Устройство размагничивания кольцевых магнитопроводов
Изобретение относится к электротехнике , точнее - к устройствам для размагничивания магнитопроводов из высококачественных магнитных материалов. Цель изобретения - повышение производительности размагничивания и КПД. Это достигается тем, что два ключевых элемента 2,3 подключены к обмоткам трансформатора 4 таким образом, что они образуют автогенератор Ройера, на его входе включена RC-цепь 8,9, а к одной из обмоток трансформатора подключена размагничивающая катушка 10. Изменение режима подключения силовых элементов позволяет размагнитить магнитопровод практически до нулевого значения индукции. 4 ил.
СОЮЗ СОВЕТСКИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ
РЕСПУБЛИК (51)5 Н 01 F 13/00
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ
ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ
ПРИ ГКНТ СССР
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4684263/07 (22) 03.05.89 (46) 07.05.91. Бюл, f4 17 (72) В.И.Хандогин и А.В.Райкова
{53) 621.318.25(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР
М 1196961, кл. Н 01 F 13/00, 1985.
Авторское свидетельство СССР
l4 922884, кл. Н 01 F 13/00, 1982, (54) УСТРОЙСТВО РАЗМАГНИЧИВАНИЯ
КОЛЬЦЕВЫХ МАГНИТОПРОВОДОВ (57) Изобретение относится к электротехнике, точнее — к устройствам для размагничи, Ы„„1647669 А1 вания магнитопроводов из высококачественных магнитных материалов. Цель изобретения — повы шение производительности размагничивания и КПД. Это достигается тем, что два ключевых элемента 2,3 подключены к обмоткам трансформатора 4 таким образом, что они образуют автогенератор
Ройера, на его входе включена RC-цепь 8,9, а к одной из обмоток трансформатора подключена размагничивающая катушка 10, Изменение режима подключения силовых элементов позволяет размагнитить магнитопровод практически до нулевого значения индукции. 4 ил.
1647669
Изобретение относится к электротехнике, точнее к устройствам для размагничивания магнитопроводов, которые выполняются из высококачественных магнитных материалов.
Цель изобретения — повышение производительности размагничивания и КПД.
На фиг.1 представлена схема предлагаемого устройства; на фиг.2 — зависимость частоты генерации от напряжения на конденсаторе; на фиг.3 — форма тока через ключевой элемент; на фиг.4 — форма тока потребления автогенератора Ройера.
Устройство состоит иэ источника 1 постоянного тока, ключевых элементов 2 и 3 и трансформатора 4 с первичной обмоткой 5 и двумя другими 6,7. RC-цепь, состоящая из резистора 8 и конденсатора 9 подключена к источнику 1 постоянного тока, первые силовые выводы ключевых элементов 2 и 3 соединены между собой и подключены к импульсовой клемме источника постоянного тока, вторые силовые выводы ключевых элементов 2,3 подключены к соответствующим выводам первичной обмотки 5 трансформатора 4, средняя точка которой подключена к общей точке соединения резистора 8 и конденсатора 9 RC-цепи, две другие обмотки 6 и 7 трансформатора 4 связаны с соответствующими управляющими входами ключевых элементов 2 и 3, образуя генератор Ройера. Причем выводы одной из обмоток (например, первичной 5) трансформатора 4 являются входами для подключения раэмагничивающей катушки 10, расположенной на малогабаритном кольцевом магнитопроводе 11.
Устройство работает следующим обраЗОМ, При подаче напряжения постоянного тока от источника 1 постоянного тока начинает заряжаться конденсатор 9, и по достижении определенного уровня запускается автогенератор Ройера(т.е. в результате действия положительной обратной связи обмотки 6, 7 —.открывается один из ключевых элементов 2,3 и закрывается другой 3, 2).
Для обеспечения более уверенного запуска в ряде Случаев вводят постоянное смещение (резистор показан пунктиром между "+" источника 1 и управляющим электродом ключевого элемента 3), Автогенератор начинает генерировать прямоугольные симметричные импульсы с частотой, Определяемой соотношением
Usx 10 где Nlg — количество витков первичной обмотки 5;
Ост,Вз — сечение и индукция насыщения магнитопровода трансформатора 4, Параметр О, и материал магнитопровода трансформатора 4 Руд,В, выбирают таким
5 образом, чтобы обеспечить минимальный ток потребления в режиме холостого хода (обычно f 3-5 кГц, материал феррит
М2000НМ1, В =О,З Тл), Падение напряжения на резисторе 8 от тока холостого хода—
10 минимальное, и можно считать в установивf шемся режиме Usx sx При подключении раэмагничивающей катушки, расположенной на малогабаритном кольцевом магнитопроводе, частота прямоугольных импульсов
15 меняется и определяется следующим выражением:
Usx 10
: где Nl- количество витков на малогабаритном кольцевом магнитопроводе;
Ост, Вв — сечение и индукция насыщения малогабаритного кольцевого магнитопровода.
Переключение автогенератора Ройера, 25 т.е. генератора с положительной обратной связью, происходит в момент насыщения магнитопровода. При этом резко возрастает ток через ключевой элемент 2 или 3. Импульс тока в момент переключения где Ов — напряжение на обмотке 6; Use — падение напряжения на переходе база-эмиттер ключевого элемента 2 или 3;
P — коэффициент усиления по току ключевого элемента 2 или 3.
