Устройство для импульсного намагни-чиВАНия Советский патент 1981 года по МПК H01F13/00 

1

Изобретение относится к технике создания кратковременных мощных токов и магнитных полей и может найти применение при намагничивании деталей и узлов, а также как импульсный блок питания при магнитно-импульсной клепке, штамповке и т. п. ударных процессах.

Известны устройства для импульсного намагничивания, содержащие разрядный конденсатор, выпрямитель, управляющее реле, электронный ключ на игнитроне со схемой поджига его, выходные клеммы для подключения намагничивающего блока

i.

Наиболее близким по технической сущности является устройство, содержащее блок питания, электронный ключ на тиристоре со схемой запуска и намагничивающий индуктор 2. Недостатком этого устройства является ограниченная возможность регулирования параметров намагничивающего поля.

Целью настоящего изобретения является расширение возможности регулирования параметров намагничивающего поля.

Поставленная цель достигается тем, что в устройстве для импульсного намагничивания, содержащем блок питания, электронный ключ на тиристоре со схемой запуска его и намагничивающий индуктор.

в качестве блока питания использован генератор переменного тока с регулируемой частотой, к выходу которого подключен намагничивающий индуктор через электронный ключ. Схема запуска ключа выполнена в виде цепи дозировки количества импульсов, пропускаемых через намагничивающий индуктор, содержащей RC-цепь и последовательно соединенные разделительный диод и резистор, подключенной к выходу генератора, и цепи включения электронного ключа, содержащий управляющий тиристор, RC-цепь, разделительные диоды, резисторы и кнопку управлеПИЯ, причем анод управляющего тиристора соединен с одной точкой НС-цепи дозировки количества импульсов, другая точка которой соединена с выходом генератора, катод управляющего тиристора подключен

через разделительный диод к управляющему электроду электронного ключа, а управляющий электрод управляющего тиристора соединен через резистор с одним выходом генератора переменного тока, а к

Другому выходу генератора через разделительный диод подключен один конец НСцепи включения электронного ключа, шунтируемой через размыкающий контакт кйопки управления, а др5гой конец этой

НС-цепи через замыкающий контакт кнопки подключен к катоду управляющего тиристора.

На чертеже приведена электрическая схема устройства для импульсного намагничивания.

К выходу генератора переменного тока 1 с регулируемой частотой подключен намагничивающий индуктор 2 через электронный ключ 3, в качестве которого использован тиристор, обеспечивающий прохождение импульсов тока положительной полярности.

Схема поджига тиристора 3 состоит из цепи дозировки количества импульсов, содержащий резистор 4, разделительный диод 5, конденсатор 6 и резистор 7, и цепи включения электронного ключа, содержащей управляющий тиристор 8, диод 9, резистор 10, разделительный диод 11, резистор 12, конденсатор 13 и кнопку управления 14. Резистор 15 щунтирует цепь поджига тиристора 3.

Устройство работает следующим образом.

При включении генератора 1 на устройство подаются импульсы синусоидальной формы. Поскольку тиристор 3 закрыт, намагничивающий индуктор 2 отключен от цепи генератора, и конденсатор 6 заряжается через резистор 4, разделительный диод 5 и резистор 7 положительными импульсами до пикового выходного напряжения, вырабатываемого генератором 1.

При нажатии кнопки 14 цепь включения управляющего тиристора 8 замыкается, и, если время включения совпадает с приходом импульса отрицательной полярности, конденсатор 13 начинает заряжаться через резистор 10, участок сопротивления управляющий электрод - катод управляющего тиристора 8, замкнутые контакты кнопки 14, разделительный диод 11 и резистор 12.

Если же время включения кнопки 14 совпадает с приходом импульса положительной полярности, цепь заряда конденсатора 13 будет разомкнута разделительным диодом 11, и конденсатор 13 начнет заряжаться только с приходом следующего, т. е. отрицательного, полуиериода,

В момент прохождения тока через участок управляющий электрод - катод тиристор 8 открывается и поддерживается в открытом состоянии за счет разряда конденсатора 6 через тиристор 8, диод 9, резистор 15, участок управляющий электрод- катод тиристора 3, сопротивление намагничивающего индуктора 2 и резистор 7. Тиристор 3 открыться не может, т. к. отрицательный полупериод поддерживает на его аноде запирающее отрицательное напряжение.

