基于PLC和HMI控制并集充磁和磁通檢測(cè)的充磁機(jī)

1 引言

　　隨著電機(jī)、家用電子、計(jì)算機(jī)、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(lái)越大性能越來(lái)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(diǎn)，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(shí)，在機(jī)測(cè)試充磁后永磁材料的磁通量。文中介紹了的充磁和測(cè)量為一體高效自動(dòng)充磁機(jī)，使用plc實(shí)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(jī)根據(jù)電容儲(chǔ)能脈沖放電產(chǎn)生強(qiáng)大磁場(chǎng)，對(duì)鐵磁性物質(zhì)進(jìn)行磁化［1］。在電磁交換前，電容儲(chǔ)存的能量

　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(duì)脈沖充磁，充磁頭常選用

3 控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)

　　圖2為充磁機(jī)系統(tǒng)示意圖。電路是由可調(diào)直流高壓電源、放電開(kāi)關(guān)電路、plc控制器、觸摸屏、磁通檢測(cè)和充磁頭等電路組成。控制要求：

　?、?調(diào)節(jié)可控硅控制角度來(lái)調(diào)節(jié)充磁電流；

　?、谧詣?dòng)檢測(cè)充磁產(chǎn)品磁通強(qiáng)度；

　?、?人機(jī)對(duì)話，即設(shè)定參數(shù)和顯示運(yùn)行狀態(tài)；

　?、?plc現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)的控制和運(yùn)算；

　?、?功率元件的過(guò)流和過(guò)壓保護(hù)；

　?、?具有輸入短路保護(hù)，操作安全。

　3.1 充磁電路

　　充磁電路有主電路和觸發(fā)電路。充磁機(jī)的電路圖如圖3所示。主電路主要由交流調(diào)壓升壓、整流儲(chǔ)能和放電等電路組成。通過(guò)調(diào)節(jié)雙向可控硅vt1和tv2的移相角（或?qū)ń牵﹣?lái)調(diào)節(jié)升壓變壓器t的輸入電壓，然后通過(guò)橋式整流電路得到脈動(dòng)的直流電壓，將電能儲(chǔ)存在電容組cl中。當(dāng)可控硅vt7導(dǎo)通，其瞬間向充磁頭產(chǎn)生強(qiáng)脈沖電流放電，對(duì)材料進(jìn)行快速充磁。在雙向可控硅同步相控觸發(fā)電路中，模擬量模塊fx0n-3a的輸出端電壓vout控制導(dǎo)通角，以調(diào)節(jié)存能電容上端電壓［2、3、4］。