一种频率可调的恒磁场脱磁器的制造方法
【专利摘要】本发明提供一种频率可调的恒磁场脱磁器，其由交流电源、断路保护器、变压器、整流桥、开关元件、脱磁线圈、控制变压器、控制电源、补偿系统、CPU板、反馈模块、保护系统、传感器组成；其采用两个IGBT模块作为开关元件，由CPU板提供两路高低电平互相交替导通的电源给两个开关元件，这样开关元件就轮流导通并且导通频率可调节。本发明可以代替目前市场上传统的脱磁器，适用性强，可根据不同的物料调整脱磁线圈的磁场大小满足现场的需要。
【专利说明】
一种频率可调的恒磁场脱磁器
【技术领域】
[0001]本发明属于磁选机械【技术领域】，具体属于脱磁【技术领域】，其涉及一种频率可调的恒磁场脱磁器，其频率可调可适用于多种不同工况条件的工作现场。
【背景技术】
[0002]根据现有技术，在选矿过程中球磨机磨矿能耗占到选矿总能耗的60%以上，而在磨矿前破碎阶段对矿石进入大块预选抛尾减少废石进入磨机可以大幅度降低选矿能耗，提高球磨机有效磨矿效率。然而，强磁性矿物经磁选预先抛尾后，矿物存在剩磁，磨矿后易形成磁团聚，使研磨合格的矿物分级不出来，影响磨矿效率。因此，必须对干式磁选抛尾后的矿物进彳'X有效脱磁。
[0003]目前国内采用弱磁选选矿方式的选矿厂，对选别后的强磁性矿物进行剩磁脱磁主要采用湿式管道矿浆脱磁器。湿式管道矿浆脱磁器是一种成熟设备，应用较为普遍。然而，用于皮带运输的块状物料的干式脱磁工艺并不成熟，脱磁效果不好，小时处理能力较低。对于运行多年的老厂来讲，流程改造受现场诸多条件限制，在中破碎增设磁滑轮抛尾作业后，受一段磨机排矿管道中矿浆流速快、矿浆量大、压力大以及安装维护不方便等的限制，无法使用湿式管道矿浆脱磁器。在这种情况下，最可行的脱磁工艺是在磨机给矿皮带上安装脱磁线圈。
[0004]由于矿山供矿能力越来越不能满足铁精矿生产的需要，必须利用低品位矿石弥补矿山产能的不足。但低品位矿石中废石及极贫连生体含量较大，直接进入球磨机会大幅度降低铁精矿产量，同时造成铁精矿生产成本大幅度提高，因此在破碎阶段实施了干式磁滑轮预先抛尾作业，减少进入球磨机的废石量。然而，磁滑轮预先抛尾作业后的精矿具有剩磁。因此，为了减少剩磁对球磨后分级作业的影响，必须对抛尾精矿进行有效脱磁。
[0005]在本发明人的在先申请即中国专利第200520092075号申请中，提出一种采用两个叩81模块作为开关元件的脱磁器，其由控制电源提供两路高低电平互相交替导通的电源给开关元件的栅极和似，这样开关元件就轮流导通并且导通频率由控制电源来决定；此外采用新型绝缘栅双极型晶体管叩81作为电路的开关元件，而且叩81是驱动电路、保护功能和主回路集成于一体，具有集成度高，引出线少，结构简单，安装方便等优点，同时还具有很强的保护功能，如:短路保护功能、过热保护功能、控制电源欠压保护功能。该专利代替传统的无法调频的脱磁器，适用性强，可根据现场不同的物料调频也就是调整脱磁线圈的磁场大小来满足现场需要，具有易维护，无火花、可靠性高的优点。已经广泛运用于各种需要脱磁的工作现场。
[0006]但是适用于现场不同工况条件下的现实需要，对于前述技术优于传统脱磁器的中国专利第200520092075号申请的脱磁器，无论是两个脱磁线圈加两个电容形成两个交替的IX振荡电路来进行脱磁，还是用交流电直接接在脱磁线圈上进行脱磁，或者目前市场上的现售的频率可调脱磁器，都在工作中出现不稳定、能耗大等不良的现象。
[0007]基于目前这种情况，急需开发一种能稳定工作、节能、性能比较优越而且满足多种现场需求频率可调磁场比较恒定的脱磁器的设备。
【发明内容】
[0008]为了解决上述技术问题，本发明提供一种频率可调的恒磁场脱磁器，其克服了传统的由于电源电压波动、线圈发热以及磁性物料在线圈内感应形成的涡流现象等导致电流的变化也就是磁场的变化的现象，能使脱磁线圈内的电流在工作时始终处于恒定状态，也就是线圈内的磁场恒定。本发明可以代替目前市场上传统的脱磁器，适用性强，可根据不同的物料调整脱磁线圈的磁场大小满足现场的需要；同时易维护，具有无火花可靠性高的优点。可广泛运用于各种需要脱磁的工作现场
[0009]依据本发明的技术方案，一种频率可调的恒磁场脱磁器，其基于1(^81'元件构成，其包括交流电源1、断路保护器2、变压器8113、整流桥叩81'开关元件5、脱磁线圈乂06、补偿系统7、控制变压器8128、控制电源1(201 9、0^板10、反馈模块11、保护系统12、传感器13 ；其中0^板10用于接收由传感器传送的电流信号，经反馈模块处理后经过放大、比较以及脉宽调制后形成闭环，使输出电流恒定达到恒磁场的目的；同时处理当1681出现故障后，输出的故障信号经过自锁电路的处理使输出信号关闭，达到保护工⑶丁的作用；反馈模块11用于接收来自传感器的信号后经过自身的处理送到0^板作为0^板的输入信号源；保护系统12用于为了使线圈两端得到稳定的电压以及避免由接线电感而引起的高压击穿叩81而采取的措施；传感器13用于采集电路中电流信号，同时将此信号输送到反馈模块。
