Устройство размагничивания кольцевых магнитопроводов

)5 Н 01 Р 13/О ЕНИЯ ВИДЕТЕЛЬСТВУ К АВТОРСКО ОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМРИ ГКНТ СССР ИСАНИЕ ИЗОБ(56) Авторское свидетельство СССР М 1196961, кл, Н 01 Р 13/00, 1985.Авторское свидетельство СССР ЬЬ 922884, кл. Н 01 Р 13/00, 1982, (54) УСТРОЙСТВО РАЗМАГНИЧИВАНИЯ КОЛЬЦЕВЫХ МАГНИТОПРОВОДОВ (57) Изобретение относится к электротехнике, точнее - к устройствам для размагничи 1647669 А 1 вания магнитопроводов из высококачественных магнитных материалов. Цель изобретения - повышение производительности размагничивания и КПД. Это достигается тем, что два ключевых элемента 2,3 подключены к обмоткам трансформатора 4 таким образом, что они образуют автогенератор Ройера, на его входе включена ИС-цепь 8,9, а к одной из обмоток трансформатора подключена размагничивающая катушка 10, Изменение режима подключения силовых элементов позволяет размагнитить магнитопровод практически до нулевого значения индукции 4 илИзобретение относится к электротехнике, точнее к устройствам для размагничивания магнитопроводов, которые выполняются из высококачественных магнитных материалов,Цель изобретения - повышение производительности размагничивания и КПД.На фиг.1 представлена схема предлагаемого устройства; на фиг.2 - зависимость частоты генерации от напряжения на конденсаторе; на фиг.З - форма тока через ключевой элемент; на фиг.4 - форма тока потребления автогенератора Ройера,Устройство состоит иэ источника .1 постоянного тока, ключевых элементов 2 и 3 и трансформатора 4 с первичной обмоткой 5 и двумя другими 6,7, ЯС-цепь, состоящая из резистора 8 и конденсатора 9 подключена к источнику 1 постоянного тока, первые силовые выводы ключевых элементов 2 и 3 соединены между собой и подключены к импульсовой клемме источника постоянного тока, вторые силовые выводы ключевых элементов 2,3 подключены к соответствующим выводам первичной обмотки 5 трансформатора 4, средняя точка которой подключена к общей точке соединения резистора 8 и конденсатора 9 ЯС-цепи, две другие обмотки 6 и 7 трансформатора 4 связаны с соответствующими управляющими входами ключевых элементов 2 и 3, образуя генератор Ройера. Причем выводы одной из обмоток (например, первичной 5) трансформатора 4 являются входами для подключения раэмагничивающей катушки 10, расположенной на малогабаритном кольцевом магнитопроводе 11,Устройство работает следующим образом,При подаче напряжения постоянного тока от источника 1 постоянного тока начинает заряжаться конденсатор 9, и по достижении определенного уровня запускается автогенератор Ройера(т.е. в результате действия положительной обратной связи обмотки 6, 7 - открывается один из ключевых элементов 2,3 и закрывается другой 3, 2). Для обеспечения более уверенного запуска в ряде Случаев вводят постоянное смещение (резистор показан пунктиром между "+" источника 1 и управляющим электродом ключевого элемента 3), Автогенератор начинает генерировать прямоугольные симметричные импульсы с частотой, определяемой соотношениемОвх 10где 9(5 - количество витков первичной обмотки 5; Ост,Вв - сечение и индукция насыщениямагнитопровода трансформатора 4, Параметр О,т и материал магнитопровода трансформатора 4 Руд,В, выбирают таким 5 образом, чтобы обеспечить минимальныйток потребления в режиме холостого хода (обычно 1=3-5 кГц,материал феррит М 2000 НМ 1, Вв=0,3 Тл), Падение напряжения на резисторе 8 от тока холостого хода - 10 минимальное, и можно считать в установившемся режиме Овх=Овх, При подключении раэмагничивающей катушки, расположенной на малогабаритном кольцевом магнитопроводе, частота прямоугольных импульсов 15 меняется и определяется следующим выражением:Овх 10где ЧЧ- количество витков на малогабаритном кольцевом магнитопроводе;Ост, Вв - сечение и индукция насыщениямалогабаритного кольцевого магнитопровода.Переключение автогенератора Ройера, 25 т,е. генератора с положительной обратнойсвязью, происходит в момент насыщения магнитопровода, При этом резко возрастает ток через ключевой элемент 2 или Э. Импульс тока в момент переключения где Ое - напряжение на обмотке 6;Обэ - падение напряжения на переходебаза-эмиттер ключевого элемента 2 или 3;Р - коэффициент усиления по току ключевого элемента 2 или Э.Далее ключевой элемент 2 или 3 выходит из режима насыщения, происходит увеличение падения напряжения на нем и возникает лавинообразный блокинг-процесс, в результате которого ранее открытый ключевой элемент закрывается, а закрытый - открывается (фиг,З). В течение полупериода 45 ток через ключевой элемент дястаточно мали возрастает за счет тока намагничивания. В момент нас ы щен ия магнитоп ровода , "ток возрастает до величины к=р б, его длительность определяется видом петли гистерезиса (кривая А, фиг.З) и длительностью блокинг-процесса (кривая В, фиг.