PLC在充磁機(jī)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)
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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。在電磁交換前，電容儲(chǔ)存的能量
(1)式中uc為儲(chǔ)存電容的端電壓，c為儲(chǔ)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(chǔ)電場(chǎng)能量大小。目前，電容在2kv～3.5kvdc，存儲(chǔ)能量可達(dá)100kj以上。
電容c被充電至設(shè)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(chǔ)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(duì)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(dá)到磁化線圈內(nèi)被充磁材料內(nèi)矯頑力的3～5倍時(shí)進(jìn)行可飽和磁化。
磁通強(qiáng)度檢測(cè)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(cè)線圈和積分電路組成。當(dāng)探測(cè)線圈中所鏈合的磁通變化δφ時(shí)，線圈中感應(yīng)出電動(dòng)勢(shì)，經(jīng)積分后的輸出電壓
(5)式中n為探測(cè)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(cè)電路
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：
① 調(diào)節(jié)可控硅控制角度來(lái)調(diào)節(jié)充磁電流；
② 自動(dòng)檢測(cè)充磁產(chǎn)品磁通強(qiáng)度；
③ 人機(jī)對(duì)話，即設(shè)定參數(shù)和顯示運(yùn)行狀態(tài)；
④ plc現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)的控制和運(yùn)算；
⑤ 功率元件的過(guò)流和過(guò)壓保護(hù)；
⑥ 具有輸入短路保護(hù)，操作安全。
圖2 系統(tǒng)總體框圖
評(píng)論