合器；控制电路；电容升压TM301.2 .电磁离合器具有体积小，结构简单，动作灵敏，消耗功率小以及操作方便等优点，在各种机械设备中得到广泛应用。

现在某些传动系统对电机电磁离合器动作频率要求很高，每分钟达几十、甚至上百次之多。目前电机电磁离合器的一个常见问题是，电磁离合器吸合过程所需时间较长，动作响应慢；或电磁离合器通电后不能立即断开，电机处于堵转状态，电机起动电流非常大，甚至会烧毁电机；此外还存在能耗大、低效率等问题。显然，现有电机电磁离合器控制电路难以满足要求，必须对其控制电路加以改进。

电机电磁离合器不能快速动作的主要原因是，电磁离合器激磁线圈电流上升缓慢。是某公司一种电机电磁离合器激励线圈电流的上升波形，电流进入稳态大约需要150ms.由于电流上升慢，导致电磁离合器吸合时间长。因此，为了提高电磁离合器的动作频率，必须缩短激磁线圈电流的上升时间。

本文提出了由24V直流电压供电电机高速电磁离合器的几种控制电路，并进行了分析比较。其中多电容升压控制电路显著提高了激磁线圈电流的前沿陡度，电流进入稳态只需要约60ms使得电机电磁离合器动作响应速度更快，动作频率可达每分钟百次以上，而且电路简单性价比较高，完全达到工程要求。

1几种升压控制电路方案根据电路原理，为了提高线圈电流的前沿陡度，使激磁线圈电流快速上升，必须升高加在激磁线圈两端的电压。为此，本文提出了几种升压控制电路方案。

1.1单电容升压控制电路为电磁离合器单电容升压控制电路原理图。电路由24V电源供电，1为直流接触器控制开关，2、3为直流接触器触点，C为升压电容器，R2、L2为电磁离合器激磁线圈的等效电阻和电感。该电路的工作原理是：开关13断开，2至B点，电容器C充电至电源电压24V；1闭合后，2至A点，3闭合，于是电容上电压与电源电压串联为48V，加到电磁离合器的激磁线圈上，使电流快速上升，以缩短过渡过程时间；电容放电完毕后，电磁离合器激磁线圈由24V电源供电，从而降低了电磁离合器的通电损耗；断开，电源停止对激磁线圈供电，电容C重新充电，准备下一次吸合动作，周而复始。激磁线圈两端并接了D2续流二极管，用来消除激磁线圈残李新华（1959-），男，湖北武汉人，湖北工业大学教授，研究方向：稀土电机及其控制。2号站测速地址

留电压对电磁离合器快速动作产生的不利影响。

单电容升压控制电路原理02导通，电压逆变器产生自单电容升压控制电路结构简单，元器件少，工作可靠，增大电容容量能缩短电磁离合器的过渡时间，与不采用电容升压的控制电路相比，动作频率有所提高。不足之处是需要较大容量的电容器，控制电路体积较大，由于升压有限，提高激磁电流前沿陡度、增加其动作频率的效果不是特别明显。

1.2多电容升压控制电路是多电容升压控制电路原理图。G、G和C3为3个升压电容，3、4、5、6为直流接触器的触点。该电路的工作原理是：1、2断开，3、4、5、6处于中的位置，3个升压电容充电至电源电；随后l、2闭合，3、4、5、6移至中对应的另一端钮，这时3个升压电容串联，与电源电压相加为96V，加在激磁线圈两端，使激磁线圈电流快速上升，显著提高了电磁离合器的动作频率。

多电容升压控制电路原理3电容升压控制电路与单电容升压控制电路相比，电磁离合器激磁线圈的电压高出1倍，电流进入稳态的时间更短，动作频率更高，而且电路结构也比较简单，元器件较少，电路体积也不太，是一个性价比较高的电机高速电磁离合器控制电路方案。从原理上讲，采用更多的电容，如4或5个升压电容，对提高电磁离合器的动作频率效果会更好，但这样会增加电路成本和体积。

