Устройство для намагничивания и размагничивания элементов магнитных систем импульсным магнитным полем

 

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в установках магнитной импульсной обработки ферромагнитных материалов. Цель изобретения - повышение надежности устройства и качества намагничивания. Устройство состоит из катушки индуктивности 2, системы 3 импульсно=фазового управления, управляемого вентиля 4 в цепи заряда двухполупериодного выпрямителя 5, источника 6 напряжения, электронных ключей 7 и 8, распределителя 9, генератора 10 импульсов, элемента 13 задержки, управляемых вентилей 14 - 17 в цепи разряда емкостного накопителя 18, формирователей импульсов 11 и 12, диода 19, зарядного элемента 20, блока 21 автоматики, переключателя 22 режимов. При цикле намагничивания блок 21 вырабатывает стабильный по напряжению сигнал постоянного тока, который поступает на вход системы 3, которая определяет фазовый сдвиг импульсов на выходе. В циклах намагничивания и размагничивания к вентилю 4 в закрытом его состоянии прикладывается напряжение, равное разности напряжения на выпрямителе 5 и напряжения на емкостном накопителе. 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ.

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

А1 (5g 4 Н 01 Р 13/00

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4272072/24-07 (22) 20.04.87 (46) 30.05.89. Бюл. № 20 (72) А.Н. Кашин (53) 621.318.25 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 423182, кл. Н Al Р 13/00, 1974.

Авторское свидетельство СССР

¹ 830593, кл. Н 01 F 13/00, 1979 ° (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ НАМАГНИЧИВАНИЯ И

РАЗМАГНИЧИВАНИЯ ЭЛЕМЕНТОВ МАГНИТНЫХ

CHCTKN ИМПУЛЬСНЫМ МАГНИТНЫМ ПОЛЕМ (57) Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в установках магнитной импульсной обработки ферромагнитных материалов.

Цель изобретения.- повышение надежности устройства и качества намагничивания. Устройство состоит из катушки индуктивности 2„ системы 3 импульсно-фазового управления, управля"

„„SU„„1483498

2 емого вентиля 4 в цепи заряда двухполупериодного выпрямителя 5, источника 6 напряжения, электронных ключей

7 и 8, распределителя 9, генератора

10 импульсов, элемента 13 задержки, управляемых вентилей 14-17 в цепи разряда емкостного накопителя 18, формирователей импульсов 11 и 12, диода 19, зарядного элемента 20, блока 21 автоматики, переключателя 22 режимов. При цикле намагничивания блок 21 вырабатывает стабильный по напряжению сигнал постоянного тока, который поступает на вход системы 3, которая определяет фазовый сдвиг импульсов на выходе. В циклах намагни- а чивания и размагничивания к вентилю

4 в закрытом его состоянии прикладывается напряжение, равное разнссти напряжения на выпрямителе 5 и напря- С кения на емкостном накопителе. 1 ип.1

1483498

Изобретение относится к электроt технике и может быть использовано в установках магнитной импульсной обработки ферромагнитных материалов, в частности в установках для магнитной обработки инструмента из быстрорежущей стали для повышения его иэносостойкости.

Цель изобретения - увеличение . надежности устройства и качества намагничивания.

На чертеже приведена структурная схема устройства. 15

Схема содержит об р аб атыв а емую деталь 1, катушку 2 индуктивности, систему 3 импульсно-фазового управления,,управляемый вентиль 4 в цепи заряда, двухполупериодный выпрями" 2О тель 5, источник б напряжения, электронные ключи 7 и 8, распределитель 9, генератор 10 импульсов, формирователи импульсов l l и 12, элемент 13 задержки, управляемые вентили 14-17 в цепи разряда, емкостный накопитель

18, диод 19, зарядный элемент 20, блок 21 автоматики, переключатель 22 режимов.

Об раб атыв аемая де таль 1 помещена в катушку 2 индуктивности, выход системы 3 импульсно-фазового управления соединен с управляющим электродом управляемого вентиля 4, анод которого соединен с плюсом двухполупериодного выпрямителя 5, соединенного с источником б напряжения. Входы электронных ключей 7 и 8 соединены с выходами распределителя 9, пер- 4п вый вход которого соединен с выходом генератора 10 импульсов через элемент 13 задержки. Входы формирователей импульсов 11 и 12 соединены с выходами электронных ключей 7 и 8, выход формирователя импульсов

11 соединен с управляющими электродами управляемых вентилей 14 и 16, а выход формирователя импульсов 12 соединен с управляющими электродами управляемых вентилей l5 и 17, Минусовой вывод выпрямителя 5 соединен с минусом емкостного накопителя 18, анодом диода 19, катодами управляемых вентилей 16 и 17, а катод управляемого вентиля 4 через зарядный элемент 20 соединен с плюсом емкостного накопителя 18, катодом диода 19, анодами управляемых вентилей 14 и 15.

