Устройство для импульсного намагничивания постоянных магнитов Советский патент 1992 года по МПК H01F13/00 

X3L

15

23

Изобретение относится к электротехнике, Цель изобретения - расширение функциональной возможности при обеспечении частичного размагничивания. Цель достигается за счет того, что в устройство введен блок коммутации, состоящий из дополнительных контактов 12, установленных на несущей плите последовательно за размыкающим 8 и основными замыкающими 4 контактами, дополнительный разрядный тиристор 11, подключенный параллельно основному разрядному тиристору 3. Управляющий электрод дополнительного разрядного тиристора 11 включен в схему управления основного разрядного тиристора 3 через дополнительные замыкающие контакты 12. В состав блока коммутации входит дополнительная обмотка 13, расположенная кон- центрично основной обмотке, под ней и отделенная от нее диэлектрической прокладкой 14. Конец основной обмотки Ki и начало дополнительной обмотки На соединены и включены в цепь батареи конденсаторов 2, а начало основной обмотки Hi и конец дополнительной обмотки К2 соответственно соединены с выходами основного 3 и дополнительного 11 разрядных тиристоров, 1 ил. ел С

17 /5 20

ХхПП

ч

±

/72

/,

vi со VI

S

ел

Изобретение относится к электротехнике, в частности к намагничивающим устройствам, и может быть использовано в условиях серийного и массового производства постоянных магнитов, применяемых в электрических машинах, аппаратах и других магнитно-электрических устройствах.

Известно устройство для импульсного намагничивания магнитов 1, Устройство содержит блок питания, батарею конденсаторов, разрядный тиристор со схемой управления и кнопкой сброса заряда, намагничивающий индуктор, выполненный в виде обмотки. Блок питания состоит из выпрямленного моста на четырех диодах, подключенного к источнику переменного напряжения. Вход батареи конденсаторов параллельно подключен к блоку питания, выход ее параллельно подключен к последовательно соединенным управляемому разрядному тиристору и обмотке намагничивающего индуктора а кнопка сброса заряда последовательно включена в цепь управляющего электрода тиристора.

Принцип действия устройства заключается в следующем. На индуктор помещают заготовку магнита. Включают источник переменного напряжения, выпрямленное напряжение подают на батарею конденсаторов, происходит их зарядка. Величина напряжения заряда конденсаторов измеряется вольтметром, включенным в цепь батареи конденсаторов после достижения необходимой величины напряжения батареи конденсаторов нажатием кнопки сброса заряда подается сигнал на управляемый электрод тиристора, тиристор открывается и накопленный заряд разряжается на намагничивающий индуктор, происходит намагничивание магнита. Намагниченный магнит снимают с индуктора, устанавливают следующий магнит, и технологический ц/iK/; пссторяется

Недостатком известного устройства является тс, что магнит устанавливают и снимают с намагничивающего ипдуктора вручную. Это, в свою очередь не дает возможности сточки зрения безопасности производить автоматический разряд батареи конденсаторов на индуктор, так как в этот момент может происходить ручная установка или съем магнита с индуктора, поэтому разряд батареи конденсаторов происходит через замыкание кнопки сброса заряда также вручную. Поэтому данное устройство обладает низкими (узкими) функциональными возможностями и не может применяться в условиях серийного и массового производства.

Известно также устройство 2 для импульсного намагничивания постоянных магнитов, выбранное за прототип. Устройство содержит блок питания, последовательно

соединенные батарею конденсаторов, разрядный тиристор, намагничивающий индуктор, выполненный в виде обмотки, схему управления разрядным тиристором и несущую плиту, электродвигатель с редуктором,

0 рычаг, расположенный на валу электродвигателя над поверхностью несущей плиты, накопитель заготовок магнитов, регулируемое реле, причем намагничивающий индуктор установлен в диэлектрическом блоке и

5 закреплен в несущей плите таким образом, чтобы верхняя плоскость индуктора совпадала с верхней плотностью несущей плиты, накопитель заготовок магнитов расположен над индуктор.ом с рабочим зазором, на по0 верхности несущей плиты расположены размыкающие контакты цепи питания электродвигателя и замыкающие контакты схемы управления разрядным тиристором, регулируемое реле параллельно подключе5 но к батарее конденсаторов, а замыкающие контакты регулируемого реле включены в цепь питания электродвигателя.