[0010]所述恒磁场脱磁器中，交流电源1经断路保护器2给变压器8113和控制变压器8X28提供输入交流电源、其中变压器8113经整流桥7(:14(:34整流后给1(^81开关元件5提供直流电源；控制变压器8128经控制电源1(201 9后给0^板10提供工作电压。0^板10驱动导通，1681开关元件5和补偿系统7之间接入脱磁线圈6、反馈模块11分别接传感器13和0^板10，保护系统12和补偿系统7相连。
[0011]所述恒磁场脱磁器中，0^板10包括控制模块、调理模块和四个光电隔离模块仍44，其中调理模块接收到电流反馈的信号后进行运算放大调整处理，此后送入控制模块，控制模块将此信号进行脉宽调制后输出两路控制信号，其中一路控制信号经光电隔离模块似隔离后将信号传送入16811，另一路控制信号经光电隔离模块仍隔离后将信号传送入1(^812。光电隔离模块仍、光电隔离模块将1(^81的故障信号隔离后送入调理模块。
[0012]所述恒磁场脱磁器中，反馈模块11的输入端与传感器的输出端训、勵相连，反馈模块的输出端与板的电流信号输入端10、6^02相连。
[0013]所述恒磁场脱磁器中，保护系统12由电阻财1、电阻财2、快恢复二极管0、电阻尺、无感电容组成；其中电阻财1两端分别与电解电容041的正负极相连，电阻财2两端分别与电解电容042的正负极相连；快恢复二极管0和电阻I？并联后一端与无感电容相连，另一端与电解电容041的正极相连，无感电容的另一端与电解电容042的负极相连。
[0014]所述恒磁场脱磁器中，传感器13为电流传感器，初级穿过传感器，次级输出端乂0、勵送入反馈模块的输入端。
[0015]所述恒磁场脱磁器中，在电解电容041X42两端各并联一个等值的电阻财1、财2，目的是保证在电容041X42两端电压相等，这样两个交替导通时加在线圈两端的电压一样。
[0016]另外，在两端并联一个由快恢复二极管0、电阻8、和无感电容0组成的电路，目的是吸收由接线导线等引起的电感值，用来保护由电感引起的高压而击穿168丁。具体是快恢复二极管0和电阻I？并联后一端与无感电容相连，另一端与电解电容041的正极相连，无感电容的另一端与电解电容042的负极相连。
[0017]所述恒磁场脱磁器中，控制电源由三路电源组成，控制变压器812的次级线圈有3个绕组组成，分别为绕组附、吧、吧，其中绕组附对应的交流电压八经过整流桥01整流后，正极接入滤波电解电容1的正极和三端稳压器III的输入端1，整流桥01整流后的负极分别接入滤波电解电容011的负极、三端稳压器竹1的接地端2和滤波电解电容012的负极，作为直流电源端⑶01，三端稳压器竹1的输出端3接入滤波电解电容012的正极作为直流电源的正极VI，也即V1、6冊1为交流电八整流后作为控制电源板的第一路直流电源。同理，绕组吧对应的交流电压【2经过整流桥02整流后，正极接入滤波电解电源021的正极和三端稳压器112的输入端1，整流桥02整流后的负极分别接入滤波电解电容021的负极、三端稳压器贾2的接地端2和滤波电解电容022的负极，作为直流电源端⑶02，三端稳压器竹2的输出端3接入滤波电解电容022的正极作为直流电源的正极V〗，也即72、⑶02为交流电【2整流后作为控制电源板的第二路直流电源。绕组吧对应的交流电压八03经过整流桥03整流后，正极接入滤波电解电容031的正极和三端稳压器竹3的输入端1，整流桥03整流后的负极分别接入滤波电解电容031的负极、三端稳压器113的接地端2和滤波电解电容032的负极，作为直流电源端⑶03，三端稳压器113的输出端3接入滤波电解电容032的正极作为直流电源的正极V〗，也即V〗、6^03为交流电八03整流后作为控制电源板的第三路直流电源。
[0018]所述恒磁场脱磁器中，从信号反馈模块!II反馈回来的信号；进入调理模块101后分别通过电阻…接入到调理模块101的同相端5脚、电阻财接入调理模块101的反相端6脚，调理模块101的输出端7脚与反向端6脚之间接一个电容06和电阻05形成比例积分放大电路，同时输出端经过一个电阻册与控制模块102的反向输入端1脚相连。