1.3逆变升压电容控制电路为逆变升压电容控制电路原理图。图中T为高频变压器，Ql，02为一对自激振荡开关管，L3是自激震荡线圈，D3为整流桥，Ci为滤波电容器，C2为充放电电容器。电路的工作原理是：1、/2断开，3至A端；由于得到电阻R1的偏流，开关管01，上产生感应电动势，自激震荡线圈L3为01，02提供开通电压13.逆变交流电经整流桥整流后对电容G充电（试验时此电压可达150V）；1、2闭合，3移至B端，电容C2对电磁离合器激磁线圈放电，电磁离合器便开始动作。改变高频变压器的变比，可以改变电容C2的充电电压，以达到提高电磁离合器动作频率的目的。

逆变升压电容控制电路由于电容电压高，电容储能大，激磁线圈通电瞬间端电压高，电流前沿陡度更大，电磁离合器响应更快、动作频率更高，与多电容升压控制电路相比，逆变升压电容控制电路可以根据需要改变激磁线圈端电压，比较灵活，而多电容升压控制电路的放电电压则是固定不变的。不足之处是电路结构比较复杂，需要采用高频变压器，电路体积较大，成本较高。

2试验结果及分析为了对上述3种电磁离合器控制电路的性能进行比较，笔者分别制作出了电路，并进行了试验测试。、和分别为单电容升压、多电容升压和逆变升压3种控制电路控制下电磁离合器激磁线圈的电流波形图。

是单电容升压控制电路电磁离合器激磁线圈的电流波形。激磁电流进入稳态时间约为100ms比不用升压控制电路缩短了约50ms电磁离合器每分钟可动作50次左右。由于电流上升的陡度不高，稳态电流也不够大，只有1. 25A左右，这些直接影响了电磁离合器的动作频率。

是多电容升压控制电路电磁离合器激磁线圈的电流波形。激磁电流进入稳态时间约为70ms，比单电容升压控制电路缩短了约30ms电磁离合器每分钟可动作120次左右。特别地，多电容升压控制电路电磁离合器激磁线圈电流的上升陡度明显提高；另一方面，由于放电电压的增加，稳态电流也增大，达2.2A左右，这些使得电磁离合器的动作频率显者提高。

是逆变升压电容控制电路电磁离合器激磁线圈的电流波形。激磁电流进入稳态时间约为50ms，比多电容升压控制电路的缩短了约20ms，逆变升压电容控制电路激磁线圈电流的上升陡度更大；由于放电电压的进一步增加，稳态电流也进一步增大，达3A左右，电磁离合器每分钟可动作150次以上。因此，逆变升压电容控制电路电磁离合器的动作频率最高。2号站平台注册地址

逆变升压电容放电控制电路电流波形综上分析，单电容升压、多电容升压和逆变升压电容3种电磁离合器控制电路的性能比较见表1.由表1知，多电容升压电磁离合器控制电路是性价比较高的方案。

表1 3种电磁离合器控制电路的性能比较单电容升压多电容升压逆变升压电容放电电压/V线圈电流上升时间/ms线圈稳态电流/A每动作次数/min电路结构与成本简单、低较简单、较低复杂、较高性价比不高高一般3结论电磁离合器的3种控制电路都是通过电容充放电增加激磁线圈电压，提高激磁线圈电流的上升陡度，以达到加快电磁离合器动作频率的目的。其中多电容升压控制电路和逆变升压电容控制电路的增压和提高激磁线圈电流上升陡度效果明显，电磁离合器的动作频率在每分钟百次以上。特别是多电容升压控制电路结构比较简单，电路成本较低，性价比高，是一个比较理想的电路方案。该方案已投入应用，完全满足电机高速电磁离合器的动作要求。

田金铭。电磁离合器应用与选用计算。北京：北京市古德机电技术研究所，1993.施嘉俊。电磁离合器与电磁制动器。装备机械，2005杨红，赵韩。局面速电磁离合器力矩的有限元分析。轻工机械，2⑴4（1）：陈坚。电力电子技术及应用。北京：中国电力出