Устройство-прототип работает следующим образом. В накопитель заготовок маг0 нитов помещают заготовки магнитов, нижняя из которых находится непосредственно на индикаторе. Одновременно на блок питания и электродвигатель подается переменное напряжение, происходит за5 рядка батареи конденсаторов и движение рычага против часовой стрелки. Рычаг достигает размыкающих контактов цепи питания электродвигателя и механическим взаимодействием размыкает их, рычаг оста0 навливается, а батарея конденсаторов продолжает заряжаться до заданной величины напряжения, установленной на регулируемом реле. При достижении заданной величины напряжения батареи конденсаторов

5 происходит замыкание замыкающих контактов регулируемого реле и электродвигатель подключается к источнику переменного напряжения, при этом рычаг, возобновляя свое движение, достигает за0 мыкающих контактов схемы управления разрядным тиристором и замыкает их. На управляемый электрод тиристора подается управляемый сигнал, который открывает тиристор, заряд, накопленный в батарее кон5 денсаторов,поступаетна

намагничивающий индуктор и происходит намагничивание заготовки магнита. Рычаг продолжает свое движение и сдвигает намагниченный магнит с индуктора на плоскость несущей плиты Находящиеся в

накопителе заготовки магнитов под собственным весом опускаются на индуктор, на высоту снятого магнита. Технологический цикл намагничивания автоматически повторяется,

Это устройство позволяет несколько расширить функциональные возможности, так как дает возможность в автоматическом режиме непрерывно производить замкнутый технологический цикл подачи, намагничивания и съема магнитов, что важно в условиях серийного и массового производства.

Однако это устройство также имеет недостатки. Так, в устройстве-прототипе невозможно осуществить намагничивание с последующим частичным размагничиванием (т. е. осуществлять магнитную стабилиза- цию) с одной установки на намагничивающий индуктор при серийном и массовом производстве.

Известно, что для увеличения магнитной стабильности после намагничивания постоянных магнитов до насыщения их необходимо частично размагнитить примерно на 5-10%, приложив магнитное поле с направлением, обратным направлению поля намагничивания, Особенно этот процесс частичного размагничивания необходим для магнитной стабилизации магнитов, изготовленных из сплавов типа 52КФ и ЮНДК.

Поэтому устройство-прототип обладает низкими функциональными возможностями, так как не позволяет производить намагничивание с последующим частичным размагничиванием в непрерывном технологическом цикле с одной установки заготовки на индуктор, что особенно неприемлемо при серийном намагничивания магнитов с последующим частичным размагничиванием,

Целью изобретения является расширение функциональной возможности при обеспечении частичного размагничивания.

Цель достигается с помощью устройства для импульсного намагничивания посто- янных магнитов, содержащего блок питания, последовательно соединенные батарею конденсаторов, основной разрядный тиристор, схему управления разрядным тиристором, намагничивающий индуктор, выполненный в виде основной обмотки, несущую плиту, электродвигатель с редуктором, рычаг, расположенный на валу электродвигателя над поверхностью несущей плиты, накопитель заготовок магнитов, регулируемое реле, на поверхности несущей плиты расположены размыкающие контакты цепи питания электродвигателя и основ- ные замыкающие контакты схемы

управления, регулируемое реле параллельно подключено к батарее конденсаторов, а замыкающие контакты регулируемого реле включены в цепь питания электродвигателя,

имеющего то отличие от прототипа, что в него дополнительно введен блок коммутации, состоящий из дополнительных замыкающих контактов, установленных на несущей плите последовательно за размыкающими и

0 основными замыкающими контактами, дополнительного разрядного тиристора, подключенного параллельно основному, управляющий электрод которого включен в схему управления основного разрядного ти5 ристора через упомянутые дополнительные замыкающие контакты, и дополнительной обмотки, расположенной концентрично основной обмотке под ней и отделенной от нее диэлектрической прокладкой, причем конец

0 основной обмотки и начало дополнительной обмотки соединены и включены в цепь батареи конденсаторов, а начало основной обмотки и конец дополнительной обмотки соответственно соединены с выходами ос5 новного и дополнительного разрядных тиристоров.

