Размагничивающее устройство

 

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-цифровой преобразователь, схему элементов 2 ИЛИ, элемент 2 И, двухканальный демультиплексор, цифровую схему сравнения. 2 ил. ел с

союз соВетских

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)5 Н 01 F 13/00

ГОСУДАРСТВЕН ЮЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) .

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К . ПАТЕНТУ

Ы (21) 5021930/07 (22) 16.01.92

- (46) 07.06.93. Бюл. N 21 (71) Луганский машиностроительный институт

: (72) М.Ф.Смирный и Н.Е.Дремач (73) Луганский машиностроительный институт (56) 1. Аеторское свидетельство СССР

hh 1483497, кл. Н 01 F 13/00, 1989.

2. Авторское свидетельство СССР

f4 819830, кл. Н 01 F 13/00, 1980. (54) РАЗМАГНИЧИВАЮЩЕЕ УСТРОЙСТВО (57) Использование: в размагничивающих устройствах.. Сущность изобретения: устройство содержит размагничивающую «атушку, блок формирования импульсов размагничивающего тока и позволяет существенно-уменьшить энергозатраты на раз-.

Изобретение относится к электротехнике, а именно к размагничивающим устройствам.

Цель изобретения — повышение качества размагничивания и снижение энергетических затрат.

На фиг.1 представлена структурная схема раэмагничивающего 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 Я2, 1820949 А3 магничивание 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-цифровой преобразователь, схему элементов 2

ИЛИ, элемент 2 И, двухканальный демультиплексор, цифровую схему сравнения. 2 ил.

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 размагничиаания 10.

1820949

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 8, управляемого напряжением, и входу аналого-цифрового преобразователя 11, вы- 10 ходы последнего соединены с вторыми входами схемы элементов 2ИЛИ 12, причем выход стробируемого генератора, управляемого напряжением, 8 подключен к второму входу двоичного счетчика импульсов 9, вы- 15 ходы которого соединены с вторыми входами цифровой схемы сравнения 13. Первые входы последней подключены к выходам схемы элементов 2ИЛИ 12, а выход цифро- вой схемы сравнения 13 соединен со вто- 20 рым входом элемента 2И 14, первый вход которого подключен к выходу формирователя стробирующих импульсов 6. Выход элемента 2И 14 соединен с первым:входам двухканального демультиплексора 15, выхо- 25 ды которого подключены к блоку формиро- вания импульсов размагничивания .23 и непосредственно к усилителям тока 16 и 17, выходы последних подсоединены к входам управления включенных встречно-парал- 30 лельно тиристорных оптопар 18 и 19. Оптопары 18 и 19 коммутируют.сетевое напряжение промышленной частоты на размагничивающий контур 24, включающий в себя размагничивающую катушку 20 и кон- 35 денсатор 21.

Размагничивающее устройство работает следующим образом.

В исходном состоянии все двоичные счетчики обнулены, На регулируемом источ- 40 нике постоянного напряжения 7 установлено значение напряжения, которое на аналога-цифровом преобразователе 11 выставляет начальный, например, десятирззрядный адрес 00010000002 = 64qp, 45 поступающий через вторые входы схемы элементов 2ИЯИ на первые входы цифровой схемн сравнения 13, на выходе которой находится сигнал нулевого логического уровня, обеспечивающий нахождение тири- 50 сторных оптопар 18 и 19 в неотпертом состоянии. Напряжение, выставленное на регулируемом источнике постоянного напряжения 7, подается также на стробируемый генератор 8, управляемый 55 напряжением, максимальная частота которого определяется из формулы гиекс - 2 fcl и+1 где 1г акс — максимальная частота генерато-" ра. управляемого напряжением, Гц;

A — разрядность цифровой схемы сравнения и двоичных счетчиков;

fc — чзстота 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 ус- . танавливаются таким образом, что эа половину периода сети между импульсом стробируемого генератора 8, управляемого напряжением, порядковый номер которого соответствует двоичному коду, выстзвленному на аналого-цифровом. преобразователе 11, и окончанием полупериода сети помещается, например, 64 импульса стробируемого генератора 8, управляемого напряжением. Это обеспечивает последовательность из 64 импульсов управления с начальной фазой, которая может задаваться в пределах от 0 до 15/16 л (при десятиразрядной цифровой схеме сравнения 13) полупериода сетевого напряжения с помощью регулируемого источника постоянного напряжения 7 и аналого-цифрового преобразователя 11, Для запуска устройства (фиг.1, точка 13) на второй вход стробируемого компаратора напряжения 2 поступает импульс запуска (см.фиг;2), разрешающий работу (мамент времени ц) блока формирования управляющих 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 прямоугольные импульсы. ТТЛ-уровня. Их фаза с большой точностью совпадает с фазой положительной полуволны сетевого напряжения благодаря применению интегрального компаратора. На выходе инвертора 3 (точка 3) появляются прямоугольные импульсы, соответствующие по фазе отрицательной полуволне сетевого напряжения. Обе последовательности импульсов подаются на первый in второй входы двухканального мультиплексора 4, а так как на третьем управляющем входе его присутствует напряжение логического нулевого уровня (точка 4), то с выхода мультиплексора