[0019]所述恒磁场脱磁器中，调理模块的外围元件[3的一端与来自控制模块1?:2的16脚相连提供一个电压然后，另一端和电阻[4的一端相连后接入到101的同相端3脚，电阻[4的另一端接地^^02。由813和814分压后送入到3脚的电压作为自锁电路门槛电压的给定值。同理电阻015的一端接到故障模块VI和故障模块114的输出一端，另一端与尺16相连后接入调理模块101的反相端2脚，816的另一端接地(^02，调理模块101的输出端1与反相端2之间接入一个二极管701，二极管的正极接输出端1脚，负极接反相端2脚，同时输出端1脚又接一个二极管的正极，二极管乂02的负极接到控制模块102的10脚上，工作时当1(^811或％812发生故障时，对应的管脚？?0或出现低电压，光电隔离模块VI或光电隔离模块瞬间导通，加在调理模块101反相端2脚的电压比较，当反相端2脚电压高于同相端3脚的电压输出端1脚为高电压这样此高电压送入到控制模块102的10脚后及时关断控制模块⑵的11脚和14脚的输出信号，保护了两个1部丁。
[0020]所述恒磁场脱磁器中，控制模块1?:2为叩81的驱动提供双路信号，控制模块1?:2的5脚与7脚之间接电阻[1是用来调整两路信号轮流导通的死区时间，同时5脚接电容010后接地，6脚接电位器II后也接地；信号的频率由电容010和电位器II的值决定，调节电位器II就能调节频率。控制模块102的15脚接电源V〗，12脚接地(^02,电容⑶一端接102的16脚，另一端接地(^02为16脚输出的电压滤波。电压8脚接一个电解电容⑶实现软启动的功能。15脚与13脚之间接电阻817用来限制输出电流的强度，9脚与1脚之间接一个电容07和四构成补偿网络并且9脚接一个电容⑶接地^^02。控制模块102的16脚提供一个电压然后与87的一端相连另一端和电阻狀的一端相连后接入到102的2脚，电阻狀的另一端接地^^02。由87和狀分压后送入到2脚的电压作为门槛电压的给定值，与来自调理模块101送入到102的1脚的电压进行比较，时刻调整输出信号的大小，且这两个信号从11脚和14脚分别以交替的导通的形式给光电隔离模块似、光电隔离仍为驱动18以1和％812提供驱动信号。这正反信号经过光电隔离模块似、光电隔离隔离后分别接入输出插座以1的3脚0？1端、4脚端；插座022的3脚(^1端、4脚端。并且插座以1的2脚接一个电阻町与插座以1的3脚0？1连接；插座以2的2脚3殿接一个电阻以与插座022的3脚(^1连接。插座以1的1脚V？！和4脚分别接电源VI和(^01,插座021的1脚V？！和5脚？？0分别接光电赶隔离模块VI的输入端；插座022的1脚.1和4脚分别接电源V〗和(^03,插座022的1脚.1和5脚分别接光电隔离模块的输入端。插座021的5脚？？0和插座022的5脚分别来自1(^811和168X2的故障输出信号。光电隔离模块VI和光电隔离模块112的输出端并联以后一端接入控制模块102的16脚，另一端与调理模块101外围电阻[5的一端相连。控制模块102的10脚接收来自调理模块101处理后的故障信号，用来及时关断输出信号，保护模块；而且电阻812、011的一端接10脚另一端接地(^02 ；
[0021]所述恒磁场脱磁器中，在工作过程中如果出现故障后，168X1和叩812的故障输出端？？0和1^0就发出故障信号给故障反馈的光电隔离模块仍、光电隔离模块14，故障反馈的光电隔离模块仍、光电隔离模块[4将故障信号处理后送到调理模块101中作为自锁电路的输入信号。
[0022]本发明主要优点在于:
[0023]1利用电流反馈闭环技术和脉宽调制技术，使输出稳定达到恒流目的。
[0024]2利用等值电阻分压有效地解决了健在电解电容两端的电压相等从而保证了脱磁线圈两端的电压也相等
[0025]3由快恢复二极管0、电阻8、无感电容组成的吸收电路能有效地吸收由于电路接线电感而产生的高压带来的危害。
[0026]4利用比较自锁电路有效地解决了出现故障时及时关闭输出信号保护1(?丁。
[0027]5采用1(^81作为电路的开关元件，引出线少，结构简单，安装和维修方便等优点。
[0028]本发明的具体电路中具有短路保护，过流保护，过压保护
【专利附图】
【附图说明】
[0029]图1为依据本发明的恒磁场脱磁器的逻辑控制图；
[0030]图2为依据本发明的恒磁场脱磁器的电路示意图；
[0031]图3为依据本发明的恒磁场脱磁器的叩81驱动板的外围元件连接示意图；
[0032]图4为依据本发明的恒磁场脱磁器的控制电源接线图。
【具体实施方式】
[0033]下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。另外地，不应当将本发明的保护范围仅仅限制至下述具体结构或部件或具体参数。
[0034]基于脱磁现场需要，基于克服现有技术的技术缺陷，经过技术人员多次设计研宄，本发明人提出一种恒磁场脱磁器，克服了传统的由于电源电压波动、线圈发热以及磁性物料在线圈内感应形成的涡流现象等导致电流的变化也就是磁场的变化的现象
