起重电磁铁停电保磁的关键是电磁铁电源，电磁铁最早发现于19世纪30年代，晶体管线性电源出现之前，大多数电磁铁所采用的电源由调压器、隔离降压变压器、二极管组成的整流器和无源滤波器等构成（即简易调压整流式电源）。

这种电源的结构简单，使用可靠，但调节精度和输出稳定度较差。

二十世纪八十年代，开始利用单向可调的晶体管线性电源与电磁铁配合使

用，电源的极性变换通过手动改变双刀双掷开关或交流接触器的状态来实现。这种电源的优点是调节精度和输出稳定度较高，但结构比较复杂，电源的输出效率较低，抗冲击能力弱，且电源的输出一般不能完全归零，导致换向时产生较大的干扰。由于技术条件所限，这种电源内部的功率调整管一般由多只静态特性相同的晶体管并接而成，以解决单只晶体管输出电流不足的问题。因此，一旦该电源工作过程中突然停电，则电磁铁巨大电感量所释放出的能量足以将这些功率调整管依次全部击穿并损坏，产生不可估量的损失。

为了解决电源的输出效率及使用过程中突然停电所产生的问题，电压型或

IGBT 电流型 PWM 可控整流型开关电源开始与电磁铁配合使用。虽然这类电源的输出效率较高，且能输出较大的功率，但由于电源内部的功率开关管和电磁铁连接的电路一直处于连续“开”→“关”→“开”→“关”→…的状态变换过程中，而电磁铁气隙中的磁场改变是通过功率开关管“开通”的时间长短决定的。因此，这类电源工作时将对其附近的电子设备和其他电路产生巨大的干扰，甚至使它们不能正常工作。

到了二十世纪九十年代，稀土永磁材料迅速发展。为了使烧结稀土永磁体的磁性能提高，则必需尽量提高在其制备过程中的取向成型磁场。因而越来越需要干扰较小，输出功率大，变化速率快，抗冲击能力强的电磁铁电源。这时，相控晶闸管整流电源开始大量与电磁铁配合使用。但当时的这种电源的输出调整精度和稳定度比较有限。

其后，又出现了将电机调压（即电机控制自耦调压器）器、普通晶体管线性电源和四个可控硅组成的换向电路构成的双极性混合调节电源与电磁铁配合使用。这种电源不仅具有较高的输出调节精度和稳定性，而且较好地解决了电源使用过程中突然断电所带来的危害，同时也使线性电源的输出效率大大提高。但这种电源的变化速率不能太快，输出电压不能太高（一般小于 200V），体积较大，成本较高。

总之，电磁铁电源的发展历程经历了：“简易调压整流式电源→单向可调晶体管线性电源→PWM 可控整流型开关电源→相控晶闸管整流电源→双极性混合调节电源”五个阶段。

传统的停电保磁控制设备从有触点到无触点控制，在一步一步的改进，但都还存在能耗大、可靠性不高、操作不直观等缺点。国内产品主要有以下三种：

1.1 传统的有触点停电保磁电控设备电路一般包括整流变压器、二极管整流模块、接触器等。三相交流经变压器降压并经二极管整流模块整流获得直流220V，吸放料操作通过直流接触器切换给起重电磁铁加入正向励磁电流和反向消磁电流，通过板式电阻释放电磁铁储能。主要缺点是消磁时间长，接触器开断过程中火花大、噪音大，触头磨损和熔焊、易粘连造成短路故障，接触器使用寿命短，安全性能低，维护费用高，耗能大效率低、电控柜体积不能小型化。

1.2 无触点停电保磁电控设备

利用智能晶闸管整流模块和PLC控制技术，摒弃主回路中的直流接触器，采用两组反并联晶闸管全控桥方式实现电磁铁取放料操作的励磁和消磁；停电时备用电池的投入仍使用接触器，对电磁铁储能仍使用板式电阻进行释放，可靠性与安全性有了一定的提升，但还没有解决节能降耗的问题。

1.3 无触点有源逆变停电保磁电控设备是目前国内较先进的产品，它使用相控有源逆变技术；放料时先使励磁回路进入有源逆变状态，将起重电磁铁剩磁能回馈电网，然后再触发消磁回路工作。由于晶闸管是半可控元件，为了防止有源逆变器的颠覆，必须留有充分的换流角裕度，最小逆变角一般不小于30°。该类型设计带来了以下四大缺陷：

1）电压利用率下降；

2）存在脉动环流，为了消除脉动环流，需要在有源逆变回路交流侧加隔离变压器或在直流回路中加无触点隔离开关；

3）电压波形畸变，有源逆变角取值越大，电压波形畸变率越大并引起系统功率因数下降；

4）系统工作可靠性降低：有源逆变电路中的的晶闸管在截止其间主要处于正向阻断状态，一旦有误触发信号，原截止的晶闸管会立即导通使系统处于颠覆状态，产生很大的短路电流；实际电路中为了保护整流模块，主回路中仍需串入限流电阻，即使采取如此措施，实际应用中仍会有智能模块损坏发生。

目前国外较先进的产品已使用IGBT技术，和国内产品相比，在可靠性、功耗等方面性能显著提升，并大大减小了设备体积，降低了安装调试强度，电磁设备数字化已是必然的发展方向。

随着时代的发展，电磁铁的发展很迅速应用和很广泛，起重电磁铁是钢铁制品的常用搬运工具，以其操作简便和快速灵活，广泛应用于冶金、矿山、机械制造、交通运输等领域，与之配套的起重电磁铁停电保磁控制设备既是起重电磁铁作业的馈电整流设备，又是其作业现场的安全保证系统，当起重电磁铁处于吸料状态而又遇到电网停电时，能自动切换电源，采用备用蓄电池组给电磁铁继续供电，保证起重电磁铁所吊运的被吸物不落下，从而保证作业现场的其他设备及人身安全。在本次设计中，应用的利用智能晶闸管整流模块和PLC控制技术，使得停电保磁的性能更加的精准和快速，将进一步保证人员的安全。