Устройство для импульсного намагни-чивания изделий из магнитных mate-риалов

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Союз Советских

Социалистических

Республик

1 : г

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 21Д979 (21) 2821372/24-07 (5>)M с присоединением заявки №

Н 01,Г 13 00

Государственный комитет

СССР по делам изобретений и открытий (23) Приоритет

Опубликовано 150681 Бюллетень ¹ -2

Дата опубликования описания 1506,81 (53) УДК 625. 85. . 32 (088. 8) (72) Авторы изобретения

А. Н. Кашин, Б.П. Курников и В.М. Тарасов (71) Заявитель (54 ) УСТРОЯСТВО ДЛЯ ИМПУЛЬСНОГО НАМАГНИЧИВАНИЯ

ИЗДЕЛИЯ ИЗ МАГНИТНЫХ МАТЕРИАЛОВ

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в установках магнитной импульсной обработ ки изделий, в част ности в установках для магнитной обработки инструмента из быстрорежущей стали с целью повышения его износостойкости, Известно устройство для обработки деталей давлением импульсного магнитного поля, содер>кащее индуктивную катушку, соединенную с накопительными конденсатором, тиристорогл в его зарядной и разрядной цепях с системами управления, причем вход 15 системы импульсно-фазового управле-. ния тиристора в цепи заряда конденсатора соединен через ключевой элемент с выходом одного плеча задающего генератора, а выход другого плеча — 2О .е входом системы импульсного управления тиристора цепи разряда (1).

Известно устройство для импульсного намагничивания изделий иэ магнитных материалов, содержащее выпрямитель, подключенный к источнику переменного напря>кения, зарядный элементе емкостной накопитель с управ« ляемйми вентилями в его зарядной и разрядной цепях, блок управления .вен- 30 тилем зарядной цепи, управляющий вход которого подключен к выходу элемента сравнения, регулируемый дели— тель напряжения,. преобразователь амплитуды напря>кения в код, катушку нндуктивности и включенный последовательно с ней шунт, к выходу которого подключен указанный преобразователь амплитуды напря>кения в код. Данное устройство обеспечи вает стабильность амплитуды намагничивающих импульсов независимо от колебаний напря>кения в сети и изменения индуктивности (L-параметра) наглагничивакщей кату.>гки ° Принципиальной особенностью работы схемы данного устройства является приспосабливаемость коэффициента передачи управляемого делителя и, следовательно, напряжения, до которого происходит заряд емкостного накопителя, с фактическим значением емкости батареи конденсаторов и индуктивности намагничивакщей катушки путем создания предварительного разряда батареи на намагничивающую катушку. Срабатывание элемента сравнения, осуществляющего контроль за напряжением заряда емкостного накопителя, приводит к включению управляемого вентиля разрядной цепи и протеканию

838766

B катушке индуктивности тока разряда (2).

Однако при этом всякие изменения параметрон катушки индуктивности, емкости или режима намагничивания, связанные с изменением амплитуды тока разряда до требуемого по технологии обработки значения, приводит к изменению частоты следования намагничинающих импульсов разрядного тока,, что недопустимо изменяет режим магнитной импульсной обработки иэделия н том случае, когда процесс намагничивания используется с целью повышения иэносостойкости инструмента иэ быстроре>кущих сталей.

Цельк> изобретения является повыше- 15 ние качества намагничивания.

Для достижения указанной цели данное устройство снабжено управляемым генератором импульсов и блоком задания. режимов, причем выход управляемого Щ генератора импульсов подключен к одному из входов преобразователя амплитуды 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 напряжения, включенного между шунтом и преобразователем, а третий выход подключен ко входу элемента сравнения., другой вход которого соединен с выходом преобразователя амплитуды напряжения н код.

В качестве управляемых вентилей н зарядной и разрядной цепях устройства использованы тиристоры, а элемента сравнения — операционный усилитель.

В данном устройстве стабильность амплитуды импульсного магнитного поля обеспечивается коррекцией тока в 40 разрядной цепи после протекания в катушке индуктивности первого импульса тока. Частота следования импуль" сов тока разряда задается блоком задания режимов и не зависит от амплитуды, тока, а уход частоты определяется собственной нестабильностью генератора импульсов.

На чертеже приведена принципиальная схема устройства.

56

Схема содержит источник 1 пер еме нного напряжения, выпрямитель 2, зарядный элемент 3, управляемый вентиль

4 зарядной цепи, емкостной накопитель

5, блок б упранления вентилем за.рядной цепи, элемент 7 сравнения, блок 8 з адания режимов, преобраз онатель 9 амплитуды напряжения в код, регулируемый делитель 10, управляемый вентиль 11 разрядной цепи, катушку 12 индуктинности, шунт 13, уп- 6О равляемый генератор 14 импульсов.

Устройство работает следующим образом.