[0035]本发明的频率可调的由的恒磁场脱磁器，其主要基于1(^81元件构成，其包括交流电源1、断路保护器2、变压器8113、整流桥7(:14(:34、1681开关元件5、脱磁线圈恥6、补偿系统7、控制变压器8128、控制电源1(201 9 ；本发明在于创造性地增加了 0^板10、反馈模块11、保护系统12、传感器13 ；其中0^板10用于接收由传感器传送的电流信号，经反馈模块处理后经过放大、比较以及脉宽调制后形成闭环，使输出电流恒定达到恒磁场的目的；同时处理当出现故障后，输出的故障信号经过自锁电路的处理使输出信号关闭，达到保护叩81的作用。反馈模块11用于接收来自传感器的信号后经过自身的处理送到0^板作为板的输入信号源。保护系统12用于为了使线圈两端得到稳定的电压以及避免由接线电感而引起的高压击穿叩81而采取的措施。传感器13用于采集电路中电流信号，同时将此信号输送到反馈模块。
[0036]其中，交流电源1经断路保护器2给变压器8113和控制变压器8128提供输入交流电源、其中变压器8113经整流桥7(:14(:34整流后给1(^81开关元件5提供直流电源；控制变压器8128经控制电源1(21凡9后给0^板10提供工作电压。0^板10驱动1(?丁导通，开关元件5和补偿系统7之间接入脱磁线圈6、反馈模块!II 11分别接传感器13和0^板10，保护系统12和补偿系统7相连。
[0037]板10包括控制模块、调理模块和四个光电隔离模块口 1-口4，其中调理模块接收到电流反馈的信号后进行运算放大调整处理，此后送入控制模块，控制模块将此信号进行脉宽调制后输出两路控制信号，其中一路控制信号经光电隔离模块似隔离后将信号传送入叩811，另一路控制信号经光电隔离模块仍隔离后将信号传送入叩812。光电隔离模块仍、光电隔离模块14将的故障信号隔离后送入调理模块。
[0038]反馈模块11的输入端与传感器的输出端乂0、勵相连，传感器的输出端与⑶口板的电流信号输入端10、6^02相连。
[0039]保护系统12由电阻财1、电阻财2、快恢复二极管0、电阻8、无感电容组成；其中电阻财1两端分别与电解电容041的正负极相连，电阻财2两端分别与电解电容042的正负极相连；快恢复二极管0和电阻I？并联后一端与无感电容相连，另一端与电解电容041的正极相连，无感电容的另一端与电解电容042的负极相连。
[0040]传感器13电流传感器，初级穿过传感器，次级输出端训、勵送入反馈模块的输入端。
[0041]在本发明中，在电解电容041X42两端各并联一个等值的电阻财1、财2，目的是保证在电容041X42两端电压相等，这样两个1(^811、1(^12交替导通时加在线圈的电压一样。在1部11、1部12两端并联一个由快恢复二极管0、电阻1和无感电容(:组成的电路，目的是吸收由接线导线等引起的电感值，用来保护由电感引起的高压而击穿1681。具体是快恢复二极管0和电阻I？并联后一端与无感电容相连，另一端与电解电容041的正极相连，无感电容0的另一端与电解电容042的负极相连。控制电源有三路电源组成，控制变压器8X2的次级线圈有3个绕组组成，分别为绕组X1、吧、吧，其中绕组附对应的交流电压八经过整流桥01整流后，正极接入滤波电解电容011的正极和三端稳压器竹1的输入端1，整流桥01整流后的负极分别接入滤波电解电容011的负极、三端稳压器III的接地端2和滤波电解电容012的负极，作为直流电源端⑶01，三端稳压器III的输出端3接入滤波电解电容012的正极作为直流电源的正极VI，也即为交流电八整流后作为控制电源板的第一路直流电源。同理，绕组吧对应的交流电压【2经过整流桥02整流后，正极接入滤波电解电源021的正极和三端稳压器112的输入端1，整流桥02整流后的负极分别接入滤波电解电容021的负极、三端稳压器112的接地端2和滤波电解电容022的负极，作为直流电源端⑶02，三端稳压器贾2的输出端3接入滤波电解电容022的正极作为直流电源的正极V〗，也即为交流电八02整流后作为控制电源板的第二路直流电源。绕组吧对应的交流电压八03经过整流桥03整流后，正极接入滤波电解电容031的正极和三端稳压器竹3的输入端1，整流桥03整流后的负极分别接入滤波电解电容031的负极、三端稳压器113的接地端2和滤波电解电容032的负极，作为直流电源端⑶03，三端稳压器竹3的输出端3接入滤波电解电容032的正极作为直流电源的正极V〗，也即为交流电八03整流后作为控制电源板的第三路直流电源。
[0042]从信号反馈模块反馈回来信号；进入调理模块101分别通过电阻…接入到调理模块101的同相端5脚、电阻财接入调理模块XI的反相端6脚，调理模块101的输出端7脚与反向端6脚之间接一个电容⑶和电阻85形成比例积分放大电路，同时输出端经过一个电阻册与控制模块102的反向输入端1脚相连。
