Размагничивающее устройство Советский патент 1993 года по МПК H01F13/00 

Изобретение относится к электротехнике, а именно к размагничивающим устройствам.

Цель изобретения - повышение качества размагничивания и снижение энергетических затрат.

ч На фиг. 1 представлена структурная схе- ма размагничивающего устройства: на фиг.2 - временные диаграммы работы.

Устройство содержит блок формирования управляющих сигналов 22, включающий в себя понижающий трансформатор напряжения 1, соединенный с первым входом стробируемого компаратора напряжения 2, выход которого напрямую и через инвертор

3, подключен соответственно к первому и второму входам двухканального мультиплексора 4. Выход последнего соединен с первым входом стробирования генератора 8, управляемого напряжением, первым входом обнуления двоичного счетчика импульсов 9 и входом двоичного счетчика импульсов сети с регулируемым коэффициентом пересчета 5, первый выход которого соединен с формирователем стробирующих импульсов 6, а второй выход - с третьим входом управления мультиплексора 4, со вторым входом управления двухканального демультиплексора 15 и с входом двоичного счетчика импульсов размагничивания 10.

00

ю о о ю

Сл)

Первые выходы двоичного-счетчика 10 соединены с первыми входами схемы элементов 2ИЛИ. а второй выход - с третьим входом стробируемого компаратора напряжения 2. Устройство снабжено регулируемым источником постоянного напряжения 7, выход которого подключен к второму входу стробируемого генератора В, управляемого напряжением, и входу аналого-цифрового преобразователя 11, выходы последнего соединены с вторыми входами схемы элементов 2ИЛИ 12, причем выход стробируемого генератора, управляемого напряжением, 8 подключен к второму входу двоичного счетчика импульсов 9,,выходы которого соединены с вторыми входами цифровой схемы сравнения 13. Первые входы последней подключены к выходам схемы элементов 2ИЛИ 12, а выход цифровой схемы сравнения 13 соединен со вторым входом элемента 2И 14, первый вход которого подключен к выходу формирователя стробирующих импульсов 6. Выход элемента 2И 14 соединен с первым входом двухканального демультиплексора 15, выходы которого подключены к блоку формирования импульсов размагничивания 23 и непосредственно к усилителям тока 16 и 17, выходы последних подсоединены к входам управления включенных встречно-параллельно тиристорных оптопар 18 и 19. Опто- пэры 18 и 19 коммутируют сетевое напряжение промышленной частоты на размагничивающий контур 24, включающий в себя размагничивающую катушку 20 и конденсатор 21.

Размагничивающее устройство работает следующим образом .

В исходном состоянии все двоичные счетчики обнулены. На регулируемом источнике постоянного напряжения 7 установлено значение напряжения, которое на аналого-цифровом преобразователе 11 выставляет начальный, например, десятиразрядный адрес 00010000002 64ю, поступающий через вторые входы схемы элементов 2ИЛИ на первые входы цифровой схемы сравнения 13, на выходе которой находится сигнал нулевого логического уровня, обеспечивающий нахождение тиристорных оптопар 18 и 19 в неотпертом состоянии. Напряжение, выставленное на регулируемом источнике постоянного напряжения 7, подается также на стробируе- мый генератор 8, управляемый напряжением, максимальная частота которого определяется из формулы

ff-макс 2 fcl

где Тгмакс - максимальная частота генерато- ра, управляемого напряжением, Гц;

п - разрядность цифровой схемы сравнения и двоичных счетчиков;

fc - частота промышленной сети, Гц. Генератор 8, управляемый напряжением, не вырабатывает импульсы, так как на его первом входе стробирования находится уровень логического нуля, поступающий с выхода мультиплексора 4. Частота стробируемого генератора 8. управляемого напряжением, и начальный адрес аналого-цифрового преобразователя 11 устанавливаются таким образом, что за половину периода сети между импульсом стробируемого генератора 8, управляемого

5 напряжением, порядковый номер которого соответствует двоичному коду, выставленному на аналого-цифровом. преобразователе 11, и окончанием полупериода сети помещается, например, 64 импульса етро0 бируемого генератора 8, управляемого напряжением. Это обеспечивает последовательность из 64 импульсов управления с начальной фазой, которая может задаваться в пределах от 0 до 15/16 тг(при

5 десятиразрядной цифровой схеме сравнения 13) полупериода сетевого напряжения с помощью регулируемого источника постоянного напряжения 7 и аналого-цифрового преобразователя 11,

0 Для запуска устройства (фиг.1, точка 13) на второй вход стробируемого компаратора напряжения 2 поступает импульс запуска (см.фиг.2), разрешающий работу (момент времени ti) блока формирования управляю5 щих сигналов 22 и устройства в целом. В результате этого пониженное трансформатором 1 синусоидальное напряжение (точка 1) подается на первый вход компаратора 2, на выходе которого (точка 2) появляются

