Устройство для размагничивания изделий Советский патент 1991 года по МПК H01F13/00 

§

(Л

с

Изобретение относится к электротехнике, а именно к устройствам для размагничивания. Целью изобретения является повышение качества размагничивания и расширение функциональных возможностей работы устройства. Устройство для размагничивания изделии содержит электромагнит 1, резистор 2, источник переменного напряжения 3, первый и второй диоды 4 и 5, ключ 6, времязадающий блок 7, блок запуска 8, первый и второй транзисторы разной проводимости 9 и 10, усилитель-ограничитель 11, селективный усилитель 12, фазовращатель 13 и блок сравнения 14. Новым является то, что устройство для размагничивания изде- лий снабжено двумя транзисторами 18, 19, п-р-п- и р-л-р-типа и коммутатором 20, позволяющими более качественно размагничивать изделия за счет хменьшення влияния помех в источнике переменного напряжения, фазовых искажений и обеспечения возможности перестройки режима работы устройства под различные изделия. 1 ил

о о о о

оо

к

Изобретение относится к электротехнике и является усовершенствованием устройства по авт. св. № 1552239.

Цель изобретения - улучшение качества размагничивания и расширение функциональных возможностей.

На чертеже представлена функциональная схема устройства.

Устройство содержит последовательно соединенные электромагнит 1, резистор 2, подключенный к одному из выводов электромагнита, источник- 3 переменного напряжения и диоды 4 и 5, подключенные к источнику 3, причем диод 4 - анодом, а диод 5 - катодом, ключ 6, времязадающий блок 7, подключенный своим выходом к управляющему входу ключа 6, блок 8 запуска, подключенный выходом к входу времязадающего блока, транзисторы 9 и 10, причем транзистор 9 л-р-п-типа и транзистор 10 р-п-р-типа включены своими эмиттерными выводами вместе и подключены общей точкой соединения к второму выходу электромагнита, коллектор транзистора 9 подключен к катоду диода 4, коллектор транзистора 10 - к аноду диода 5, последовательно соединенные усилитель-ограничитель 11, подключенный своим входом к источнику переменного напряжения, а выходом - к второму входу ключа 6, селективный усилитель 12, подключенный своим входом к выходу ключа 6, фазовращатель 13 и блок 14 сравнения, подключенный к селективному усилителю 12 своим первым входом, вторым входом - к точке соединения электромагнита 1 с резистором 2, а первым и вторым выходами - соответственно к базам транзисторов 4 и 5, диод 15, подключенный своим катодом к точке соединения катода диода 4 и коллектора транзистора 9, анодом - к первому выходу источника 16 постоянного напряжения, подключенного своим общим проводом к точке соединения резистора 2 с источником 3 переменного напряжения, диод 17, подключенный своим катодом к второму выходу источника постоянного напряжения, а анодом - к точке соединения анода диода 5 и коллектора транзистора 10, транзисторы 18 и 19, причем транзисторы 18 n-p-n-типа и транзистор 19 р-п-р-типа включены своими эмиттерными выводами вместе и подключены общей точкой соединения к точке соединения эмиттеров транзисторов 9 и 10 с электромагнитом 1, базы транзисторов 18 и 19 подключены соответственно к третьему и четвертому выходам блока сравнения, а эмиттеры - соответственно к третьему и четвертому выходу источника 16 постоянного напряжения, коммутатор 20, подключенный своими шестью выходами соответственно к управляющим входам источника 3 переменного напряжения, усилителя-ограничителя 11, источника постоянного напряжения 16, времязадающего блока 7, селективного усилителя 12 и фазовращателя 13.

Устройство работает следующим образом. Перед включением размагничивающего устройства с помощью коммутатора 20 устанавливаются заранее известные для конкретного типа размагничиваемых изделий значения амплитуд источника 3 переменного напряжения и усилителя-ограничителя 11, уровни выходных напряжений источника 16

постоянного напряжения, время работы и при необходимости возможность внешнего запуска времязадающего блока 7, резонансная частота, полоса пропускания и добротность селективного усилителя 12 и сдвиг фазы сигнала фазовращателем 13.

В простейшем случае коммутатор 20 представляет собой набор механических переключателей для подачи сигналов на управляющие входы блоков 3, 7, 11, 12, 13 и 16. Источник 3 переменного напряжения,

0 например, может представлять собой трансформатор, подключенный своей первичной обмоткой к промышленной электрической сети. Коммутатор 20 позволяет изменять выходное напряжение источника 3 при помо5 щи коммутации вторичных обмоток трансформатора.