[0043]调理模块101的外围元件813的一端与来自控制模块102的16脚相连提供一个电压然后，另一端和电阻[4的一端相连后接入到101的同相端3脚，电阻[4的另一端接地6冊2。由町3和町4分压后送入到3脚的电压作为自锁电路门槛电压的给定值。同理电阻尺15的一端接到故障模块VI和故障模块的输出一端，另一端与816相连后接入调理模块101的反相端2脚，816的另一端接地(^02,调理模块101的输出端1与反相端2之间接入一个二极管％1，二极管的正极接输出端1脚，负极接反相端2脚，同时输出端1脚又接一个二极管的正极，二极管702的负极接到控制模块102的10脚上，工作时当1(^811或％812发生故障时，对应的管脚？？0或出现低电压，光电隔离模块VI或光电隔离模块供瞬间导通，加在调理模块101反相端2脚的电压比较，当反相端2脚电压高于同相端3脚的电压输出端1脚为高电压这样此高电压送入到控制模块102的10脚后及时关断控制模块102的11脚和14脚的输出信号，保护了两个1(?丁。
[0044]控制模块102为叩81驱动板提供双路信号，控制模块102的5脚与7脚之间接电阻[1是用来调整两路信号轮流导通的死区时间，同时5脚接电容010后接地，6脚接电位器II后也接地；信号的频率由电容010和电位器II的值决定，调节电位器II就能调节频率。控制模块102的15脚接电源V〗，12脚接地(^02,电容⑶一端接102的16脚，另一端接地(^02进行为16脚输出的电压滤波。电压8脚接一个电解电容⑶实现软启动的功能。15脚与13脚之间接电阻817用来限制输出电流的强度，9脚与1脚之间接一个电容07和尺9构成补偿网络并且9脚接一个电容⑶接地^^02。控制模块102的16脚提供一个电压然后与87的一端相连另一端和电阻狀的一端相连后接入到102的2脚，电阻狀的另一端接地^^02。由87和狀分压后送入到2脚的电压作为门槛电压的给定值，与来自调理模块101送入到102的1脚的电压进行比较来时刻调整输出信号的大小，且这两个信号从11脚和14脚分别以交替的导通的形式给光电隔离模块似、光电隔离为驱动18以1和1(?丁2提供驱动信号。这正反信号经过光电隔离模块似、光电隔离仍隔离后分别接入输出插座以1的3脚0？1端、4脚端；插座022的3脚⑶1端、4脚端。并且插座以1的2脚3？尺接一个电阻町与插座以1的3脚0？1连接；插座以2的2脚3殿接一个电阻以与插座022的3脚⑶1连接。插座021的1脚V？〗和4脚分别接电源VI和(^01,插座021的1脚乂？1和5脚？？0分别接光电赶隔离模块VI的输入端；插座022的1脚丽和4脚顆0分别接电源％和咖03，插座022的1脚顆1和5脚刚0分别接光电隔离模块的输入端。插座021的5脚？？0和插座022的5脚分别来自1(^811和叩812的故障输出信号。光电隔离模块口 1和光电隔离模块口2的输出端并联以后一端接入控制模块102的16脚，另一端与调理模块101外围电阻[5的一端相连。控制模块102的10脚接收来自调理模块101处理后的故障信号，用来及时关断输出信号，保护模块；而且电阻的一端接10脚另一端接地⑶02 ；
[0045]具体地，在工作过程中如果出现故障后，1(^811和1(^812的故障输出端？？0和1^0就发出故障信号给故障反馈的光电隔离模块仍、光电隔离模块14，故障反馈的光电隔离模块仍、光电隔离模块14将故障信号处理后送到调理模块XI中作为自锁电路的输入信号。
[0046]下面具体结合附图，进一步详细具体阐述应用本发明的思想。
[0047]图1为本发明的恒磁场脱磁器的逻辑控制图；其包括其包括交流电源1、断路保护器2、变压器8113、整流桥%81开关元件5、脱磁线圈恥6、补偿系统7、控制变压器8128、控制电源1(201 9、0^板10、反馈模块11、保护系统12、传感器13组成。
[0048]交流电源1经断路保护器2给变压器8113和控制变压器8128提供输入交流电源、其中变压器8113经整流桥7(:14(:34整流后给1(^81开关元件5提供直流电源；控制变压器8X28经控制电源1(21凡9后给0^板10提供工作电压。0^板10驱动I⑶！'导通，1681开关元件5和补偿系统7之间接入脱磁线圈6、反馈模块!II 11分别接传感器13和⑶口板10，保护系统12和补偿系统7相连。
[0049]图2为依据本发明的恒磁场脱磁器的电路示意图；I⑶！'开关元件5采用2个1(?丁模块作为开关元件，由交流电源经断路保护器职给变压器811初级输入交流电源、次级经整流桥7(:14(:3整流后正极连接到开关元件1(^811的集电极和电解电容041的正极上，整流桥7(:14(:3整流后负极连接到开关元件％812的发射极￡2和电解电容042的负极上，168X1的发射极21、168X2的集电极02穿过传感器后和线圈的一端相连，电解电容041的负极、电解电容042的正极接在线圈的另一端，电阻财1两端分别与电解电容041的正负极相连，电阻财2两端分别与电解电容042的正负极相连；快恢复二极管0和电阻I？并联后一端与无感电容相连，另一端与电解电容041的正极相连，无感电容的另一端与电解电容042的负极相连。反馈模块!II的输入、输出端分别接在传感器和驱动板的电流端子上。