Начало катушки 2 индуктивности соединено с катодом управляемого вентиля l5 и анодом управляемого вентиля

16, а конец катушки 2 индуктивности соединен с катодом управляемого вентиля 14 и анодом управляемого вентиля 17. Первый вход системы 3 импульсно-фазового управления соединен с выходом генератора 10 импульсов, а второй вход системы 3 соединен с первым выходом блока 21 автоматики, второй выход которого через переключатель 22 режимов соединен с .вторым входом распределителя 9.

Устройство работает следующим образом.

Обрабатываемая деталь 1 помещается в катушку 2 индуктивности и обра.батывается однополярными импульсами магнитного поля катушки 2 в цикле намагничивания и разнополярными импульсами, плавно убывающими во времени в цикле размагничивания.

Однополярные импульсы магнитного поля в катушке 2 индуктивности создаются при протекании тока разряда емкостного накопителя 18 через катушку

2 индуктивности в прямом направлении через управляемые вентили 15 и 17. Заряд емкостного накопителя 18 производится от источника 6 через двухполупериодный выпрямитель 5 и зарядный элемент 20 1три включении управляемого вентиля 4 до напряжения, определяемого аадатчиком системы 3 импульсно-фазового управления.

При пропускании тока через катушку 2 в прямом направлении через уп-. равляемые вентили 15,17 и в обратном направлении через вентили 14, 16 в катушке 2 создаются разнополярные импульсы магнитного поля.

Плавное снижение амплитуды импульсов тока осуществляется плавным уменьшением напряжения заряда емкостного накопителя 18, что обеспечивается за счет :сдвига фазы импульсов, воздействующих на управляемый. вентиль

4, вырабатываемых системой 3 импульсно-фазового управления.

Система 3 импульсно-фазового управления начинает вырабатывать серию. управлякщих импульсов при поступлении сигнала с выхода генератора 10 импульсов.

Сигнал запуска формирователей 11 и 12 импульсов для управления управляемыми вентилями 14, 16 и 15, 17

1483498 проходит от генератора 10 импульсов через элемент 13 задержки, распределитель 9, ключи 7 или 8.

Элемент 13 задержки обеспечивает

5 раздельное во времени управление вентилем 4 цепи заряда и вентилями

14-17 цепи разряда емкостного накопителя 18, что позволяет получать стабильные импульсы намагничивающего то- 10 ка в катушке 2 индуктивности. Время задержки определяется временем заряда емкостного накопителя 18 и составляет примерно 0,1 с.

Зарядный элемент 20 обеспечивает токоограиичение в процессе заряда емкостного накопителя 18.

Когда устройство осуществляет цикл намагничивания, блок 21 автоматики вырабатывает стабильный по нап- . 20 ряжению сигнал постоянного тока, который поступает íà управляка ий вход системы 3 импульсно-фазового управления. Сигнал постоянного тока воздействует на фаэосдвигающее устройство, L5 входящее в схему системы 3 импульснофазового управления, и определяет фазовый сдвиг импульсов на выходе системы 3 в пределах от Т/4 + a ичп. до Т/2.

Каждому значению фазы импульсного сигнала и, следовательно, моменту включения вентиля 4 в течение полупериода Т/2 источника 6 соответствует определенная амплитуда напряжения и величина потенциала, до которого заря. 35 жается емкостный накопитель 18 в течение нескольких зарядных циклов.

При частоте следования импульсов намагничивания 6 1ц, определенных как оптимальные для обработки режущего инструмента, однократный заряд емкостного накопителя 18 осуществляется за пять периодов напряжения промышленной сети, что позволяет снизить мгно- 4 венную мощность потребления в 2,5 раза.

Переключатель 22 режимов преднаэна. чен для выбора режимов намагничивания или размагничивания. Замкнутое состояние контактов переключателя 22 соответствует циклу намагничивания, разомкнутое — циклу размагничивания.

В цикле намагничивания блок 21 автоматики вырабатывает запиракщий сигнал, который переводит распределитель 9 в устойчивое состояние в одном иэ разрядов, соответствующем закрытому ключу 7 и открытому ключу 8. В этом случае формирователь 12 импульсов вырабатывает импульсы, поступающие на управляющие электроды тиристоров

15 и 17.