С источника 3 переменно е напряжение поступает на вход усилителя-ограничителя 11. Он представляет собой усилитель с большим коэффициентом усиления. С его

0 помощью формируется напряжение прямоугольной формы со стабильной амплитудой и частотой, соответствующей частоте источника 3 переменного напряжения. Сигналом, поступающим на управляющий вход усилителя-ограничителя i 1 с коммутатора 20, из5 меняется амплитуда его выходного напряжения. С выхода усилителя-ограничителя 1 1 переменное напряжение прямоугольной формы поступает на второй вход ключа 6, выполненного на транзисторе. Управляющий

0 вход ключа 6 подключен к выходу времязадающего блока 7. Времязадающий блок 7 состоит из двух последовательно включенных одновибраторов на логических элементах, охваченных связями, предотвращающими, одновременное и.х срабатывание. Из5 менять время работы одновибратора можно при помощи коммутации времязадающих цепочек, входящих в них, при помощи транзисторных ключей, входы которых являются управляющим входом времязадающего блока 7, подключенного к коммутатору 20. Кроме того, во времязадающем блоке предусмотрен внешний запуск, осуществляемый по тому же введенному управляющему входу. Основной запуск времязадающего блока 7 осуществляется подачей электрического

5 сигнала, например логического «О, на его вход. Эту функцию выполняет блок 8 запуска подключенный своим выходом к входу времязадающего блока 7. Блок 8 запуска выдает электрический сигнал, запускающий времязадающий блок 7, при внешних воз0

действиях на его первый вход. В простейшем случае блок 8 запуска может представлять собой обыкновенную кнопку.

При срабатывании первого одновибра- тора времязадающего блока 7 с его выхода поступает электрический сигнал на управляющий вход ключа 6 и он срабатывает. При этом напряжение прямоугольной формы с частотой источника 3 переменного напряжения поступает на вход селективного уси- лителя 12, имеющего резонансную частоту, равную частоте источника 3 переменного напряжения. На выходе селективного усилителя 12 появляется напряжение синусоидальной формы с частотой, равной частоте источника 3 переменного напряжения. Это напряжение появляется не сразу после срабатывания ключа 6, а постепенно. Скорость нарастания напряжения на выходе селективного усилителя зависит от резонансной частоты его настройки, полосы пропускания и добротности. Изменяя параметры полосы пропускания и добротности настройки селективного усилителя можно регулировать скорость нарастания напряжения синусоидальной формы на его выходе. Вся эта выше перечисленная настройка осуществляется по управляющему входу селективного усилителя с помощью электронных ключей, переключающих входящие в селективный усилитель элементы / С-цепочек. Практически скорость нарастания напряжения в селективном усилителе 12 выбирается в пределах от нескольких десятых до единиц секунд.

С выхода селективного усилителя 12 синусоидальный сигнал поступает на фазовращатель 13, который выполнен на операционном усилителе, охваченном обратными связями, позволяющими изменять фазу сигнала на его выходе. По управляющему входу фазовращателя 13 с помощью электронных ключей, входящих в него, можно изменять параметры А С-цепей и, следовательно, фазу сигнала на выходе фазовращателя 13.

С выхода фазовращателя синусоидальный сигнал поступает на первый вход блока 14 сравнения, выполненного на операционном усилителе. Второй вход .блока сравнения подключен к катушке электромагнита 1 и резистору 2. С помощью блока 14 сравнения электрический сигнал на резисторе 2 сравнивается с заданным -напряжением на его первом входе. Усиленный сигнал ошибки в противофазе поступает с первого и второго выходов блока 14 сравнения на базы транзисторов 9 и 0, на первом выходе блока 14 сравнения появляется только положительное управляющее напряжение, поступающее на базу транзистора 9, на втором его выходе - только отрицательное управляющее напря- жение, поступающее на базу транзистора 10. Это необходимо для того, чтобы не пробились переходы база -эмиттер транзисторов 9 и 10. Для осуществления подачи на базы

5

0 5 о

5

0

5

0

5

0

транзисторов 9 и 10 только необходимой полярности можно, например, применять два диода, включенных на выходе операционного усилителя блока 14 сравнения последовательно с переходами база-эмиттер транзисторов 9 и 10. Коллекторы транзисторов 9 и 10 через диоды 4 и 5 подключены к источнику 3 переменного напряжения. Транзистор 9 производит регулировку положительной полуволны тока, а транзистор 10 - отрицательной.