[0050]图3为本发明的恒磁场脱磁器的I⑶！'驱动板的外围元件连接示意图；其中板10包括控制模块、调理模块和四个光电隔离模块口 1-口4，其中调理模块接收到电流反馈的信号后进行运算放大调整处理，此后送入控制模块，控制模块将此信号进行脉宽调制后输出两路控制信号，其中一路控制信号经光电隔离模块似隔离后将信号传送入叩811，另一路控制信号经光电隔离模块仍隔离后将信号传送入％812。光电隔离模块仍、光电隔离模块将的故障信号隔离后送入调理模块。
[0051]从信号反馈模块反馈回来信号；进入调理模块101分别通过电阻…接入到调理模块101的同相端5脚、电阻财接入调理模块XI的反相端6脚，调理模块101的输出端7脚与反向端6脚之间接一个电容⑶和电阻85形成比例积分放大电路，同时输出端经过一个电阻册与控制模块102的反向输入端1脚相连。
[0052]调理模块101的外围元件813的一端与来自控制模块102的16脚相连提供一个电压然后，另一端和电阻[4的一端相连后接入到101的同相端3脚，电阻[4的另一端接地6冊2。由町3和町4分压后送入到3脚的电压作为自锁电路门槛电压的给定值。同理电阻尺15的一端接到故障模块VI和故障模块的输出一端，另一端与816相连后接入调理模块101的反相端2脚，816的另一端接地(^02,调理模块101的输出端1与反相端2之间接入一个二极管％1，二极管的正极接输出端1脚，负极接反相端2脚，同时输出端1脚又接一个二极管的正极，二极管702的负极接到控制模块102的10脚上，工作时当1(^811或％812发生故障时，对应的管脚？？0或出现低电压，光电隔离模块VI或光电隔离模块供瞬间导通，加在调理模块101反相端2脚的电压比较，当反相端2脚电压高于同相端3脚的电压输出端1脚为高电压这样此高电压送入到控制模块102的10脚后及时关断控制模块102的11脚和14脚的输出信号，保护了两个1(?丁。
[0053]控制模块102为驱动板提供双路信号，控制模块102的5脚与7脚之间接电阻[1是用来调整两路信号轮流导通的死区时间，同时5脚接电容010后接地，6脚接电位器II后也接地；信号的频率由电容010和电位器II的值决定。控制模块102的15脚接电源乂2，12脚接地(^02,电容⑶一端接102的16脚，另一端接地(^02进行为16脚输出的电压滤波。电压8脚接一个电解电容⑶实现软启动的功能。15脚与13脚之间接电阻尺17用来限制输出电流的强度，9脚与1脚之间接一个电容07和四构成补偿网络并且9脚接一个电容⑶接地^^02。控制模块102的16脚提供一个电压然后与87的一端相连另一端和电阻狀的一端相连后接入到102的2脚，电阻狀的另一端接地^^02。由87和狀分压后送入到2脚的电压作为门槛电压的给定值，与来自调理模块101送入到102的1脚的电压进行比较，时刻调整输出信号的大小，且这两个信号从11脚和14脚分别以交替的导通的形式给光电隔离模块似、光电隔离为驱动18以1和1(^812提供驱动信号。这正反信号经过光电隔离模块似、光电隔离[3隔离后分别接入输出插座021的3脚0？1端、4脚7？0端；插座以2的3脚(^1端、4脚.(:端。并且插座以1的2脚接一个电阻町与插座以1的3脚0？1连接；插座以2的2脚3殿接一个电阻以与插座以2的3脚⑶1连接。插座021的1脚V？〗和4脚分别接电源VI和(^01，插座021的1脚V？〗和5脚？？0分别接光电赶隔离模块VI的输入端；插座以2的1脚顆1和4脚.(:分别接电源V〗和⑶03，插座022的1脚顆1和5脚刚0分别接光电隔离模块的输入端。插座以1的5脚？？0和插座022的5脚分别来自1(^811和叩812的故障输出信号。光电隔离模块VI和光电隔离模块^2的输出端并联以后一端接入控制模块102的16脚，另一端与调理模块101外围电阻尺15的一端相连。控制模块102的10脚接收来自调理模块101处理后的故障信号，用来及时关断输出信号，保护模块；而且电阻町2、011的一端接10脚另一端接地(^02 ；
[0054]在工作过程中如果出现故障后，1(^811和1(^812的故障输出端？？0和1^0就发出故障信号给故障反馈的光电隔离模块、光电隔离模块，故障反馈的光电隔离模块V1、光电隔离模块14将故障信号处理后送到调理模块XI中作为自锁电路的输入信号。
