[發(fā)明專利]智能型電永磁吸盤恒流充退磁控制方法及其裝置

無(wú)效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201010259380.2
• 申請(qǐng)日: 2010-08-17
• 公開（公告）號(hào): CN101968984A
• 公開（公告）日: 2011-02-09
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王國(guó)榮
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 南通茂業(yè)電子科技有限公司
• 主分類號(hào): H01F13/00
• 分類號(hào): H01F13/00
• 代理公司: 揚(yáng)州市錦江專利事務(wù)所 32106
• 代理人: 楊秀達(dá)

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及電永磁吸盤的充、退磁控制技術(shù)，具體為智能型電永磁吸盤恒流充退磁控制器。

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(guò)充磁后，就可長(zhǎng)期保持磁性吸力，不用時(shí)可通過(guò)退磁去除磁性吸力。只有在充磁或退磁過(guò)程中才需通電，平時(shí)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(guò)控制充磁電流來(lái)調(diào)節(jié)其磁性吸力的大小，避免了工件的拉傷、變形，已經(jīng)在機(jī)械行業(yè)、起重設(shè)備、自動(dòng)化生產(chǎn)線得到大量應(yīng)用。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。目前國(guó)內(nèi)、外常用的可控硅移相控制技術(shù)與功率管脈寬調(diào)制穩(wěn)壓技術(shù)存在如下問(wèn)題：

1、控制器輸出的勵(lì)磁能量與電永磁吸盤勵(lì)磁線圈的回路電抗成反比，極易造成較小面積的電永磁吸盤因串聯(lián)勵(lì)磁線圈數(shù)較少、電抗較低獲得過(guò)大的勵(lì)磁能量而發(fā)熱燒毀，較大面積的電永磁吸盤因串聯(lián)勵(lì)磁線圈數(shù)較多、電抗較高獲得較小的勵(lì)磁能量而勵(lì)磁不足；

2、電永磁吸盤的磁性吸力隨充磁時(shí)的電源電壓、環(huán)境溫度的波動(dòng)變化較大，無(wú)法對(duì)電永磁吸盤的磁性吸力進(jìn)行精確控制；

3、可控硅為電流過(guò)零型自然關(guān)斷器件，當(dāng)電永磁吸盤勵(lì)磁線圈出現(xiàn)短路故障時(shí)需等到輸出電流為零時(shí)才能關(guān)斷，無(wú)法實(shí)施快速保護(hù)；功率管脈寬調(diào)制穩(wěn)壓技術(shù)的輸出為恒壓特性，當(dāng)環(huán)境溫度變化較大時(shí)，輸出勵(lì)磁電流波動(dòng)較大，當(dāng)電永磁吸盤勵(lì)磁線圈出現(xiàn)絕緣故障時(shí)，輸出電流將急劇增大，極易造成勵(lì)磁線圈因過(guò)熱而燒毀；

4、當(dāng)電源電壓過(guò)高時(shí)，進(jìn)行充、退磁操作易造成電永磁吸盤勵(lì)磁線圈過(guò)熱燒毀，當(dāng)電源電壓過(guò)低時(shí)，進(jìn)行充、退磁操作易造成電永磁吸盤因欠勵(lì)磁而磁力不足或無(wú)法退磁。

發(fā)明內(nèi)容

針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)存在的問(wèn)題，本發(fā)明提供了一種智能型電永磁吸盤恒流充退磁控制方法。

本發(fā)明技術(shù)方案是：以MST32微處理器控制系統(tǒng)執(zhí)行磁場(chǎng)信號(hào)、移位信號(hào)、溫度信號(hào)和電流信號(hào)的采集、控制和運(yùn)算，并將MST32微處理器控制系統(tǒng)產(chǎn)生的脈寬調(diào)制控制信號(hào)用于控制IGBT恒流功率變換電路對(duì)電永磁吸盤勵(lì)磁線圈產(chǎn)生恒定的充、退電流與恒定的充、退磁磁場(chǎng)。

本發(fā)明具有以下特點(diǎn)：

1、對(duì)電永磁吸盤勵(lì)磁線圈回路進(jìn)行恒流充、退磁控制，使其充退磁電壓與電永磁吸盤勵(lì)磁線圈回路的電阻正比，電流始終保持恒定不變，這樣就能使對(duì)電永磁吸盤勵(lì)磁線圈回路進(jìn)行充、退磁的能量與電永磁吸盤面積成正比(電永磁吸盤面積越大，其勵(lì)磁線圈回路串聯(lián)的勵(lì)磁線圈數(shù)越多，勵(lì)磁線圈回路的電阻越大)，當(dāng)環(huán)境溫度引起電永磁吸盤勵(lì)磁線圈回路的電磁參數(shù)變化時(shí)，充、退磁電流保持恒定，從而使充、退磁磁場(chǎng)強(qiáng)度保持恒定，用戶設(shè)計(jì)電永磁吸盤勵(lì)磁線圈回路時(shí)，只需簡(jiǎn)單地設(shè)計(jì)勵(lì)磁線圈回路電阻≤(1.38*輸入電源電壓-6)/額定電流，而無(wú)需再對(duì)勵(lì)磁回路的非線性電感分量進(jìn)行復(fù)雜的計(jì)算與仿真試驗(yàn)；

2、在相同輸入電壓條件下，最高輸出平均電壓為可控硅移相控制技術(shù)的1倍，可增大電永磁吸盤的充、退磁勵(lì)磁面積50％以上，提高充、退磁效率25％-150％；

3、具有精確的磁力控制功能，提供能滿足各種磁力應(yīng)用要求的16級(jí)可調(diào)校磁力選擇控制；

4、當(dāng)電永磁吸盤勵(lì)磁線圈發(fā)生嚴(yán)重短路故障時(shí)、具有響應(yīng)速度優(yōu)于5uS的快速關(guān)斷輸出電流的保護(hù)性能；當(dāng)電永磁吸盤勵(lì)磁線圈出現(xiàn)局部短路故障時(shí)，自動(dòng)降低勵(lì)磁電壓，維持輸出電流恒定不變；當(dāng)電永磁吸盤勵(lì)磁線圈出現(xiàn)絕緣故障時(shí)，自動(dòng)終止充、退磁操作；

5、提供能在輸入交流電源150VAC-440VAC/45Hz-400Hz(或直流電源160VDC-600VDC)范圍內(nèi)可靠工作、并具有穩(wěn)定輸出的電永磁吸盤控制裝置。

本發(fā)明另一目的是為以上方法提供一種具體可行的裝置：

本發(fā)明包括電源、MST32微處理器控制系統(tǒng)，所述電源經(jīng)整流、啟動(dòng)和濾波電路后分為兩路，一路為電源變換電路提供電源，另一路與IGBT恒流功率變換電路連接，所述IGBT恒流功率變換電路的一個(gè)輸出端經(jīng)電流檢測(cè)電路與通道切換電路連接，所述通道切換電路設(shè)有與電永磁吸盤直接相連的恒流輸出端；所述MST32微處理器控制系統(tǒng)分別與電流檢測(cè)電路、通道切換電路、IGBT驅(qū)動(dòng)與保護(hù)電路、數(shù)碼顯示及驅(qū)動(dòng)電路、按鍵輸入電路、PLC控制接口電路、RS485通信接口電路、傳感器信號(hào)變換電路連接。