Далее ключевой элемент 2 или 3 выходит из режима насыщения, происходит увеличение падения напряжения на нем и возникает лавинообразный блокинг-процесс, в результате которого ранее открытый ключевой элемент закрывается, а закрытый— открывается (фиг,3). В течение полупериода
45 ток через ключевой элемент дястаточно мал и возрастает за счет тока намагничивания ! и. В момент нас ы щен ия магнитоп ровода, "ток возрастает до величины !к= р 4, его длительность определяется видом петли гистерезиса (кривая А, фиг.3) и длительностью блокинг-процесса (кривая В, фиг.3). При применении ферритового магнитопровода для трансформатора 4 длительность участка
А составляет 1,5-4 мкс, а участка В -0,5 -, 0,8 мкс при использовании транзисторов типа
КТ630 и им подобных. Ток потребления автогенератора Ройера через RC-цепь может быть показан как ток двух ключевых элементов, сдвинутых по оси времени на Т/2 (фиг.4). Средний ток потребления определя1647669
Овх=Овх ОЯ8, UR8=I p Rs, где R8 — величина сопротивления резистора 8.
Частота f выбирается из условия f » f.
Обычно f =(10-20) f, тогда количество витков катушки, расположенной на малогабаритном кольцевом магнитопроводе, составляет единицы витков, а в ряде случаев один виток. Переключение ключевых элементов происходит уже по достижению индукции насыщения Bs размагничиваемого. магнитопровода, Но частота прямоугольного напряжения выше в 10-20 разв, а это, в свою очередь, вызывает увеличение Icp и увеличение падение напряжения на резисторе 8.
Напряжение на конденсаторе 9 и Овх падает, что вызывает уменьшение частоты прямоугольного напряжения по кривой (фиг.2, режим переключения продолжает определяться индукцией В размагничиваемого магнитопровода и его перемагничивание идет по полному циклу петли гистереэиса).
Однако при напряжении Оsxmtn àâòîãåíåðàтор Ройера переходит на другой режим переключения, в котором блокинг-процесс происходит эа счет влияния порога открывания перехода база-эмиттер ключевого элемента. Известно, что
О = р R 0,ЯЬб-Оо)пт+О+IeRi/n, где Iр„,„с — ток намагничивания. при котором насыщается магнитопровод:
R> — сумма сопротивлений половины обмотки 5 и приведенного сопротивления обмотки, расположенной на размагничиваемом магнитопроводе;
W5
2.М/в
Дальнейшее снижение напряжения Овх приводит уже к повышению частоты прямоугольного напряжения (фиг,2) и при напряжении U sx происходит срыв генерации на частоте f", Как показывают расчеты и экспеI римент f"=(5-70)f, U sx= 0,1Овх. Учитывая данные эксперимента и расчетов, получают остаточную индукцию в магнитопроводе
В ост- В s /(50-70), т.е. магнитопровод полностью размагничен..
Частота прямоугольного напряжения в начале раэмагничивающего цикла пропорциональна индукции насыщения В подключаеется следующим образом (при линейной аппроксимации импульса тока чео5ез ключевой элемент):
Icp — Iá P 5 10
При работе в режиме переключения от трансформатора 4, как указывалось 1=3-5 кГц. Тогда принимается обычно UReg0,05-0,1 Овх т.е мого контрольного или размэгничивающего магнитопровода. Длительность этапа размагничивания (от момента подключения к
Овхдо момента срыва генерации) пропорциональна форме петли гистерезиса (так как разряд конденсатора 9 определяется средним током I 10 параллельно раэмагничиваемому магнитопроводу 11 осциллографа или специального автоматизированного устройства (для съема приведенной информации) позволяет одновременно с размагничиванием провести анализ магнитных характеристик магнитопровода. Устройство предназначено для автоматизированной установки размагничивания с одновитковой катушкой на раэмагничиваемом магнитопроводе (штырь, на который нанизы15 20 ваются магнитопроводы), Размагничивание особенно необходимо при анализе характеоистик аморфных магнитомягких сплавов с продольной термомагнитной обработкой (сплавы 2НСР, АМАГ183, 9КСР и т.д.), а также для пермаллоев с высокой степенью прямоугольности петли гистерезисэ. В ряде случаев для более четкого установления пределов частот f и т" параллельно обмотке на. раэмагничиваемом магнитопроводе включают резистор (показан пунктиром). Устройство просто в реализации и позволяет одновременно с размагничиванием измерить магнитные характеристики магни25 35 топровода. Предложенный вариант удачно вписывается в автоматизированный процесс измерений магнитопроводов малых размеров для импульсных трансформаторов. Формула изобретения Устройство размагничивания кольцевых магнитопроводов, содержащее источник постоянного тока, два ключевых элемента с силовыми и управляющими вы-45 воДами, трансформатор с обмотками, размагничивающую катушку. отл и ч а ю ще е-. с я тем, что, с целью повышения производительности и КПД, в него дополнительно ку питания постоянного тока, первые силовые выводы ключевых элементов соединены между собой и подключены к минусовой клемме источника постоянного тока, вторые 55 силовые выводы ключевых элементов подключены к соответствующим выводам первичной обмотки трансформатора, средняя точка которой подключена к общей точке соединения резистора и конденсатора RCцепи, две другие обмотки трансформатора 50 введена RC-цепь, подключенная к источни1647669 ФигЛ Составитель Е.Сафанова Техред М.Моргентал Корректор В.Гирняк Редактор О. Головач Заказ 1405 Тираж 356 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул.Гагарина, 101 связаны с соответствующими управляющими входами ключевых элементов, образуя автогенератор Ройера, причем выводы одной из обмоток трансформатора являются входами для подключения размагничивающей катушки.
