Устройство для импульсного намагни-чиВАНия издЕлий из МАгНиТНыХ MATE-РиАлОВ Советский патент 1981 года по МПК H01F13/00 

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в установках магнитной импульсной обработки изделий, в частности в .установках для магнитной обработки инструмента из быстрорежущей стали с целью повьЕНения его износостойкости. . Известно устройство для обработк деталей давлением импульсного магни Ного поля, содержащее индуктивную катушку, соединенную с накопительными конденсатором, тиристором в его зарядной и разрядной цепях с системами управления, причем вход системы импульсно-фазового управления тиристора в цепи заряда конденсатора соединен через ключевой элемент с выходом одного плеча задающе генератора, а выход другого плеча с входом систегФа импульсного управления тиристора цепи разряда 1. Известно устройство для импульсного намагничивания изделий из магнитных материалов, содержащее выпря митель, подключенный к источнику пе ременного напряжения, зарядный элемент, емкостной накопитель с управ|ляемыми вентилями в его зарядной и разрядной цепях, блок управления .ве тилем зарядной цепи, управляющий вход которого подключен к выходу элемента сравнения, регулируемый делитель напряжения,. преобразователь амплитуды напряжения в код, катушку индуктивности и включенный последовательно с ней шунт, к выходу которого подключен указанный преобразователь амплитуды напряжения в код. Данное устройство обеспечивает стабильность амплитуды намагничивающих импульсов независимо от колебаний напряжения в сети и изменения индуктивности ( L-параметра) намагничиваквдей катушки. Принципиальной особенностью работы схемы данного устройства является приспосабливаемость коэффиш1ен та передачи управляемого делителя и, следовательно, напряжения, до которого происходит заряд емкостного накопителя, с фактическим значением емкости батареи конденсаторов и индуктивности намагничивающей катушки путем создания предварительного разряда батареи на намагничивающую катушку. Срабатывание элемента сравнения, осуществляквдего контроль за напряжением заряда емкостного накопителя, Приводит к включению управляемого вентиля разрядной цепи и протекани з в катушке индуктивности тока разряда 2. Однако при этом всякие изменения параметров катушки индуктивности, емкости или режима намагничивания, связанные с изменением амплитуды ток разряда до требуемого по технологии обработки значения, приводит к изме нению частоты следования намагничивающих импульсов разрядного тока, что недопустимо изменяет режим мдгнитной импульсной обработки изделия в том случае, когда процесс намагнич вания используется с целью повышения износостойкости инструмента из быстрорежущих стсшей. Целью изобретения является повыше ние качества намагничивания. Для достижения указанной цели дан ное устройство снабжено управляе1 ым генератором импульсов и блоком задан режимов, причем выход управляемого генератора импульсов подключен к одному из входов преобразователя ампли туды напряжения в код и к управляющему электроду вентиля разрядной цепи, один выход блока задания режимов соединен с управляемым генератором импульсов,второй - с управляющим входом регулируемого делителя напряж ния, включенного между шунтом и прео разователем, а третий выход подключен ко входу элемента сравнения., другой вход которого соединен с выхо дом преобразователя амплитуды напряжения в код. В качестве управляемых вентилей в зарядной и разрядной цепях устройства использованы тиристоры, а элем та сравнения - операдионный усилител В данном устройстве стабильность амплитуды импульсного магнитного по ля обеспечивается коррекцией тока в разрядной цепи после протекания в катушке индуктивности первого импул са тока. Частота следования импульсов, тока разряда задается блоком за дания режимов и не зависит от ампли туды тока, а уход частоты определтя ется собственной нестабильностью ге нератора импульсов. На чертеже привбщена принципиаль ная схема устройства. Схема содержит источник 1 переме ного напряжения, выпрямитель 2, зарядный элемент 3, управляемый венти 4 зарядной цепи, емкостной накопите 5, блок б управления вентилем зарядной цепи, элемент 7 сравнения, блок 8 задания режимов, преобразователь 9 амплитуды напряжения в код регулируеглый делитель 10, управляемый вентиль 11 разрядной цепи, катушку 12 индуктивности, шунт 13, УП равляелый генератор 14 импульсов. Устройство работает следуквдим образом. Переменное напряжение источника 1 BHnpHNUiHSTCH выпрямителем 2. Заядная цепь, состоящая из последоательно включенных токоограничиель-ного зарядного элемента 3 и упавляемого вентиля 4, обеспечивает аряд емкостного накопителя 5, для чего блок 6 управления, синхронизиованный с источником 1, выраба тывает в каждом полупериоде напряжения источника 1 импульс управления, включающий вентиль 4. Начальная фаза импульсов правления изменяется от 45 до 90 эл, г.рад., причем меньшее значение фазового угла соответствует больше1 гу значению амплитуды источника 1 и большей величине потенциала,до которого заряжается емкостной накопитель 5. Фазовый угол (Ч) импульсов управления зависит от уровня сигнала, поступающего на вход блока 6 управления с выхода элемента 7 сравнения. Последний вырабатывает сигнал рассогласования сигналами постоянного тока, поступающего на его вход сравнения и в зависимости от знака и уровня данного сигнала ступенчато изменяет фазу выходных импульсов блока 6 уп.