Для того, чтобы уменьшить искажения тока в обмотке электромагнита 1 типа «ступенька при прохождении мгновенного значения напряжения источника 3 через значение, близкое к нулевому, в устройстве имеются диоды 15 и 17, подключенные соответственно к первому и второму выходу источника 16 постоянного напряжения. Напряжение на первом и втором выходах источника 16 задается таким, чтобы искажения типа «ступенька, вызванные падением напряжения на диодах 4 и 5 и транзисторах 9 и 10 были устранены.

Для того, чтобы устранить влияние случайных бросков напряжения в источнике 3 в сторону уменьшения напряжения (доходящих до 100%), в предлагаемое устройство введены транзисторы 18 и 19, подключенные своими базовыми выводами соответственно к третьему и четвертому выходам блока сравнения. Третий и четвертый выходы блока 14 сравнения отличаются от первого и второго выходов тем, что управляющие напряжения на них появляются лишь тогда, когда транзисторы 9 и 10 уже полностью открыты, а форма тока в обмотке электромагнита 1 осталась искаженной, т. е. не соответствующей заданной на первом входе блока 14 сравнения. Такую работу блока 14 сравнения, например, можно обеспечить включением междх выходом сравнивающего операционного уснлитетя, входящего в блок 14 сравнения, и трет им и четвертым его выходами стабилитронов (диодов) и резисторов.

Коллекторы транзисторов 18 и :9 подключены соответственно к третьему и четвертому выходам источника 16, а эмиттеры включены вместе и подключены, как и эмиттеры транзисторов 9 и 10, к электрома ниту I. Выходное- напряжение на третьем и четвертом выходах источника 16 выбирается таким, чтобы итраннть влияние бросков напряжения в источнике 3 и влияние индуктивности электромагнита на заданную форму тока в обмотке электромагнита 1.

Таким образом, если в источнике 3 помехи небольшие (не превышают нескольких процентов), транзисторы 18 и 19 не включаются и качество размагничивания обеспечивается работой устройства, ка.х в прототипе. При сильных помехах, вплоть до исчезновения на некоторое время напряжения в источнике 3 переменного напряжения.

на базы транзисторов 18 и 19 поступает управляющее напряжение и возможные искажения тока в обмотке электромагнита в предлагаемом устройстве устраняются, так как ток в эти моменты на электромагнит поступает от источника 16.

После окончания работы первого одно- вибратора времязадающего блока 7 срабатывает второй его одновибратор. При этом ключ 6 закрывается. Напряжение синусоидальной формы на выходе селективного усилителя 12 начинает уменьшаться не сразу после выключения ключа 6, а постепенно. Это связано с постепенным спаданием амплитуды колебаний в селективном усилителе после прекращения подачи на его вход прямоугольного сигнала (наподобие того, как это происходит в колебательном контуре).

Второй одновибратор времязадающего блока 7 служит для задержки повторного включения времязадающего блока 7 после окончания работы первого одновибратора времязадающего блока 7 и ключа 6. После окончания работы второго одновибратора времязадающего блока устройство готово к следующему циклу работы.

Таким образом, предлагаемое устройство по сравнению с известным позволяет размагничивать изделия плавно нараста ющим и затем спадающим током (напряжением) синусоидальной формы, амплитуда и форма которого не зависят от значительных бросков напряжения (в сторону уменьшения амплитудного значения) в источнике переменного напряжения, и таким образом повысить гарантию качественного размагничивания изделия. Кроме того, устройство позволяет производить его быструю перестройку под

Ь

0

5

0

конкретное размагничиваемое изделие, что делает работу устройства более экономичной расширяет его функциональные возможности.

Кроме устранения влияния помех на качество размагничивания, в предлагаемом устройстве уменьшается влияние на форму размагничивающего тока фазового сдвига между током и напряжением источника 3 переменного напряжения. Благодаря такой работе предлагаемого устройства также улучшается качество размагничивания изделий.

Формула изобретения

Устройство для размагничивания изделий по авт. св. № 1552239, отличающееся тем, что, с целью улучшения качества размагничивания и расширения функциональных возможностей, оно снабжено третьим и четвертым транзисторами и коммутатором, причем третий транзистор rt-p-n-типа, а четвертый р-я-р-типа, третий и четвертый транзисторы своими эмиттерными выводами включены вместе и подключены к общей точке соединения первого и второго транзисторов с электромагнитом, базы третьего и четвертого транзисторов подключены к третьему и четвертому выходам блока сравнения, а коллекторы - к третьему и четвертому выходам источника постоянного напряжения, коммутатор своими шестью выходами подключен соответственно к управляющим входам источника переменного напряжения, усилителя-ограничителя, источника постоянного напряжения, времязадающего блока, селективного усилителя и фазовращателя.