В момент прихода положительного полупериода ток тиристора 8, определяемый резистором 4, возрастает до тока поджига тиристора 3, и тиристор 3 открывается.

В момент открытия тиристора 3 ток полностью проходит через намагничивающий индуктор 2, создавая в нем магнитное поле.

Параметры конденсатора 6 и резисторов 7 и 15 подбираются таким образом, чтобы время разряда конденсатора 6 было не менее длительности одного полупериода частоты генератора переменного тока или

соответствовало длительности нескольких полупериодов. Если же параметры RC-цепи дозировки количества импульсов выбраны больщими, чем для одного импульса, управляющий тиристор 8 в следующий отрицательный полупериод останется открытым за счет разряда конденсатора 6 через резистор 7 и участок управляющий электрод- катод тиристора 3 и намагничивающий индуктор 2. Резистор 15 несколько

снижает сопротивление участка управляющий электрод - катод тиристора 3, но его параметры выбираются таким образом, чтобы влияние его было незначительным в этот период времени.

После окончательного разряда конденсатора 6 управляющий тиристор 8 закрывается, а конденсатор 13 к этому времени обычно бывает заряжен до полного пикового напряжения, и ток через цепь включения тиристора 8 больше не проходит, хотя кнопка 14 нажата как угодно долго.

Для прохождения нового импульса тока через индуктор 2 необходимо кнопку 14

отпустить. После отпускания кнопки 14 ее нормально замкнутые контакты разряжают конденсатор 13 через резистор 12, подготавливая этим цепь для нового включения, а конденсатор 6 в положительные полупериоды заряжается опять до пикового значения напряжения, и установка готова к работе.

Разделительный диод 9 необходим для открывания тиристора 8, чтобы при нажатии кнопки 14 ток прошел только через резистор 10 и участок управляющий электрод- катод управляющего тиристора 8 и далее на заряд конденсатора 13 через резистор 12 и диод 11.

Угол поджига тиристора 3 подбирают номиналами резисторов 4 и 15. При мощных силовых тиристорах и малом угле поджига резистор 15 может вообще отсутствовать.

Таким образом, устройство для намагничивания подключает намагничивающий индуктор 2 на расчетное число положительных полупериодов при однократном нажатии кнопки 14.

При использовании данного устройства для клепки или щтамповки для создания ударного быстродействующего поля частота генератора выбирается более высокой, а параметрами схемы увеличивается угол

поджига тиристорного ключа.

Формула изобретения

Устройство для импульсного намагничивания, содержащее блок питания, электронный ключ, выполненный на тиристоре со схемой запуска, и намагничивающий индуктор, отличающееся тем, что, с целью расщирения возможности регулирования параметров намагничивающего поля, в качестве блока питания использован генератор переменного тока с регулируемой частотой, к выходу которого подключен намагничивающий индуктор через электронный ключ, схема запуска ключа выполнена в виде цепи дозировки количества импульсов, пропускаемых через намагничивающий индуктор, содержащей RC-цепь и последовательно соединенные разделительный диод и резистор, и подключенной к выходу генератора, и цепи включения электронного ключа, содержащей управляющий тиристор, RC-цепь, разделительные диоды, резисторы и кнопку управления, причем анод управляющего

тиристора соединен с одной точкой RCцепи дозировки количества импульсов, другая точка которой соединена с выходом генератора, катод управляющего тиристора подключен через разделительный диод к управляющему электроду электронного ключа, а управляющий электрод управляющего тиристора соединен через резистор с одним выходом генератора переменного тока, а к другому выходу генератора через разделительный диод подключен один конец RC-цепи включения электронного ключа, щунтируемой через размыкающий контакт кнопки управления, а другой конец этой RC-цепи через замыкающий контакт кнопки подключен к катоду управляющего тиристора.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Авторское свидетельство СССР № 427402, кл. Н 01 F 13/00, 1975.

2.Журнал «Приборы и техника эксперимента № 4, 1972, стр. 203-205 (прототип).