равления и, следовательно, угол отпирания вентиля 4. Один из сигналов, поступающих на вход элемента 7 сравнения является опорным и вырабатывается в блоке 8 задания режимов, тогда как другой сигнал снимается с выхода преобразователя 9. Последний подключен своим входом к выходу регулируемого делителя 10 напряжения, подключенного к выходным контактам шунта 13, и управляемого сигналом сблока 6 управления. Между опорным сигнапом, поступающим на вход элемента 7 сравнения, и сигналом, поступаквдим на управляющий вход регулируемого делителя 10, существует однозначная зависимость, которая реализуется схемой блока 8 задания режимов. Опорный сигнал изменяется дискретно с помощью переключателя режимов в блоке 8, причем каждому положению переключателя соответствует своя группа магнитных материалов, которая устанавливается экспериментально и может объединять несколько различных марок сталей. Одновременно переключатель режимов в блоке В дискретно изменяет уровень сигнала, поступаю|щего,на управляющий вход делителя 10. Это дает возможность осуществлять автоматическую коррекцию заданного блоком 8 режима намагничивания. Так, при включении управляемого вентиля 11в разрядной цепи накопителя 5, состоящей из катушки индуктивности 12и шунта 13, протекает короткий (порядка 30-40 мкс) импульс тока, создакадий падение напряжения на шунте 13, которое в заданной пропорции, зависящей от состояния переключателя режимов в блоке 8, делится регулируемым делителем 10 и поступает на вход преобразователя 9. Последний на выходе имеет сигнал постоянного тока, прерываемый только в моменты действия импульса разрядного тока. Сигнал постоянного тока с выхода преобразователя 9 поступает на вход элемента 7 сравнения и сравнивается по амплитуде с опорным. Преобразователь 9 содержит несколько пороговых ячеек, имеющих входы запуска и входы сброса. Входы запуска ячеек подключены к общему входу преобразователя, а входы сброса - к его дополнительному входу, соединенному с выходом генератора 14 импульсов. Вход преобразователя 9 содержит дифференцирующую цепочку . Это позволяет быстро установить ячейки в исходное состояние выходным импульсом -генератора 14 прежде, чем импульс тока разряда в катушке 12 индуктивности достигнет максимального значения и вызовет новое срабатывание, одной из ячеек. По роговые ячейки настроены на разные, уровни срабатывания и имеют разные уровни выходных сигналов, поступающи на общий выход преобразователя. Чем выше амплитуда разрядного тока, тем большее число ячеек срабатывает и тем выше уровень выходного напряжения преобразователя. Ячейка со средним уровнем срабатывания имеет уровень выходного сигнала, относительно кото рого выделяется сигнал рассогласования и осуществляется коррекция тока Поэтому срабатывание указанной ячейки не изменяет фазу выходных импульсов блока б и сохраняет напряжение заряда емкостного накопителя 5 на : прежнем уровне. Напротив, срабатывание любой другой ячейки, имеющей уровень выходно напряжения, отличный от среднего уровня, вызывает появление сигнала рассогласования на выходе элемента 7 сравнения и последуквдую коррекцию тока разряда.Коррекция осуществляетс за счет изменения начальной фазы выходных импульсов блока 6 управления и изменения напряжения на обкладках накопителя 5. В качестве элемента 7 сравнения может быть использован операционный усилитель. Пуск указанного устройства, означающий начало цикла намагничивания, может быть произведен с помощью пусковой кнопки принадлежащей блоку 8 задания режимо и подключающей своими контактами источник опорного напряжения к переключателю режимов.. Аналогично окончание цикла намагничивания может быть осуществлено отключением указанного переключателя режимов от источника опорного напряжения с помощью, например реле времени. Частота следования разрядных импульсов тока в катушке 12 индуктивности зависит от собственной частоты генератора 14 импульсов и выбирается в соответ.стБИИ с требованиями технологии магнитной обработки конкретного изделия. Частота следования импульсов магнитного поля в катушке 12 индуктивности описанного устройства не зависит от колебаний напряжения в питающей сети и в цепи заряда емкостного накопителя, что расширяет область применения устройства. В частности, предложенное устройство может быть использовано для-импульсной магнитной обработки инструмента из быстрорежущих сталей с целью повышения его износостойкости. Напряжение и частота в устройствах магнитной импульсной обработки являются определяюсдими факторами, от которых ЗАВИСИТ качество магнитной обработки, а их раздельное регулирование - необходимое условие задания требуемого режима обработки. Устройство поз.воляет автоматически поддерживать заданный уровень напряженности магнитного поля в катушке индуктивности при действии дестабилизирующих факторов, такие как изменение параметра катушки ИЕадуктивности, колебание напряжения в питагацей сети, что существенно повышает качество магнитной обработки инструмента, выраженное в увеличении коэффициента повышения изНОСОСТОЙКОСТИс Формула изобретения Устройство для импульсного намагничивания изделий из магнитных материалов, содержащее выпрямитель, подключенный к источнику переменного напряжения, зарядный элемент, емкостной накопитель с управляемыг/и вентилями в его зарядной и разрядной цепях, блок управления вентилем зарядной цепи, управляющий вход которого подключен к выходу элемента сравнения, регулируемый делитель напряжения, преобразователь амплитуды напряжения в код, катушку индуктивности и включенный последовательно с ней шунт, к выходу которого подключен указанный преобразователь амплитуды напряжения в код, отличающееся тем, что, с целью повышения качества намагничивания, оно снабжено управляе им генератором импульсов и блоком задания режимов, причем выход управляемого генератора импульсов подключен к одному из входов преобразователя амплитуды напряжения в код и к управляюецег1у электроду вентиля разрядной цепи,един выход блока задания ре химов соединен с управляегуьам генератором импульсов, другой - с управляющим входом регуЛируе мого делителя напряжения, включен между шунтом и преобразователем, а третий выход подключен ко входу элемента сравнения, другой вход

которого соацинен с выходом преобразователя амплитуды напряжения в код,

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Авторское свидетельство СССР 533104, кл. В 21 D 26/14, 1977.

2.Авторское свидетельство СССР О 492003, кл. И 01 F 13/00, 1975.