4 (точка. 5) на первый вход стробирования генератора 8. управляемого напряжением, нз первый вход обнуления двоичного. счетчика импульсов 9 и вход двоичного счетчика импульсов сети с регулируемым коэффициентом пересчета 5 (например, с коэффициентом равным 3) поступают прямоугольные

1820949 импульсы, совпадающие по фазе с положительной полуволновой сетевого напряжения.

По окончании третьего импульса в момент времени мв(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 nonyeowe сетевого напряжения и поступающих с инвертора 3, йричем время переключения со ставляет десятки наносекунд, что не вносит существенной погрешности в управление.

Соответственно в момент времени и (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 им. пульсов положительной полярности (точка

5) на первый вход стробирования генератора 8, управляемого напряжением, последний вырабатывает последовательность импульсов с заранее заданной частотой, которая поступает на второй вход двоичного счетчика импульсов 9, на первый вход которого 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 импуль-. сов 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 подается на первые входы схемы элементов

2ИЛИ 12, на вторые входы которой поступает код начальной фазы управления, сформи- рован н ый аналого-LlwgposeM преобразователем 11. Выходы схемы элементов 2ИЛИ .12 подключены к первым входам цифровой схемы сравнения 13.

Последняя вы рабаты вает 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

35

40. импульсов 10) приводит к уменьшению амп50

5

25 логической единицы, поступающего с формирователя стробирующих импульсов 6 (точка 8, фиг,2), этот импульс приходит на первый вход двухканального демультиплексора 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

И, 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. lloследние включены встречно-параллельно, что позволяет коммутировать сетевое напряжение 220 В промышленной частоты на размагничивающую катушку 20 и конденсатор 21, образующие раэмагничивающий контур 24. В результате наличия конденсатора 21 в катушке 20 обеспечивается непрерывное протекание импульсов раэмагничивающего 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 литуды размагничивающих импульсов до нуля эа, 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 работу 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 козрцитивной силой и конфигурацией устанавливать начальную амплитуду размагничивающих импульсов в широких пределах, чем экономятся энергетические затраты на размагничивание. Улучшение ка1820949

1. чества размагничивания достигается уменьшением частоты размагничивающих им-. пульсов, сглаживанием их фронтов, чта способствует промикновению ноля 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 размагмичивающую «атушку, включенную ма выходе блока формирования импульсов размагничивающего тока, о т л и ч а ю ще е с я тем, что вустройствр введены конденсатор, включенный параллельно.размагничивающей катушке, блок формирования управляемых сигналов, содержащий понижающий трансформатор, соединенный с первым входом стробируемого компаратора напряжения, выход которого Hanpweye u через инвертор подключен соответственно к первому и второму входам двухканального мультиплексора, двоичный счетчик импульсов сети с. регулируемым козффициемтой пересчета, двоичный счетчик импульсов размагничивания, формирователь стробирующих импульсов, регулируемый источник . постоянного напряжения, стробируемый генератор, управляемый напряжением, двоичный счетчик импульсов, аналого-цифровой преобразователь, схему элементов 2ИЛИ, цифровую схему сравнения, элемент 2И, двухканальный демультиплексор, 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

5 коэффициентом пересчета, первый выход которого соединен с формирователем стробирующих импульсов, а второй выход соединен с третьим входом управления мультиплексора, с вторым входом управле10 ния 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

15 компаратора напряжения, выход регулируемого источника постоянного напряжения подключен к второму входу стробируемого генератора, управляемого напряжением, и к входу аналого-цифрового преобразователя, 20 выходы которого соединены с вторыми входами схемы элементов 2ИЛИ, выход стробируемого генератора, управляемого напряжением, подключен к второму входу двоичного счетчика импульсов, выходы ко25 торого 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 эле30 мента 2И, первый вход которого связан с выходом формирователя стробирующих импульсов, выход элемента 2И соединен с первым входом демультиплексора, выходы которого являются выходами блока форми35 рования управляемых сигналов и подключены к блоку формирования импульсов размагничивающего тока.

ППП ППИ

1820949 к с ч с ч 4 4 4 ч

1

1

Составитель M.Ñìèðìûé

Техред М.Моргентал Корректор H.Ìèëþêîâà

Редактор

Заказ 2042 Тираж Подписное

8НИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-36, Рэушская на6„4/S

Производственно-издательский комбинат Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101