Переменное напряжение источника

1 выпрямляется выпрямителем 2. За- Я ряд н ая цеп ь, сост оящая из посл едовательно нключенных токоограничительного зарядного элемента 3 и управляемого вентиля 4, обеспечивает э аряд емкост ного накопит еля 5, для чего блок 6 управления, синхронизированный с источником 1, вырабатывает в каждом полупериоде напряжения источника 1 импульс управления, включающий вентиль 4. Начальная фаза импульсов управления изменяется от 45 до 90 .эл. град„причем меньшее значение фазового угла соответствует большему значению амплитуды источника 1 и большей величи не потенциала,до которого з аряжается емкост ной накопитель 5. 4>аз оный угол (Р ) импульсов управления зависит от уровня сигнала, поступающего на вход блока б управления с выхода элемента 7 сравнения. Последний вырабатывает сигнал рассогласования между сигналами постоянного тока, поступающего на его вход сравнения и н зависимости от знака и уровня данного сигнала ступенчато изменяет фазу выходных импульсов блока б уп.— равления и, следовательно, угол отпирания вентиля 4. Один из сигналов, поступающих на вход элемента 7 сравнения является опорным и нырабатывается в блоке S 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 с блока 6 управления. Между опорным сигналом, поступающим на вход элемента 7 сравнения, и сигналом, поступающим 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 8 дискретно

| изменяет уровень сигнала, поступающего на управляющий вход делителя 10. Это дает возможность осущестнлять ! автоматическую коррекцию заданного блоком 8 режима намагничивания. Так, при включении управляемого вентиля

11 в разрядной цепи накопителя 5, состоящей из катушки индуктивности

12 и шунта 13, протекает короткий (порядка 30-40 мкс) импульс тока, создающий 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

838766 на выходе имеет сигнал постоянного тока, прерываемый только в моменты действия импульса разрядного тока.

Сигнал постоянного тока с выхода преобраэонателя 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 дополнитель. ному входу, соединенному с выходом генератора 14 импульсов. Вход преобразователя 9 содер>хит дифференцирующую цепочку. Это позволяет быстро установить ячейки н исходное состояние выходным импульсом генератора 14 прежде, чем импульс тока разряда н катушке 12 индуктивности достигнет максимального значения и вызовет ноное срабатывание, одной из ячеек. По- 20 роговые ячейки настроены на разные. уровни срабатывания и имеют разные уровни выходных сигналов, поступающих на общий выход преобразователя. Чем выше амплитуда разрядного тока, тем

25 большее число ячеек срабатывает и тем гой ячейки, имеющей уровень выходного напряжения, отличный от среднего уровня, вызывает появление сигнала рассогласования на выходе элемента

7 сравнения и последующую коррекцию тока разряда. Коррекция осуществляется эа счет изменения начальной фазы выходных импульсов блока 6 управления и изменения напряжения на обкладках накопителя 5. В качестве элемента 7 сравнения мо>хет быть использован операционный усилитель. Пуск укаэанного устройстна, оз начающий начало цикла намагничивания, может быть произведен с помощью пусковой кнопки, принадлежащей блоку 8 задания режимов 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 .ствии с требованиями технологии маг55

65 выше уровень выходного напряжения преобразователя. Ячейка со средним уровнем срабатывания имеет уровень выходного сигнала, относительно кото- 0 рого выделяется сигнал рассогласования и осуществляется коррекция тока.

Поэтому срабатывание указанной ячейки не изменяет фазу выходных импульсов блока 6 и сохраняет напряжение заряда емкостного накопителя 5 на прежнем уровне.

Напротив, срабатывание любой друнитной обработки конкретного изделия.

Частота следования импульсов магнитного поля н катушке 12 индуктинности описанного устройства не зависит от колебаний напряжения в питающей сети и в цепи з аряда емкост ного накопителя, что расширяет область применения устройстна. В частности, предложенное устройство может быть использовано для. импульсной магнитной обработки инструмента из быстрорежущих сталей с целью повышения его износостой кости.

Напряжение и частота в устройствах магнитной импульсной обработки являются определяющими факторами, от которых зависит качество магнитной обработки, а их раздельное регулирование — необходимое условие задания требуемого режима обработки. Устройство позволяет автоматически поддержи вать заданный уровень напряженности магнитного поля в катушке индуктивности при деистнии дестабилизирующих факторов, такие как изменение параметра катушки индуктинности, колебание напряжения в питающей сети, что существенно повышает качество магнитной обработки инструмента, выраженное в увеличении коэффициента повышения из носостойкости.

Формула изобретения

Устройство для импульсного намагничивания изделий иэ магнитных материалов, содер>хащее выпрямитель, подключенный к источнику переменного напря>хения, з арядный элемент, емкостной накопитель с управляемыми вентилями в его зарядной и разрядной цепях, блок управления вентилем зарядной цепи, управляющий вход которого подключен к выходу элемента сравнения, регулируе>ый делитель напряжения, реобразонатель амплитуды напряжения в код, катушку индуктивности и включенный последовательно с ней шунт, к выходу которого подключен указанный преобразователь амплитуды напряжения в код, о т л и ч а ю— щ е е с я тем, что, с целью повышения качества намагничивания, оно снабжеt но управляем>м генератором импульсов и блоком задания режимов, причем выход управляемого генератора импульсов подключен к одному из входов преобразователя амплитуды напряжения в код и к управляющему электроду вентиля разрядной цепи,один выход блока задания ре>химов соединен с управляемым генератором импульсов, другой — с управлякщим входом регуЛируемого делителя напряжения, который включен между шунтом и преобразователем, а третий выход подключен ко входу элемеыта сравнения другой вход

838766

Составитель A.Ëóêèí

Редактор П. Коссей Техред Ж. Каст елевич Коррект ор М. Коста,Заказ 4451/77 Тираж 784 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4 которого соединен с выходом преобразователя амплитуды напряжения в код.

Источники инФормации,. принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

Р 533104, кл. В 21 D 26/14, 1977.

2. Авторское свидетельство СССР

Р 49200 3, кл. Н 01 F 13/00, 19 75,