Факт введения в устройство дополнительного блока коммутации, состоящего из дополнительных замыкающих контактов,

0 дополнительного разрядного тиристора и дополнительной обмотки, обусловлен следующим.

Введение дополнительной обмотки и подключение ее в схему таким образом, что5 бы импульс тока проходил в обратном направлении к импульсу тока в основной обмотке, позволяет производить размагничивание намагниченных магнитов, располо- жение дополнительной обмотки

0 концентрично основной позволяет получать одинаковую конфигурацию распределения магнитного поля в магните после прохождения импульса как по основной, так и ее дополнительной обмотки, а расположение

5 дополнительной обмотки под основной обмоткой и разделение их диэлектрической прокладкой дает возможность за счет немагнитного зазора обеспечить только частичное, а не полное размагничивание, или

0 перемагничивание даже при подаче на дополнительную обмотку импульса тока, равного или большего по величине импульсу тока в основной обмотке.

Введение дополнительной обмотки по5 влекло за собой необходимость введения дополнительных замыкающих контактов и дополнительного разрядного тиристора (управляющий электрод которого через упомя- нутые дополнительные замыкающие контакты включен в схему управления основного тиристора), которые дают возможность направлять импульс тока на дополни- тельную обмотку, а тот факт, что дополнительные замыкающие контакты установлены на несущей плите последовательно за размыкающими, и основными замыкающими контактами, позволяет производить подачу импульса тока на дополнительную обмотку только после подачи импульса на основную обмотку и тем самым производить частичное размагничивание уже предварительно намагниченного магнита с одной установки.

Таким образом, совокупность отличительных признаков, а именно введение блока коммутации, состоящего из дополнительных замыкающих контактов, установленных на несущей плите последовательно за размыкающими и основными замыкающими контактами, дополнительного разрядного тиристора, подключенного параллельно основному, управляющий электрод которого включен в схему управления основного разрядного тиристора через упомянутые дополнительные замыкающие контакты, и дополнительной обмотки, расположенной концентрично основной обмотке под ней, и разделенных между собой диэлектрической прокладкой, причем конец основной обмотки и начала дополнительной обмотки соединены и включены в цепь батареи конденсаторов, а начало основной обмотки и конец дополнительной обмотки соответственно соединены с выходами основного и дополнительного разрядных тиристоров, дает возможность расширить функциональные возможности устройства при обеспечении частичного размагничивания после намагничивания с одной установки магнита на индуктор при серийном и массовом производстве.

Наличие блока коммутации известно (см. кн. А.И. Кудрявцев и др. Применение импульсных магнитных полей для намагничивания и стабилизации. М., ЦНИИ Электроника, 1985).

Однако анализ схемы импульсной намагничивающей установки (см. рис. 3, с. 12) показывает, что для управления коммутирующим устройством (КУ) применяется еще дополнительный блок управления (БУ-2), который не связан во временной зависимости (последовательности) с блоком управления игнитроном (БУИ), что не дает возможности производить в непрерывном технологическом цикле намагничивание с последующим частичным размагничиванием при серийном производстве, так как на индуктор могут подаваться импульсы тока после коммутирующего устройства не той полярности, так как они будут не соизмеримы во времени, и тем самым размагничивающий импульс может подаваться на индуктор раньше намагничивающего.

Наличие разрядного тиристора, замыкающих контактов и обмотки известно (см. прототип). Однако, будучи взятыми изолированно от совокупности признаков настоящего изобретения, или в сочетании с

0 другими признаками, известными в науке и технике на дату подачи настоящей заявки, они не обеспечивают создания в объекте нового свойства, что позволяет расширить функциональные возможности при обеспе5 чении частичного размагничивания.

