專利名稱：一種電永磁吸盤充退磁控制器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及電永磁吸盤的部件，具體為一種電永磁吸盤充退磁控制器。
(二)
背景技術(shù)：
電永磁吸盤是傳統(tǒng)電磁吸盤的更新?lián)Q代產(chǎn)品，它的功能特點(diǎn)是只要經(jīng)過充 磁后，就可長期保持磁性吸力，不用時可通過退磁去除磁性吸力。只有在充磁 或退磁過程中才需通電，平時工作狀態(tài)不需通電，這樣既可以減少線圈發(fā)熱而 導(dǎo)致工件變形，又可以節(jié)約大量電能，還可以通過控制充磁強(qiáng)度來調(diào)節(jié)其電磁 吸力的大小，避免了電磁吸盤和工件的拉傷、變形。電永磁吸盤充退磁控制器 是電永磁吸盤必備的核心部件之一，其性能好壞直接影響著電永磁吸盤的整體 性能及使用安全。傳統(tǒng)的電永磁吸盤充退磁控制器具有以下缺點(diǎn)1、其可控硅 控制電路采用控制電壓與電網(wǎng)同步的鋸齒波比較的觸發(fā)形式，可控硅的導(dǎo)通角 隨電網(wǎng)頻率波動較大，影響了控制精度?？煽毓璧挠|發(fā)往往通過脈沖變壓器在 可控硅控制極與陰極間施加脈沖電流，極易造成電氣干擾與誤觸發(fā)；2.其功率 切換電路，往往采用電磁繼電器作為切換開關(guān)，不但體積大、成本高而且觸點(diǎn) 容量有限，250VAC時最大觸點(diǎn)容量平均電流只有25A，并不能保證充退磁峰值 電流高達(dá)60A以上的大面積電永磁吸盤的可靠運(yùn)行；3.其只具有簡單的充磁功 能，當(dāng)電源電壓嚴(yán)重波動或電永磁吸盤電路存在短路、斷路、電纜連接器接觸 不良時，并不能進(jìn)行有效的檢測與報警，極易造成安全事故。
(三)

發(fā)明內(nèi)容
針對上述問題，本發(fā)明提供了一種電永磁吸盤充退磁控制器，具有控制精 度高、可控硅的觸發(fā)可靠性高、干擾小等優(yōu)點(diǎn)，而且體積小、安裝接線方便、觸 點(diǎn)容量高，確保了功率切換電路的可靠性，具有完善的檢測與保護(hù)報警功能， 避免電永磁吸盤在異常充磁狀態(tài)下工作，提高了其工作安全性。
其技術(shù)方案是這樣的其包括微處理控制器、電源電路裝置、控制信號輸入 光電隔離電路裝置、參數(shù)設(shè)定電路裝置、充退磁電流測量電路裝置、可控硅及 觸發(fā)驅(qū)動電路裝置、大功率磁保持繼電器及驅(qū)動電路裝置、工作狀態(tài)繼電器驅(qū) 動電路裝置、數(shù)碼顯示驅(qū)動電路裝置，其特征在于所述充退磁電流測量電路裝置包括滿負(fù)輸出運(yùn)放OPA335與R2、 R6、 Cl組成的模擬積分器、電流測量線 圈微分電流傳感器以及由R4、 R5、 C2、 C3組成l/2虛擬電源電壓，Rl與Cl并 聯(lián)；可控硅及觸發(fā)驅(qū)動電路裝置采用光控可控硅串聯(lián)的可控硅觸發(fā)形式；繼電 器及驅(qū)動電路裝置、工作狀態(tài)反饋繼電器電路裝置中所述繼電器為磁保持繼電 器°
其進(jìn)一步特征在于可控硅及觸發(fā)驅(qū)動電路裝置包括三極管Q3、大功率可控 硅Q1、 Q2、電阻R13、 R14、 R15、 R16、電容Cll、 C12、 C13以及所述相串聯(lián)的 光控可控硅Ull、 U12。
本發(fā)明的上述結(jié)構(gòu)中，電流測量線圈微分電流傳感器Rogowski線圈具有測 量范圍寬，精度高，穩(wěn)定可靠，響應(yīng)頻帶寬，同時具有測量和繼電保護(hù)功能， 體積小、重量輕、安全，光控可控硅串聯(lián)的可控硅觸發(fā)形式，避免了傳統(tǒng)的可 控硅觸發(fā)采用脈沖變壓器存在的體積大、功耗高、電磁干擾嚴(yán)重的問題，磁保 持繼電器替代普通電磁繼電器，應(yīng)用于電永磁吸盤充退磁線圈的功率切換，使 觸點(diǎn)容量由原來的最大25A/250VAC增加到60A/400VAC ，而體積減少一半。
(四)