0 прямоугольные импульсы ТТЛ-уровня. Их фаза с большой точностью совпадает с фазой положительной полуволны сетевого напряжения благодаря применению интегрального компаратора. На выходе ин5 вертора 3 (точка 3) появляются прямоугольные импульсы, соответствующие по фазе отрицательной полуволне сетевого напряжения. Обе последовательности импульсов подаются на первый и второй входы двухка0 нального мультиплексора 4, а так как на третьем управляющем входе его присутствует напряжение погического нулевого уровня (точка 4), то с выхода мультиплексора 4 (точка 5) на первый вход стробирования

5 генератора 8, управляемого напряжением, на первый вход обнуления двоичного счетчика импульсов 9 и вход двоичного счетчика импульсов сети с регулируемым коэффициентом пересчета 5 (например, с коэффици- ентом равным 3) поступают прямоугольные

импульсы, совпадающие по фазе с положительной полуволновой сетевого напряжения.

По окончании третьего импульса в момент времени te (см.фиг.2) на втором выходе двоичного счетчика импульсов сети 5 формируется уровень логической единицы (точка 4), который переключает мультиплексор 4 на передачу прямоугольных импульсов, соответствующих отрицательной полуволне сетевого напряжения и поступающих с инвертора 3, причем время переключения составляет десятки наносекунд, что не вносит существенной погрешности в управление. Соответственно в момент времени t (см.фиг.2) на второй выходе двоичного счетчика импульсов сети 5 снова установится уровень логического нуля и т.д. Далее двоичный счетчик импульсов размагничивания 10 подсчитывает эти перепады логического уровня на втором выходе счетчика импульсов сети 5.

При поступлении прямоугольных импульсов положительной полярности (точка 5) на первый вход стробирования генерато- ра 8, управляемого напряжением, последний вырабатывает последовательность импульсов с заранее заданной частотой, которая поступает на второй вход двоичного счетчика импульсов 9, на первый вход кото- рого также поступают импульсы с выхода мультиплексора 4 (точка 5), обеспечивающие обнуление счетчика 9 после каждого подсчета последовательности импульсов, пришедшей со стробируемого генератора 8, управляемого напряжением, в момент, когда на первом входе двоичного счетчика 9 сформирован уровень логического нуля. Таким образом на выходах счетчика импульсов 9 образуется двоичный опорный код, подаваемый на вторые входы цифровой схемы сравнения 13. На двоичном счетчике импульсов размагничивания 10 формируется последовательный код управления, увеличивающийся на единицу через каждые три периода сетевого напряжения. Этот код по- дается на первые входы схемы элементов. 2ИЛИ 12, на вторые входы которой поступает код начальной фазы управления, оформи- рованныйанэлого-Цифровым преобразователем 11. Выходы схемы эле- ментов 2ИЛИ 12 подключены к первым входам цифровой схемы сравнения 13. Последняя вырабатывает положительный импульс (точка 7, время t2, фиг.,2) в момент равенства опорного кода и кода управления (с учетом начальной фазы).

Импульс цифровой схемы сравнения 13 принимает второй вход элемента 2И 14, и при наличии на его первом входе уровня

логической единицы, поступающего с формирователя стробирующих импульсов 6 (точка 8, фиг.2), этот импульс приходит на первый вход двухканального демультиплек- сора 15, который в зависимости от состояния второго входа осуществляет переключение импульсов управления на два канала, соответственно для положительной полуволны сетевого напряжения (точка 10, фиг.2) при наличии на втором входе демультиплексора 15 уровня логического нуля и для отрицательной полуволны (точка II, фиг.2) - при наличии уровня логической единицы. Выходы демультиплексора 15 подключены к блоку формирования импульсов размагничивающего тока 23 и непосредственно к входам усилителей тока 16 и 17, выходы которых соединены с входами управления тиристорных оптопар 18 и 19. Последние включены встречно-параллельно, что позволяет коммутировать сетевое напряжение 220 В промышленной частоты на размагничивающую катушку 20 и конденсатор 21, образующие размагничивающий контур 24. В результате наличия конденсатора 21 в катушке 20 обеспечивается непрерывное протекание импульсов размагничивающего тока с частотой порядка 10 Гц и с относительно пологими фронтами. Формирователь стробирующих импульсов 6 обеспечивает отсутствие управляющего импульса для каждого третьего периода напряжения сети, что позволяет конденсатору 21 разряжаться для дальнейшей корректной коммутации размагничивающего контура 24 (точка 12).