[0055]图4为本发明的恒磁场脱磁器的控制电源接线图；其中控制电源有三路电源组成，控制变压器812的次级线圈有3个绕组组成，分别为绕组[、吧、吧，其中绕组附对应的交流电压…1经过整流桥01整流后，正极接入滤波电解电容011的正极和三端稳压器竹1的输入端1，整流桥01整流后的负极分别接入滤波电解电容011的负极、三端稳压器III的接地端2和滤波电解电容012的负极，作为直流电源端⑶01，三端稳压器III的输出端3接入滤波电解电容012的正极作为直流电源的正极VI，也即为交流电八整流后作为控制电源板的第一路直流电源。同理，绕组吧对应的交流电压【2经过整流桥02整流后，正极接入滤波电解电源021的正极和三端稳压器贾2的输入端1，整流桥02整流后的负极分别接入滤波电解电容021的负极、三端稳压器112的接地端2和滤波电解电容022的负极，作为直流电源端⑶02，三端稳压器贾2的输出端3接入滤波电解电容022的正极作为直流电源的正极V〗，也即为交流电【2整流后作为控制电源板的第二路直流电源。绕组吧对应的交流电压八03经过整流桥03整流后，正极接入滤波电解电容031的正极和三端稳压器113的输入端1，整流桥03整流后的负极分别接入滤波电解电容031的负极、三端稳压器竹3的接地端2和滤波电解电容032的负极，作为直流电源端⑶03，三端稳压器竹3的输出端3接入滤波电解电容032的正极作为直流电源的正极V〗，也即V〗、⑶03为交流电八03整流后作为控制电源板的第三路直流电源。
[0056]本发明的频率可调的恒磁场脱磁器采用两个叩81模块作为开关元件，由0^板提供两路高低电平互相交替导通的电源给两个开关元件，这样开关元件就轮流导通并且导通频率可调节。其中，电流反馈脉宽调制系统目的在于使脱磁线圈内的电流在工作时始终处于恒定状态，也就是线圈内的磁场恒定。本发明可以代替目前市场上传统的脱磁器，适用性强，可根据不同的物料调整脱磁线圈的磁场大小满足现场的需要，一旦磁场调节完成会一直处于恒定状态，克服了传统的由于电源电压波动、线圈发热以及磁性物料在线圈内感应形成的涡流现象等导致电流的变化也就是磁场的变化的现象；同时易维护，具有无火花可靠性高的优点。可广泛运用于各种需要脱磁的工作现场。
[0057]以上所述，仅为本发明较佳的【具体实施方式】，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本【技术领域】的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。本领域普通的技术人员可以理解，在不背离所附权利要求定义的本发明的精神和范围的情况下，可以在形式和细节中做出各种各样的修改。
【权利要求】
1.一种频率可调的恒磁场脱磁器，其基于IGBT元件构成，其包括交流电源(I)、断路保护器(2)、变压器BTl (3)、整流桥VC1-VC3 (4)、IGBT开关元件(5)、脱磁线圈XQ (6)、补偿系统(7)、控制变压器BT2 (8)、控制电源KZDY (9)； 其特征在于，其还包括CPU板(10)、反馈模块(11)、保护系统(12)、传感器(13)； 其中CPU板(10)用于接收由传感器传送的电流信号，经反馈模块处理后经过放大、比较以及脉宽调制后形成闭环，使输出电流恒定达到恒磁场的目的；同时处理当IGBT出现故障后，输出的故障信号经过自锁电路的处理使输出信号关闭，达到保护IGBT的作用； 反馈模块(11)用于接收来自传感器的信号后经过自身的处理送到CPU板作为CPU板的输入信号源； 保护系统(12)用于为了使线圈两端得到稳定的电压以及避免由接线电感而引起的高压击穿IGBT而采取的措施； 传感器(13)用于采集电路中电流信号，同时将此信号输送到反馈模块。
2.根据权利要求1中所述的恒磁场脱磁器，其特征在于，交流电源(I)经断路保护器(2)给变压器BTl (3)和控制变压器BT2 (8)提供输入交流电源、其中变压器BTl (3)经整流桥VC1-VC3(4)整流后给IGBT开关元件(5)提供直流电源；控制变压器BT2(8)经控制电源KZDY(9)后给CPU板(10)提供工作电压。CPU板(10)驱动IGBT导通，IGBT开关元件(5)和补偿系统⑵之间接入脱磁线圈XQ(6)、反馈模块HI (11)分别接传感器(13)和CPU板(10)，保护系统(12)和补偿系统(7)相连。
3.根据权利要求2中所述的恒磁场脱磁器，其特征在于，CPU板(10)包括控制模块、调理模块和四个光电隔离模块U1-U4，其中调理模块接收到电流反馈的信号后进行运算放大调整处理，此后送入控制模块，控制模块将此信号进行脉宽调制后输出两路控制信号，其中一路控制信号经光电隔离模块U2隔离后将信号传送入IGBT1，另一路控制信号经光电隔离模块U3隔离后将信号传送入IGBT2。光电隔离模块U1、光电隔离模块U4将IGBT的故障信号隔离后送入调理模块。