Указанное новое свойство состоит в возможности частичного размагничивания предварительно намагниченных магнитов с одной установки.

0На чертеже показана принципиальная

электромеханическая схема устройства.

Устройство содержит блок 1 питания, вход которого соединен с входом батареи конденсаторов 2, основной разрядный ти5 ристор 3, первый и второй входы которого соединены соответственно с выходами батареи конденсаторов 2 и основными замыкающими контактами 4, а также намагничивающий индуктор 5, выполнен0 ный в виде основной обмотки, накопитель 6 заготовок, выход которого механически соединен с входом индуктора 5, электродвигатель 7 с редуктором, размыкающие контакты 8, регулируемые реле 9, рычаг 10.

5 Устройство также содержит дополнительный разрядный тиристор 11, дополнительные замыкающие контакты 12 и дополнительную обмотку 13. Основная и дополнительная обмотки разделены диэлект0 рической прокладкой 14. Причем рычаг 10 имеет возможность последовательно во времени механически взаимодействовать соответственно с размыкающими контактами 8, основными замыкающими контактами

5 4. дополнительными замыкающими контактами 12 и заготовкой магнита, установленной в накопителе 6, а механический выход электродвигателя 7 с редуктором соединен с входом рычага 10. Управляемые входы

0 электродвигателя 7 соединены с управляющими выходами регулируемого реле 9 и размыкающими контактами 8, а второй выход батареи конденсаторов 2-е входом регулируемого реле 9. Конец основной обмотки Ki

5 и начало дополнительной обмотки Н2 соединены и включены в цепь батареи конденсаторов 2, а начало основной обмотки HI и конец дополнительной обмотки К2 соответственно соединены с выходами основного 3 и дополнительного 11 разрядных тиристоров, основная и дополнительная обмотки электрически изолированы друг от друга диэлектрической прокладкой 14.

Дополнительный разрядный тиристор 11 подключен параллельно основному 3. Управляющий электрод тиристора 11 включен в схему управления основного тиристора 3 через дополнительные замыкающие контакты 12.

Блок 1 питания состоит из выпрямленного моста на четырех диодах, подключенного через предохранитель и тумблер 15 к источнику переменного напряжения. В диагональ выпрямительного моста параллельно подключен вход батареи конденсаторов 2. Выход батареи конденсаторов 2 подключен к параллельно соединенным разрядным управляемым тиристорам 3 и 11 и последовательно основной и дополнительной обмоткам 5 и 13. Основная 5 и дополнительная 13 обмотки установлены в диэлектрическом блоке (не показан), а диэлектрический блок закреплен в несущей плите 16 таким образом, что верхняя плоскость основной обмотки 5 совпадает с верхней плоскостью несущей плиты 16. В цепь управляемого электрода тиристора 3 последовательно включены замыкающие контакты 4. Схема управления тиристорами включает в себя диод 17, предназначенный для выпрямления переменного напряжения сети, конденсатор 18, предназначенный для сглаживания колебательных процессов, и делитель напряжения, состоящий из резисторов 19 и 20.

Вход цепи управления через понижающий трансформатор (не показан) подключен к источнику переменного напряжения, а выход через контакты 4 и 12 - к управляемым электродам тиристоров 3 и 11 Над основной обмоткой 5 установлен накопитель 6 заготовок магнитов, выход которого совмещен с основной обмоткой с зазором К по вертикали, причем h К 1,5h, где h - высота намагничивающего магнита. Электродвигатель 7 закреплен в плоскости несущей плиты 16, а вал редуктора электродвигателя выведен на верхнюю плоскость несущей плиты 16. На валу электродвигателя закреплен упомянутый рычаг 10.

