PLC在充磁機控制系統(tǒng)的設(shè)計
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隨著電機、家用電子、計算機、通信等技術(shù)日新月異的更新和發(fā)展，永磁材料需要量越來越大性能越來越高。目前，永磁材料大多采用釹鐵硼、鐵氧體、鋁鎳鈷、釤鈷等，并具有矯頑力大、性能穩(wěn)定等特點，這些材料經(jīng)充磁電源的高壓大電流向螺線管瞬間脈沖放電，使其磁化。生產(chǎn)中要求充磁電源高效、穩(wěn)定、精度高，同時，在機測試充磁后永磁材料的磁通量。文中介紹了的充磁和測量為一體高效自動充磁機，使用plc實現(xiàn)系統(tǒng)控制，觸摸屏作為參數(shù)調(diào)整、工作顯示等。
2 電磁交換
充磁機根據(jù)電容儲能脈沖放電產(chǎn)生強大磁場，對鐵磁性物質(zhì)進行磁化。在電磁交換前，電容儲存的能量
(1)式中uc為儲存電容的端電壓，c為儲存電容的容量。改變電容的電壓或容量，可調(diào)節(jié)電容存儲電場能量大小。目前，電容在2kv～3.5kvdc，存儲能量可達100kj以上。
電容c被充電至設(shè)定電壓u0時斷開充電電源，隨即接通lr串聯(lián)電路，則電容c所儲電荷通過lr迅速地以脈沖形式放電，得到極大的脈沖電流峰值。電容放電的端電壓uc滿足
(2)其放電電流
(3)式中l(wèi)為充磁頭中螺線管的電感量，r為螺線管、放電回路連接導(dǎo)線電阻、接觸電阻及放電器件內(nèi)阻的總和(忽略線路分布電容與分布電感)。
對脈沖充磁，充磁頭常選用
(4)即欠阻尼情況下，電容放電電流，使脈沖磁場峰值達到磁化線圈內(nèi)被充磁材料內(nèi)矯頑力的3～5倍時進行可飽和磁化。
磁通強度檢測有磁電式磁通、電子式磁通和數(shù)字積分式磁通三種。圖1為電子式磁通電路，有探測線圈和積分電路組成。當(dāng)探測線圈中所鏈合的磁通變化δφ時，線圈中感應(yīng)出電動勢，經(jīng)積分后的輸出電壓
(5)式中n為探測線圈的匝數(shù)，r為電阻，c為積分電容。
圖1 電子式磁通檢測電路
3 控制系統(tǒng)設(shè)計
圖2為充磁機系統(tǒng)示意圖。電路是由可調(diào)直流高壓電源、放電開關(guān)電路、plc控制器、觸摸屏、磁通檢測和充磁頭等電路組成?？刂埔螅?br />
① 調(diào)節(jié)可控硅控制角度來調(diào)節(jié)充磁電流；
② 自動檢測充磁產(chǎn)品磁通強度；
③ 人機對話，即設(shè)定參數(shù)和顯示運行狀態(tài)；
④ plc現(xiàn)實系統(tǒng)的控制和運算；
⑤ 功率元件的過流和過壓保護；
⑥ 具有輸入短路保護，操作安全。
圖2 系統(tǒng)總體框圖
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