4.根据权利要求2中所述的恒磁场脱磁器，其特征在于，反馈模块(11)的输入端与传感器的输出端V0、NO相连，反馈模块的输出端与CPU板的电流信号输入端10、GND2相连。
5.根据权利要求2中所述的恒磁场脱磁器，其特征在于，保护系统(12)由电阻R41、电阻R42、快恢复二极管D、电阻R、无感电容C组成；其中电阻R41两端分别与电解电容C41的正负极相连，电阻R42两端分别与电解电容C42的正负极相连；快恢复二极管D和电阻R并联后一端与无感电容C相连，另一端与电解电容C41的正极相连，无感电容C的另一端与电解电容C42的负极相连。
6.根据权利要求2中所述的恒磁场脱磁器，其特征在于，传感器(13)为电流传感器，初级穿过传感器，次级输出端W、NO送入反馈模块的输入端。
7.根据权利要求1中所述的恒磁场脱磁器，其中在电解电容C41、C42两端各并联一个等值的电阻R41、R42，目的是保证在电容C41、C42两端电压相等，这样两个IGBTl、IGBT2交替导通时加在线圈XQ两端的电压一样。 另外，在IGBT1、IGBT2两端并联一个由快恢复二极管D、电阻R、和无感电容C组成的电路，目的是吸收由接线导线等引起的电感值，用来保护由电感引起的高压而击穿IGBT。具体是快恢复二极管D和电阻R并联后一端与无感电容C相连，另一端与电解电容C41的正极相连，无感电容C的另一端与电解电容C42的负极相连。
8.根据权利要求1中所述的恒磁场脱磁器，其中控制电源有三路电源组成，控制变压器BT2的次级线圈有3个绕组组成，分别为绕组N1、N2、N3，其中绕组NI对应的交流电压ACl经过整流桥Dl整流后，正极接入滤波电解电容Cll的正极和三端稳压器WYl的输入端I，整流桥Dl整流后的负极分别接入滤波电解电容Cll的负极、三端稳压器WYl的接地端2和滤波电解电容C12的负极，作为直流电源端GND1，三端稳压器WYl的输出端3接入滤波电解电容C12的正极作为直流电源的正极VI，也即VUGNDl为交流电ACl整流后作为控制电源板的第一路直流电源。同理，绕组N2对应的交流电压AC2经过整流桥D2整流后，正极接入滤波电解电源C21的正极和三端稳压器WY2的输入端1，整流桥D2整流后的负极分别接入滤波电解电容C21的负极、三端稳压器WY2的接地端2和滤波电解电容C22的负极，作为直流电源端GND2，三端稳压器WY2的输出端3接入滤波电解电容C22的正极作为直流电源的正极V2，也即V2、GND2为交流电AC2整流后作为控制电源板的第二路直流电源。绕组N3对应的交流电压AC3经过整流桥D3整流后，正极接入滤波电解电容C31的正极和三端稳压器WY3的输入端I，整流桥D3整流后的负极分别接入滤波电解电容C31的负极、三端稳压器WY3的接地端2和滤波电解电容C32的负极，作为直流电源端GND3，三端稳压器WY3的输出端3接入滤波电解电容C32的正极作为直流电源的正极V3，也即V3、GND3为交流电AC3整流后作为控制电源板的第三路直流电源。
9.根据权利要求2中所述的恒磁场脱磁器，其中从信号反馈模块HI反馈回来的信号；进入调理模块ICl后分别通过电阻R3接入到调理模块ICl的同相端5脚、电阻R4接入调理模块ICl的反相端6脚，调理模块ICl的输出端7脚与反向端6脚之间接一个电容C6和电阻R5形成比例积分放大电路，同时输出端经过一个电阻R6与控制模块IC2的反向输入端I脚相连。
10.根据权利要求2中所述的恒磁场脱磁器，其中调理模块ICl的外围元件R13的一端与来自控制模块IC2的16脚相连提供一个电压然后，另一端和电阻R14的一端相连后接入到ICl的同相端3脚，电阻R14的另一端接地GND2。由R13和R14分压后送入到3脚的电压作为自锁电路门槛电压的给定值。同理电阻R15的一端接到故障模块Ul和故障模块U4的输出一端，另一端与R16相连后接入调理模块ICl的反相端2脚，R16的另一端接地GND2，调理模块ICl的输出端I与反相端2之间接入一个二极管VDl，二极管的正极接输出端I脚，负极接反相端2脚，同时输出端I脚又接一个二极管VD2的正极，二极管VD2的负极接到控制模块IC2的10脚上，工作时当IGBTl或IGBT2发生故障时，对应的管脚FPO或FNO出现低电压，光电隔离模块Ul或光电隔离模块U4瞬间导通，加在调理模块ICl反相端2脚的电压比较，当反相端2脚电压高于同相端3脚的电压输出端I脚为高电压这样此高电压送入到控制模块IC2的10脚后及时关断控制模块IC2的11脚和14脚的输出信号，保护了两个IGBT。
【文档编号】B03C1/00GK104485197SQ201410788636
【公开日】2015年4月1日 申请日期:2014年12月17日 优先权日:2014年12月17日
【发明者】张承臣, 樊明元 申请人:沈阳隆基电磁科技股份有限公司