Возможность последовательного во времени механического взаимодействия рычага 10 с контактами 8, 4, 12, а также заготовкой магнита достигается за счет расположения последних на одном горизонтальном уровне выше плиты 16. Электродвигатель 7 подключен к источнику переменного напряжения. Размыкающие контакты 8 включены в разрыв цепи питания электродвигателя. Вход управляемого реле

9, состоящего из электромагнитного реле 21 и переменного резистора 22, подключен параллельно к батарее конденсаторов 2, а выходзамыкающихконтактов

электромагнитного реле 9 включен последовательно в разрыв цепи питания электродвигателя и параллельно контактам 8. С помощью переменного резистора 22 обеспечивается фиксированная величина напряжения заряда батареи конденсаторов 2.

Устройство работает следующим образом.

В накопитель 6 помещают заготовки 23

магнитов, нижняя из которых находится непосредственно на основной обмотке 5. Включают тумблер 15. Одновременно на блок 1 питания и электродвигатель 7 подается переменное напряжение, происходит

зарядка батареи конденсаторов 2 и двигатель приводит в движение рычаг 10 против часовой стрелки. Рычаг 10 достигает контактов 8 и механическим взаимодействием раз- мыкает их. Происходит разрыв цепи

питания электродвигателя 7 и рычаг 10 останавливается. В то время, когда рычаг 10 остановлен, батарея конденсаторов 2 продолжает заряжаться до заданной величины напряжения, установленной на электромагнитном реле 21 с помощью переменного резистора 22. При достижении заданной величины напряжения батареи конденсаторов 2 происходит замыкание замыкающих контактов электромагнитного реле 21 и электродвигатель подключается к источнику питания, передавая через редуктор свое движение рычагу 10, который, возобновляя свое движение, достигает контактов 4 и замыкает их. На управляемый электрод тиристора 3 подается управляемый сигнал, который открывает тиристор 3, заряд, накопленный в батарее конденсаторов 2, поступает на основную обмотку 5 (направление тока - условно по часовой

стрелке) и намагничивает заготовку 23 магнита. Рычаг продолжает свое движение, одновременно происходит заряд батареи конденсаторов и достигает контактов 12, замыкая их На управляемый электрод тиристора 11 подается управляющий сигнал который открывает тиристор 11, накопленный заряд поступает на дополнительную обмотку 13 (направление тока - условно против часовой стрелки) и частично размагничивает магнит 23. Рычаг 10 продолжает свое движение и сдвигает намагниченный и частично размагниченный магнит 23 на плоскость несущей плиты. Находящиеся в накопителе 6 заготовки магнитов 23 под собственным весом опускаются на плоскость основной обмотки на высоту снятого магнита.

Технологический цикл намагничивания с частичным размагничиванием повторяется.

Использование предлагаемого устройства обеспечивает расширение функциональныхвозможностейпринамагничивании и частичном размагничивании.

Формула изобретения

Устройство для импульсного намагничивания постоянных магнитов, содержащее блок питания, последовательно соединенные батарею конденсаторов, основной раз- рядный тиристор, схему управления разрядным тиристором, намагничивающий индуктор, выполненный в виде основной обмотки, несущую плиту, электродвигатель с редуктором, рычаг, расположенный на валу электродвигателя над поверхностью несущей плиты, накопитель заготовок магнитов, регулируемое реле, на поверхности несущей плиты расположены размыкающие контакты цепи питания электродвигателя и основные замыкающие контакты схемы управления, регулируемое реле параллельно

подключено к батарее конденсаторов, а замыкающие контакты регулируемого реле включены в цепь питания электродвигателя, отличающееся тем, что, с целью расширения функциональной возможности при обеспечении частичного размагничивания, в него дополнительно введен блок коммутации, состоящий из дополнительных замыкающих контактов, установленных на несущей плите последовательно за размыкающими и основными замыкающими контактами, дополнительного разрядного тиристора, подключенного параллельно основному, управляющий электрод которого включен в схему управления основного разрядного тиристора через упомянутые дополнительные замыкающие контакты, и дополнительной обмотки, расположенной концентрично основной обмотке под ней и отделенной от нее диэлектрической прокладкой, причем конец основной обмотки и начало дополнительной обмотки соединены и включены в цепь батареи конденсаторов, а начало основной обмотки и конец дополнительной обмотки соответственно соединены с выходами основного и дополнительного разрядных тиристоров.