充磁原理及充磁机.doc

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1、充磁机　　充磁机的工作原理是：先将电容器充以直流高压电压，然后通过一个电阻极小的线圈放电。放电脉冲电流的峰值可达数万安培。此电流脉冲在线圈内产生一个强大的磁场，该磁场使置于线圈中的硬磁材料永久磁化。充磁机电容器工作时脉冲电流峰值极高，对电容器耐受冲击电流的性能要求很高。 　　充磁机结构较简单，实际上就是一个磁力极强的电磁铁，配备多种形状的铁块，作为附加磁极，以便与被充磁体形成闭合磁路，充磁时，摆设好附加磁极，和被充磁体，只要加上激磁电流，刷瞬间即可完成。充磁机PLC在充磁机控制系统的设计发表时间：2009-5-2

2、3 童志宝 来源：《PLC&FA》网络版关键字：PLC 充磁机控制系统信息化应用调查我要找茬在线投稿加入收藏发表评论好文推荐打印文本本文介绍了的充磁和测量为一体高效自动充磁机的控制系统，其中使用plc实现系统控制，触摸屏作为参数调整、工作显示。1引言   随着电机、家用电子、计算机、通信等技术日新月异的更新和发展，永磁材料需要量越来越大性能越来越高。目前，永磁材料大多采用钕铁硼、铁氧体、铝镍钴、钐钴等，并具有矫顽力大、性能稳定等特点，这些材料经充磁电源的高压大电流向螺线管瞬间脉冲放电，使其磁化。生产中要求充磁电源

3、高效、稳定、精度高，同时，在机测试充磁后永磁材料的磁通量。文中介绍了的充磁和测量为一体高效自动充磁机，使用plc实现系统控制，触摸屏作为参数调整、工作显示等。 2电磁交换   充磁机根据电容储能脉冲放电产生强大磁场，对铁磁性物质进行磁化。在电磁交换前，电容储存的能量     (1)   式中uc为储存电容的端电压，c为储存电容的容量。改变电容的电压或容量，可调节电容存储电场能量大小。目前，电容在2kv～3.5kvdc，存储能量可达100kj以上。   电容c被充电至设定电压u0时断开充电电源，随即接通lr串联电路

4、，则电容c所储电荷通过lr迅速地以脉冲形式放电，得到极大的脉冲电流峰值。电容放电的端电压uc满足      (2)   其放电电流     (3)   式中l为充磁头中螺线管的电感量，r为螺线管、放电回路连接导线电阻、接触电阻及放电器件内阻的总和(忽略线路分布电容与分布电感)。   对脉冲充磁，充磁头常选用     (4)   即欠阻尼情况下，电容放电电流，使脉冲磁场峰值达到磁化线圈内被充磁材料内矫顽力的3～5倍时进行可饱和磁化。   磁通强度检测有磁电式磁通、电子式磁通和数字积分式磁通三种。图1为电子式磁通电路

5、，有探测线圈和积分电路组成。当探测线圈中所链合的磁通变化δφ时，线圈中感应出电动势，经积分后的输出电压     (5)   式中n为探测线圈的匝数，r为电阻，c为积分电容。   图1 电子式磁通检测电路                3控制系统设计                                                           图2为充磁机系统示意图。电路是由可调直流高压电源、放电开关电路、plc控制器、触摸屏、磁通检测和充磁头等电路组成。控制要求：   ①调节可控硅控制角度来

6、调节充磁电流；   ②自动检测充磁产品磁通强度；   ③人机对话，即设定参数和显示运行状态；   ④plc现实系统的控制和运算；   ⑤功率元件的过流和过压保护；   ⑥具有输入短路保护，操作安全。     图2 系统总体框图         3.1充磁电路   充磁电路有主电路和触发电路。充磁机的电路图如图3所示。主电路主要由交流调压升压、整流储能和放电等电路组成。通过调节双向可控硅vt1和tv2的移相角(或导通角)来调节升压变压器t的输入电压，然后通过桥式整流电路得到脉动的直流电压，将电能储存在电容组cl中。

7、当可控硅vt7导通，其瞬间向充磁头产生强脉冲电流放电，对材料进行快速充磁。在双向可控硅同步相控触发电路中，模拟量模块fx0n-3a的输出端电压vout控制导通角，以调节存能电容上端电压。图3充磁电路图    3.2系统控制电路   图4为系统控制电路，选三菱fx1n-24mr为系统主控器，模拟量fx0n-3a有二个输入和一个输出，其中输入检测电流信号和磁通信号，输出控制双向可控硅的导通角。 图4系统控制电路  图5程序框图            3.3控制程序设计   控制程序有手动与自动。手动控制程序用于电容切

8、换和电容充电检查、充磁检查等调试和维护。                自动控制程序包含有顺序控制程序，电容分级充电子程序，磁性检测子程序，hmi接口程序，关门和充磁头连接、过压过流等。由于整个工作按流水动作，所以采用顺序控制将这些工作的子程序串联在一起，这样对编写程序较为简便，并用stl指令易读。   电容分级充电子程序就是考虑到电容在零状态充电时可能有很大的冲击电流，