Э). При применении ферритового магнитопровода для трансформатора 4 длительность участка А составляет 1,5-4 мкс, а участка В -0,5-, 0,8 мкс при использовании транзисторов типа КТ 630 и им подобных, Ток потребления автогенератора Ройера через ЯС-цепь может быть показан как ток двух ключевых элементов, сдвинутых по оси времени на Т/2 (фиг.4). Средний ток потребления определя 1647669)Овх=Овх ОВ 8,Ояа=1 ср йа,где Вв - величина сопротивления резистора 8.Частота т выбирается из условия Г 1. Обычно т=(10-20) 1, тогда количество витков катушки, расположенной на малогабаритном кольцевом магнитопроводе, составляет единицы витков, а в ряде случаев один виток. Переключение ключевых элементов происходит уже по достижению индукции насыщения Вв размагничиваемого. магнитопровода, Но частота прямоугольного напряжения выше в 10-20 разв, а это, в свою очередь, вызывает увеличение 1 ср и увеличение падение напряжения на резисторе 8. Напряжение на конденсаторе 9 и Овх падает, что вызывает уменьшение частоты прямоугольного напряжения по кривой (фиг.2, режим переключения продолжает определяться индукцией В размагничиваемого магнитопровода и его перемагничивание идет по полному циклу петли гистереэиса). Однако при напряжении Овх,автогенератор Ройера переходит на другой режим переключения, в котором блокинг-процесс происходит эа счет влияния порога открывания перехода база-эмиттер ключевого элемента. Известно, чтоО=1 й+ОЖМОо и О + 1 бй 1/пт, где 1 рвс - ток намагничивания. при котором насыщается магнитопровод:81 - сумма сопротивлений половины обмотки 5 и приведенного сопротивления обмотки, расположенной на размагничиваемом магнитопроводе;Я 5пт г,рбДальнейшее снижение напряжения Овх приводит уже к повышению частоты прямоугольного напряжения (фиг,2) и при напряжении О вх происходит срыв генерации на частоте т", Как показывают расчеты и эксперимент тф=(5-70)т, 0 вх= 0,10 вх. Учитывая данные эксперимента и расчетов, получают остаточную индукцию в магнитопроводеВост-Вз/(50-70),т.е. магнитопровод полностью размагничен, .Частота прямоугольного напряжения в начале раэмагничивающего цикла пропорциональна индукции насыщения В подключаеется следующим образом (при линейной аппроксимации импульса тока чеобез ключевой элемент):ср - 1 б Р 5 10При работе в режиме переключения от трансформатора 4, как указывалось 1=3-5 кГц. Тогда принимается обычно Олаф(0,05- -0,1 Овх т.е50 введена РС-цепь, подключенная к источнику питания постоянного тока, первые силовые выводы ключевых элементов соединены между собой и подключены к минусовой клемме источника постоянного тока, вторыесиловые выводы ключевых элементов подключены к соответствующим выводам первичной обмотки трансформатора, средняя точка которой подключена к общей точке соединения резистора и конденсатора ВС- цепи, две другие обмотки трансформатора 5 1015 2025 30354045 мого контрольного или размэгничивающего магнитопровода. Длительность этапа размагничивания (от момента подключения к Оввхдо момента срыва генерации) пропорциональна форме петли гистерезиса (так как разряд конденсатора 9 определяется средним током 1 ср, а он, в свою очередь, формой и длительностью участка А фиг.3, которая, в свою очередь, с большой точностью копирует форму петли гистерезиса). Подключениепараллельно раэмагничиваемому магнитопроводу 11 осциллографа или специального автоматизированного устройства (для съема приведенной информации) позволяет одновременно с размагничиванием провести анализ магнитных характеристик магнитопровода. Устройство предназначено для автоматизированной установки размагничивания с одновитковой катушкой на раэмагничиваемом магнитопроводе (штырь, на который нанизываются магнитопроводы), Размагничивание особенно необходимо при анализе характеоистик аморфных магнитомягких сплавов с продольной термомагнитной обработкой (сплавы гНСР, ДМДГ 183, 9 КСР и т,д,), а также для пермаллоев с высокой степенью прямоугольности петли гистерезисэ. В ряде случаев для более четкого установления пределов частот т и тфпараллельно обмотке на. раэмагничиваемом магнитопроводе включают резистор (показан пунктиром),Устройство просто в реализации и позволяет одновременно с размагничиванием измерить магнитные характеристики магнитопровода, Предложенный вариант удачновписывается в автоматизированный процесс измерений магнитопроводов малых размеров для импульсных трансформаторов. Ф о р мул а и зоб рете н и я Устройство размагничивания кольцевых магнитопроводов, содержащее источник постоянного тока, два ключевых элемента с силовыми и управляющими вы-.воДами, трансформатор с обмотками, размагничивающую катушку. о т л и ч а ю ще е-. с я тем, что, с целью повышения производительности и КПД, в него дополнительно1647 б 69 игЛ оставитель Е.Сафановаехред М.Моргентал орректор В.Гирн Редактор О. Голов акаэ 1405 Тираж 35 Ь Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ С 113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул.Гагарина, 1 связаны с соответствующими управляющими входами ключевых элементов, образуя автогенератор Ройера, причем выводы одной из обмоток трансформатора являютсявходами для подключения размагничивающей катушки,