Последовательное увеличение угла отпирания тиристорных оптопар 18 и 19 (с помощью управляющего кода на счетчике импульсов 10) приводит к уменьшению амп- литуды размагничивающих импульсов до нуля за, например 64 полупериода колебаний контура размагничивания 24. В результате 64-й импульс, поступающий на вход двоичного счетчика импульсов размагничивания 10, вызывает на его втором выходе импульс переноса, который блокирует рабо- .ту стробируемого компаратора напряжения 2, поступая на его третий вход (см.фиг.1), а также обнуляет все двоичные счетчики (на схеме не показано). В результате устройство готово к следующему циклу размагничивания.

Данное размагничивающее устройство позволяет для изделий с различной коэрцитивной силой и конфигурацией устанавливатьначальную амплитуду размагничивающих импульсов в широких пределах, чем экономятся энергетические затраты на размагничивание. Улучшение качества размагничивания достигается уменьшением частоты размагничивающих импульсов, сглаживанием их фронтов, что способствует проникновению поля на всю глубину детали и снижает значение размагничивающего тока, а также возможностью относительно плавного изменения амплитуды импульсов размагничивания от заранее заданного максимального значения до нуля.

Формула изобретения Размагничивающее устройство, содержащее размагничивающую катушку, включенную на выходе блока формирования импульсов размагничивающего тока, о т л и чаю ще ее я тем, что в устройство введены конденсатор, включенный параллельно размагничивающей катушке/блок формирования управляемых сигналов, содержащий понижающий трансформатор, соединенный с первым входом стробируемого компаратора напряжения, выход которого напрямую и через инвертор подключен соответственно к первому и второму входам двухканального мультиплексора, двоичный счетчик импульсов сети с регулируемым коэффициентом пересчета, двоичный счетчик импульсов размагничивания, формирователь строби- рующих импульсов, регулируемый источник постоянного напряжения, стробируемый генератор, управляемый напряжением, двоичныйсчетчик импульсов, аналого-цифровой преобразователь, схему элементов 2ИЛИ, цифровую схему сравнения, элемент 2И, двухканальный демультип- лексор, при этом выход мультиплексора соединен с первым входом стробирования

генератора, управляемого напряжением, с первым входом обнуления двоичного счетчика импульсов и с входом двоичного счетчика импульсов сети с регулируемым

коэффициентом пересчета, первый выход которого соединен с формирователем стро- бирующих импульсов, а второй выход соединен с третьим входом управления мультиплексора, с вторым входом у прав л ения демультиплексора и с входом двоичного счетчика импульсов размагничивания, первые выходы которого соединены с первыми входами схемы элементов 2ИЛИ, а второй выход - с третьим входом стробируемого

компаратора напряжения, выход регулируемого источника постоянного напряжения подключен к второму входу стробируемого генератора,управляемого напряжением, и к входу аналого-цифрового преобразователя,

выходы которого соединены с вторыми входами схемы элементов 2ИЛ И, выход стробируемого генератора, управляемого налряжением, подключен к второму входу двоичного счетчика импульсов, выходы которого соединены с вторыми входами цифровой схемы сравнения, первые входы последней подключены к выходам схемы элементов 2ИЛИ, а выход цифровой схемы сравнения соединен с вторым входом элемента 2И, первый вход которого связан с выходом формирователя стробирующих импульсов, выход элемента 2И соединен с первым входом демультиплексора, выходы которого являются выходами блока формирования управляемых сигналов и подключены к блоку формирования импульсов размагничивающего тока.

Использование: в размагничивающих устройствах. Сущность изобретения: устройство содержит размагничивающую катушку, блок формирования импульсов размагничивающего тока и позволяет существенно уменьшить энергозатраты на размагничивание изделий с различной коэрцитивной силой и конфигурацией. Также повысить качество процесса размагничивания за счет введения конденсатора, включенного параллельно размагничивающей катушке, и блока формирования управляющих сигналов, включающего в себя понижающий трансформатор, стробируемый компаратор напряжения, инвертор, двухканальный мультиплексор. Двоичный счетчик импульсов сети с регулируемым коэффициентом пересчета, формирователь стробирующих импульсов, регулируемый источник постоянного напряжения, стробируемый генератор, управляемый напряжением, двоичный счетчик импульсов, двоичный счетчик импульсов размагничивания. Аналого-цифро- вой преобразователь, схему элементов 2 ИЛИ, элемент 2 И, двухканальный демуль- типлексор, цифровую схему сравнения. 2 ил. ел с

4j

«4 V) VI J 0 VI Ю VI

«ч, «

ViI

V

-

с

);

п

с

с

Г i

L

I

I I

If

Ki

«-1

ч

..

1

-.Ј

I I

I«

iI

м