圖l為本發(fā)明原理示意圖2為本發(fā)明中充退磁電流測量電路裝置的電原理圖； 圖3為本發(fā)明中可控硅及觸發(fā)驅(qū)動電路裝置的電原理圖。
(五)
具體實(shí)施例方式
見圖l，本發(fā)明包括微處理控制器18、電源電路裝置l、控制信號輸入光電 隔離電路裝置2、參數(shù)設(shè)定電路裝置3、充退磁電流測量電路裝置17、可控硅及 觸發(fā)驅(qū)動電路裝置16、大功率磁保持繼電器及驅(qū)動電路裝置15、工作狀態(tài)繼電 器驅(qū)動電路等置8、數(shù)碼顯示驅(qū)動電路裝置7，見圖2，充退磁電流測量電路裝 置17包括滿負(fù)輸出運(yùn)放0PA335與R2、 R6、 Cl組成的模擬積分器、電流測量線 圈微分電流傳感器HR-209以及由R4、 R5、 C2、 C3組成1/2虛擬電源電壓，Rl 與C1并聯(lián)，R3為運(yùn)放的輸入補(bǔ)償電阻；見圖3，可控硅及觸發(fā)驅(qū)動電路裝置16 采用光控可控硅串聯(lián)的可控硅觸發(fā)形式，可控硅及觸發(fā)驅(qū)動電路裝置16包括三 極管Q3、大功率可控硅Q1、 Q2、電阻R13、 R14、 R15、 R16、電容Cll、 C12、 C13以及相串聯(lián)的光控可控硅Ull、 U12;繼電器及驅(qū)動電路裝置、工作狀態(tài)反 饋繼電器電路裝置中繼電器為磁保持繼電器。下面結(jié)合圖1描述本發(fā)明的控制 過程微處理控制器18接收電源電路裝置1的交流同步信號，實(shí)現(xiàn)數(shù)字鎖相及 交流同步跟蹤；接收控制信號輸入光電隔離電路裝置2的指令，控制電永磁吸盤a(見圖2)完成充、退磁功能；根據(jù)參數(shù)設(shè)定電路裝置3的設(shè)定值，確定電永 磁吸盤a的充退磁強(qiáng)度、充退磁脈沖數(shù)以及充退磁的最大保護(hù)報警與最小報警 電流(圖1中4為充退磁強(qiáng)度調(diào)節(jié)裝置、5為充退磁脈沖調(diào)節(jié)裝置、6為過流、 欠流裝置)；通過讀取充退磁電流測量電路裝置17采集的電永磁吸盤充退磁的 電流值，判斷電永磁吸盤的充退磁是否處于正常狀態(tài)，當(dāng)異常時能提供保護(hù)與 報警；輸出準(zhǔn)確的移相觸發(fā)信號，通過可控硅及觸發(fā)驅(qū)動電路裝置16可靠地控 制可控硅的導(dǎo)通角及電永磁吸盤的充退磁強(qiáng)度；通過大功率磁保持繼電器及驅(qū) 動電路裝置15控制大功率磁保持繼電器，實(shí)現(xiàn)電永磁吸盤的多組線圈的充退磁 自動切換；將電永磁吸盤的工作狀態(tài)輸出到工作狀態(tài)反饋繼電器上，實(shí)現(xiàn)與P L C等自控系統(tǒng)的信息反饋；將各項設(shè)定參數(shù)與電永磁吸盤各充退磁線圈的工 作狀態(tài)，通過數(shù)碼顯示驅(qū)動電路裝置7實(shí)現(xiàn)數(shù)碼顯示，完成人機(jī)信息交換；充 退磁電流測量電路裝置17中的電流測量線圈微分電流傳感器是一個均勻纏繞在 非鐵磁性材料上的環(huán)形線圈。輸出信號是電流對時間的微分，通過一個對輸出 的電壓信號進(jìn)行積分的電路，就可以真實(shí)還原輸入電流。因為是不含鐵的磁性 材料，所以無磁滯效應(yīng)，相位誤差幾乎為零；無磁飽和現(xiàn)象，因而測量范圍可 從數(shù)安培到數(shù)百千安培電流；結(jié)構(gòu)簡單，并且和被測電流之間沒有直接的電路 聯(lián)系；響應(yīng)頻帶寬O. 1Hz-lMHz。與帶鐵芯的傳統(tǒng)互感器相比，Rogowski線圈具 有測量范圍寬，精度高，穩(wěn)定可靠，響應(yīng)頻帶寬，同時具有測量和繼電保護(hù)功 能，體積小、重量輕、安全且符合環(huán)保要求。基于Rogowski線圈的電流測量具 有響應(yīng)速度快、不會飽和、幾乎沒有相位誤差的特點(diǎn)，故其非常適用于電永磁 吸盤充退磁線圈的大脈沖電流測量。