PLC在充磁機控制系統的設計
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隨著(zhù)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(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、性能穩定等特點(diǎn)，這些材料經(jīng)充磁電源的高壓大電流向螺線(xiàn)管瞬間脈沖放電，使其磁化。生產(chǎn)中要求充磁電源高效、穩定、精度高，同時(shí)，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(dòng)充磁機，使用plc實(shí)現系統控制，觸摸屏作為參數調整、工作顯示等。
2 電磁交換
充磁機根據電容儲能脈沖放電產(chǎn)生強大磁場(chǎng)，對鐵磁性物質(zhì)進(jìn)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，可調節電容存儲電場(chǎng)能量大小。目前，電容在2kv～3.5kvdc，存儲能量可達100kj以上。
電容c被充電至設定電壓u0時(shí)斷開(kāi)充電電源，隨即接通lr串聯(lián)電路，則電容c所儲電荷通過(guò)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(mǎn)足
(2)其放電電流
(3)式中l為充磁頭中螺線(xiàn)管的電感量，r為螺線(xiàn)管、放電回路連接導線(xiàn)電阻、接觸電阻及放電器件內阻的總和(忽略線(xiàn)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(chǎng)峰值達到磁化線(xiàn)圈內被充磁材料內矯頑力的3～5倍時(shí)進(jìn)行可飽和磁化。
磁通強度檢測有磁電式磁通、電子式磁通和數字積分式磁通三種。圖1為電子式磁通電路，有探測線(xiàn)圈和積分電路組成。當探測線(xiàn)圈中所鏈合的磁通變化δφ時(shí)，線(xiàn)圈中感應出電動(dòng)勢，經(jīng)積分后的輸出電壓
(5)式中n為探測線(xiàn)圈的匝數，r為電阻，c為積分電容。
圖1 電子式磁通檢測電路
3 控制系統設計
圖2為充磁機系統示意圖。電路是由可調直流高壓電源、放電開(kāi)關(guān)電路、plc控制器、觸摸屏、磁通檢測和充磁頭等電路組成?？刂埔螅?br />
① 調節可控硅控制角度來(lái)調節充磁電流；
② 自動(dòng)檢測充磁產(chǎn)品磁通強度；
③ 人機對話(huà)，即設定參數和顯示運行狀態(tài)；
④ plc現實(shí)系統的控制和運算；
⑤ 功率元件的過(guò)流和過(guò)壓保護；
⑥ 具有輸入短路保護，操作安全。
圖2 系統總體框圖
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