基于PLC和HMI控制并集充磁和磁通檢測的充磁機

1 引言

　　隨著電機、家用電子、計算機、通信等技術日新月異的更新和發展，永磁材料需要量越來越大性能越來越高。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，這些材料經充磁電源的高壓大電流向螺線管瞬間脈沖放電，使其磁化。生產中要求充磁電源高效、穩定、精度高，同時，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充磁機，使用plc實現系統控制，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生強大磁場，對鐵磁性物質進行磁化［1］。在電磁交換前，電容儲存的能量

　式中l為充磁頭中螺線管的電感量，r為螺線管、放電回路連接導線電阻、接觸電阻及放電器件內阻的總和（忽略線路分布電容與分布電感）。

　　對脈沖充磁，充磁頭常選用

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、放電開關電路、plc控制器、觸摸屏、磁通檢測和充磁頭等電路組成。控制要求：

　　① 調節可控硅控制角度來調節充磁電流；

　　②自動檢測充磁產品磁通強度；

　　③ 人機對話，即設定參數和顯示運行狀態；

　　④ plc現實系統的控制和運算；

　　⑤ 功率元件的過流和過壓保護；

　　⑥ 具有輸入短路保護，操作安全。

　3.1 充磁電路

　　充磁電路有主電路和觸發電路。充磁機的電路圖如圖3所示。主電路主要由交流調壓升壓、整流儲能和放電等電路組成。通過調節雙向可控硅vt1和tv2的移相角（或導通角）來調節升壓變壓器t的輸入電壓，然后通過橋式整流電路得到脈動的直流電壓，將電能儲存在電容組cl中。當可控硅vt7導通，其瞬間向充磁頭產生強脈沖電流放電，對材料進行快速充磁。在雙向可控硅同步相控觸發電路中，模擬量模塊fx0n-3a的輸出端電壓vout控制導通角，以調節存能電容上端電壓［2、3、4］。