В цикле размагничивания контакты переключателя 22 размыкаются и снимают запирающий сигнал с входа распределителя 9., последний начинает работать в режиме двухразрядного кольцевого счетчика импульсов и распределять поочередно на формирователи 11 и 12 импульсы, поступающие от генератора 10 через элемент 13 задержки. При этом блок 21 автомати" ки вырабатывает плавно нарастающий по амплитуде сигнал постоянного тока, хотopbN вызывает сдвиг фазы импульсов, снимаемых с выхода системы 3 импульсно-фазового управления.

Амплитуда напряжения, до которой заряжается емкостный накопитель 1 8, также плавно уменьшается, причем скорость нарастания указанного сигнала постоянного тока определяет количество разнонолярных импульсов в катушке

2 индуктивности в цикле размагничивания и устанавливается экспериментально с помощью формирующей цепи в блоке 21 автоматики. В качестве такой цепи может быть использована интегрирующая RC-цепочка, подключаемая в начале цикла размагничивания контактами реле времени блока 21 автоматики .к источнику опорного напряжения.

После плавного уменьшения напряжения заряда емкостного накопителя 18 до нуля процесс размагничивания заканчива-. ется.

В циклах намагничивания и размагничивания к вентилю 4 в закрытом его состоянии прикладывается напряжение, равное разности напряжения.на выпрямителе 5 и напряжения на емкостном накопителе 18.

Максимальное значение напряжения, прнкладываемого к вентилю 4, равно амплитудному значению выпрямленного напряжения, что в два раза меньше,чем в устройстве-прототипе, так как там напряжение, прикладываемое к вентилям зарядной цепи, равно сумме напряжений источника и емкостного накопителя, что повышает надежность предлагаемого устройства.

При магнитной обработке детали 1 как в циклах намагничивания, так и в циклах размагничивания отрицательных выбросов импульсов тока, проте7

1483498

Составитель А.Лукин

Редактор M.Циткина Техред M. Ходанич

Корректор МЛароши

Заказ 2838/48 Тираж 695 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям -при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Рауаская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г.ужгород, ул. Гагарина,101 кающих через катушку 2 индуктивности, не происходит, так как диод 19 препятствует перезаряду емкостного накопителя 18, поскольку ток разряда, проходящий через катушку 2 индуктивности, замыкается через диод

19, При этом в катушке индуктивности формируются стабильные импульсы магнитного лоля беэ отрицательных 10 выбросов, что повышает качество намагничивания. ф

Формула изобретения

Устройство для намагничивания и размагьп чивания элементов магнитных си тем импульсным магнитным полем, содержащее источник напряжения, емкостный накопитель, управляемые венти-20 ли в его зарядной и разрядной цепях, зарядный элемент, катушку индуктивности, схему управления вентилями, включа м1ую в себя систему импульснофазового управления, генератор имнуль-25 сов, распределитель, элемент задержки, блок автоматики, электронные ключи-, формирователь импульсов и переключатель режимов, причем выход генератора импульсов соединен с входом элемента задержки, один из выходов блока соединен с одним из входов системы импульсно-фазового управления, . другой через переключатель режимов— с первым входом распределителя, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения надежности и качества намагничивания, оно снабжено днухполупериодным выпрямителем, диодом, двумя управляемыми вентилями в раз рядной цели и н торым формировате-, лем импульсов, причем плюсовой вывод двухполупериодного выпрямителя с оединен с анодом управляемого вентиля зарядной цепи, а минусовой — с обкладкой емкостного накопителя, анодом диода и катодами двух управляемых вентилей разрядной цепи, катод диода соединен с другой обкладкой ему костного накопителя, зарядным элементом и анодами двух других управляемых вентилей разрядной цепи, катод одного из них соединен с началом катушки индуктивности и анодом управля емого вентиля первой пары, а катод второго — с концом катушки индуктивности и анодом второго управляемого вентиля первой пары, генератор импульсов соединен также с другим вхо- . дом системы импульсно-фазового управления, выход которой соединен с управляющим входом управляемого вентиля зарядной цепи, катод которого соединен с другим входом зарядного элемента, выход элемента задержки соединен с вторым входом распределителя, два выхода которого соединены через электронные ключи соответственно с двумя формирователям% импульсов, выход первого формирователя импульсов соединен с управлякщими электродами двух управляемых вентилей разрядной цепи, а выход второго формирователя с управляющими электродами двух дру» гих вентилей.