高压脉冲式充磁机控制系统的设计与改进-论文.pdf

《高压脉冲式充磁机控制系统的设计与改进-论文.pdf》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、I訇似高压脉冲式充磁机控制系统的设计与改进Designandimprovementofthecontrolsystemofthehighvoltagepulsemagnetizingapparatus郭三明，王志方，孙鹏荆GUOSan—ming，VvANGZhi-fang，SUNPeng~ing(河南理工大学电气工程与自动化学院，焦作454000)摘要：基于焦作市振林磁业有限公司ZLCC12-1型充磁机硬件平台，设计了一种高压脉冲式充磁机控制系统。主要介绍了采用高压脉冲式充磁原理的充磁机控制系统电路，给出了系统电路图以及系统改进电路图，说明设计、改进过程及

2、工作原理，最后对改进系统进~=_rProteus仿真和硬件平台测试，结果表明：经改进的控制系统，可靠性及控制精度高，电磁兼容性好，在永磁材料充磁领域具有重要意义。关键词：高压脉冲式充磁；Proteus仿真；光电隔离；电磁兼容性中图分类号：TP23文献标识码：A文章编号：1009—0134(2014)09(上)一0124-05Ooi：10．3969／J．issn．1009-0134．2014．09(上)．330引言高压脉冲式充磁机是对SmCo5、Sm2Co17、NaFeB等永磁材料进行充磁的关键设备，其充磁电R2R1压多在1000VDC以上u。主要采用R—L

3、—C充放电电路的原理完成对永磁材料的充磁。随着技术的发EL展，高压脉冲式充磁机在手表、通讯、医疗、精密机械等永磁材料应用行业的需求日益增加，同时用户对其稳定性、安全性以及操作便捷性等也图1充磁机基本原理图提出了更高的要求。针对以上情况，设计了一种断开状态，对电容C充电，充电过程中电流：充磁机控制系统，具有手／自动充磁、过压保护等叼功能，并结合其在实际运行中出现的问题不断改一一厂1cdt进，使其可靠性得到大幅提高。其中，q为电容器电荷量，uC为电容器两极电1高压脉冲式充磁原理压，C为电容量。采用R—L—C充放电形式的电路I引。其基本原理这样电容器内存储的电场

4、能为：图如图1所示，E、R、K、C构成充磁回路，E为充电电源，由于市电电压只有220VAC，其峰值也=ucidt=．『Cucduc=吉c。远低于高压脉冲式充磁机所要求的工作电压，所记=Re，称之为充电回路的时间常数，工以首先要对市电升压、再经过整流，形成直流电程上一般认为，经过3，c一5T时间，暂态充电过程基源E，R为充电回路包括限流电阻及导线电阻在内本结束，电路达到稳定状态，此时：的等效电阻，K表示充电状态控制开关，C是储能1．c=Uoq=UoCW={c电容器。C、K、R：、L共同构成充磁回路，也可称之为放电回路，K：表示放电状态控制开关，R：其中，U。

5、为电源E的电压口】。为放电回路包括导线电阻及电感电阻在内的等效电容器充电完成后，在控制系统作用下，使电阻，L为充磁线圈。K。转换为断开状态，K为闭合状态，电容C对充充磁机工作时，首先令K。为闭合状态，K：为磁线圈L瞬间放电，由图2所示RLC阻尼振荡电路收稿日期：2014-03-29作者简介：郭三明(1959一)，男，河南汝南人，高级工程师，主要从事仪器仪表方面的研究。[124]第36卷第9期2014—09(上)llI5出器Jl吸合，升压变压器B通电，对电容器组C开始充电。充电至高电压后，从分压电阻上采集的信／n＼／^＼一号经IC1(UA741)构成的电压跟

6、随器隔离、IC4(LM393)构成的电压比较器比较，当IC4同相端＼v／的输入电压大于反相端的基准电压时，其输出端为高电平，使开关三极管导通，继电器J4动作，图2RLC阻尼振荡电路电流波形示意图切断接触器J1线圈回路，充电停止【4J。按下放电按钮AN3，继电器J3吸合，IC6(NE555)构成的单稳态电路进入暂稳态，其3引脚输出一个脉冲，脉宽由该单稳态电路的充电电阻及充电电容决定，充放电主实际中脉冲宽度设计为50ms~100ms，以保证后级电路电路使放电回路的可控硅可靠导通，之后重新进入稳态p。在上述脉冲时间内，IC7(NE555)构图3系统结构框图成的多

7、谐振荡器工作，发出触发脉冲串，脉冲频电流波形示意图可知，充磁过程必须在振荡电流率由该多谐振荡器的充电电阻及充电电容决定，第一个周期的前半周期完成，否则电流反向后，实际中设计为20kHz左右，在脉冲串作用下，脉已被磁化的永磁材料将被退磁，造成充磁失败，冲变压器工作，放电回路可控硅门极注入触发电这就要求K为具有单向导电特性的可控器件，实流，由于此时可控硅承受正向电压，所以即刻导际应用中K：为大功率的单向可控硅，在振荡电流通，储能电容C放电，脉冲电流使充磁线圈中形成第一个周期的前半周期，强脉冲电流使充磁线圈一个强脉冲磁场，对永磁材料充磁。中形成强脉冲磁场，将置于

8、线圈中的永磁材料磁该系统具有手动充磁、自动充磁两充磁模化，完成充磁