其工作原理如圖2所示模擬積分器將 Rogowski線圈CT1的感應(yīng)電勢(對充退磁電流與時間微分(di/dt)的信號)還原 成充退磁電流信號，經(jīng)A/D轉(zhuǎn)換后送微處理器計算。圖2中，R4、 R5、 C2、 C3組 成l/2虛擬電源電壓，Rl用于消除運(yùn)放失調(diào)等引起的累積誤差，當(dāng)充退磁電流 為零時，積分器輸電壓為1/2電源電壓。見圖3，光控可控硅串聯(lián)的可控硅觸發(fā) 過程，當(dāng)CF端接受到微處理控制器18的觸發(fā)信號，三極管Q3導(dǎo)通，光控可控 硅Ull、 U12同時觸發(fā)導(dǎo)通，大功率可控硅Q1、 Q2控制極得到觸發(fā)電流，當(dāng)交 流電處于正半波時Ql導(dǎo)通，處于充磁工作狀態(tài)，當(dāng)交流電處于負(fù)半波時Q2導(dǎo) 通，處于退磁工作狀態(tài)。圖3中R13、 R14為均壓電阻，R15為限流電阻，Cll、 C12為干擾抑制電容，C13、 R16用于充退磁回路的浪涌吸收。磁保持繼電器應(yīng)用 于電永磁吸盤充退磁線圈的功率切換，使觸點(diǎn)容量由原來的最大25A/250VAC增 加到60A/400VAC ，且體積減少一半。圖1中9為故障反饋信號通道、10為退磁完成反饋信號通道、ll為充磁完成反饋信號通道；12、 13、 14分別為輸出通
道；19為充磁控制輸入；20為退磁控制輸入；21解鎖控制輸入。
權(quán)利要求
1、一種電永磁吸盤充退磁控制器，其包括微處理控制器、電源電路裝置、控制信號輸入光電隔離電路裝置、參數(shù)設(shè)定電路裝置、充退磁電流測量電路裝置、可控硅及觸發(fā)驅(qū)動電路裝置、大功率磁保持繼電器及驅(qū)動電路裝置、工作狀態(tài)繼電器驅(qū)動電路裝置、數(shù)碼顯示驅(qū)動電路裝置，其特征在于所述充退磁電流測量電路裝置包括滿負(fù)輸出運(yùn)放OPA335與R2、R6、C1組成的模擬積分器、電流測量線圈微分電流傳感器以及由R4、R5、C2、C3組成1/2虛擬電源電壓，R1與C1并聯(lián)；可控硅及觸發(fā)驅(qū)動電路裝置采用光控可控硅串聯(lián)的可控硅觸發(fā)形式；繼電器及驅(qū)動電路裝置、工作狀態(tài)反饋繼電器電路裝置中，所述繼電器為磁保持繼電器。
2、根據(jù)權(quán)利要求1所述一種電永磁吸盤充退磁控制器，其特征在于可控 硅及觸發(fā)驅(qū)動電路裝置包括三極管Q3、大功率可控硅Q1、 Q2、電阻R13、 R14、 R15、 R16、電容Cll、 C12、 C13以及所述相串聯(lián)的光控可控硅Ull、 U12。
全文摘要
本發(fā)明為一種電永磁吸盤充退磁控制器。其控制精度高、觸發(fā)可靠性高、干擾小、體積小、安裝接線方便、觸點(diǎn)容量高，具有完善的檢測與保護(hù)報警功能。其包括微處理控制器、電源電路裝置、控制信號輸入光電隔離電路裝置、參數(shù)設(shè)定電路裝置、充退磁電流測量電路裝置、可控硅及觸發(fā)驅(qū)動電路裝置、大功率磁保持繼電器及驅(qū)動電路裝置、工作狀態(tài)繼電器驅(qū)動電路裝置、數(shù)碼顯示驅(qū)動電路裝置，其特征在于所述充退磁電流測量電路裝置包括滿負(fù)輸出運(yùn)放OPA335與R2、R6、C1組成的模擬積分器、電流測量線圈微分電流傳感器以及由R4、R5、C2、C3組成1/2虛擬電源電壓；可控硅及觸發(fā)驅(qū)動電路裝置采用光控可控硅串聯(lián)的可控硅觸發(fā)形式；繼電器及驅(qū)動電路裝置、工作狀態(tài)反饋繼電器電路裝置中所述繼電器為磁保持繼電器。
文檔編號H01F13/00GK101286404SQ20071002085
公開日2008年10月15日 申請日期2007年4月11日 優(yōu)先權(quán)日2007年4月11日
發(fā)明者劉世德, 張小金, 查文杰, 猛 王, 王國榮, 王玉正, 峰 許, 錢堯生, 韓新強(qiáng) 申請人:江蘇省無錫建華機(jī)床廠