一种针对小型圆环型磁系统的充退磁装置的制作方法

本实用新型涉及矩力马达技术领域，具体为一种针对小型圆环型磁系统的充退磁装置。

背景技术：

小型圆环型磁系统用于飞机电液放大器的力矩马达中，为力矩马达提供恒定磁场。恒定磁场的固定磁通与电传信号通过线圈产生的控制磁通共同作用，并利用电传电流方向和大小来控制力矩马达左、右磁间隙空间的磁力线叠加或相减，使马达产生具有偏转方向的电磁力矩，驱动电液放大器工作。由于飞机减重及小型化结构设计需要，该小型圆环型磁系统的结构采用两块永久磁铁和两块导磁体通过锡铅钎料相互间隔焊接组合在一起的方式，形成特定结构的圆环型磁路组件。

小型圆环型磁系统虽然是永久磁铁和导磁体的焊接组合件，但成型一体后，具备永磁材料的技术特性，就是具有自己的剩磁、矫顽力和磁能积。小型圆环型磁系统，其两块永久磁铁的磁力线分布方向与导磁体引致磁极方向(电液放大器力矩马达有效利用的固定磁通)是相互垂直的，参与力矩马达磁力线闭环控制的有效磁通占比少，且永久磁铁与导磁体中间为钎焊料，磁阻较大，在长期使用或大修过程中存放不当，有切割磁感线的缺陷存在时，会使磁导率发生变化，使磁路中的磁通发生畸变，磁感应线流向发生变化而形成漏磁，磁场强度有衰减现象，不能满足电液放大器性能要求，导致磁系统报废。针对该小型圆环型磁系统，发明一种充、退磁方法及装置，使该小型圆环型磁系统恢复原有设计状态的磁场强度并继续使用，在电液放大器维修作业中具有重要意义。

目前大多数充磁装置，一般采用电容式脉冲电流充磁，除了对电容电压进行恒压控制保证充磁质量和一致性之外，还要配置关机后电容自动放电电路，以便快速放完电保证人身安全，电路复杂。同时，为了保证电容容量在一定范围内，不至于超过耐压而造成电容爆炸，还要定期检查电容质量，牵扯过多人员精力，造成维护成本增加。

技术实现要素：

为了解决上述技术问题，本实用新型提出了一种针对小型圆环型磁系统的充退磁装置。

本实用新型所要解决的技术问题采用以下技术方案来实现：

一种针对小型圆环型磁系统的充退磁装置，包括机箱、用于夹紧固定被试小型圆环形磁系统的工作窗口、与工作窗口绝缘连接的双轭型磁路工装线圈、磁管电阻、与双轭型磁路工装线圈配合产生交变磁场的调压变压器、用于小型圆环型磁系统退磁时指示交变电流大小的交流电流表、用于选择“充磁”、“退磁”的纽子开关、用于配合磁管电阻实时监测激励电流的直流电流表、用于作为直流磁场信号源驱动双轭型磁路工装线圈产生稳定目标磁场的可控硅全桥整流电路、用于接通退磁电路的一号继电器、用于接通充磁电路的二号继电器；

所述工作窗口、双轭型磁路工装线圈、磁管电阻、调压变压器、交流电流表、纽子开关、直流电流表、可控硅全桥整流电路、一号继电器、二号继电器对应设置在机箱内。

进一步地，所述机箱上还设有用于指示电源状态的电源指示灯、用于控制二号继电器接通或断开的按钮开关、以及用于接通或断开电源的方型按钮开关。

进一步地，所述工作窗口包括带螺柱的滑槽组件、对称分布在带螺柱的滑槽组件上的滑块、设置在滑块上且安装在螺柱上的拧紧螺母，所述带螺柱的滑槽组件与双轭型磁路工装线圈绝缘连接。

进一步地，所述双轭型磁路工装线圈包括与带螺柱的滑槽组件绝缘连接的两个亥姆霍兹线圈绕线包、与两个亥姆霍兹线圈绕线包连接的双轭型磁路工装，所述双轭型磁路工装绝缘安装在机箱内底部。

本实用新型的有益效果是：

与现有技术相比，本实用新型应用前景广阔，具有显著的军事、经济和社会效益，具有简单，安全、可靠，具有体积小、移动灵活，操纵简单，使用维护方便等特点，能够有效恢复小型圆环型磁系统原有设计状态的磁场强度并继续使用质量稳定，使磁场强度衰减的磁系统100％重新利用，修复效率提高40％；适用于某型飞机电液放大器力矩马达磁系统的充退磁以及磁通方向为纵轴方向的小型永磁材料的充退磁。

附图说明

下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明：

图1为本实用新型的结构示意图；

图2为本实用新型中双轭型磁路工装线圈的结构示意图；

图3为本实用新型的电气原理示意图。

图中：1、工作窗口；101、带螺柱的滑槽组件；102、拧紧螺母；103、滑块；2、双轭型磁路工装线圈；201、亥姆霍兹线圈绕线包；202、双轭型磁路工装；3、磁管电阻；4、调压变压器；5、电源指示灯；6、交流电流表；7、机箱；8、按钮开关；9、方型按钮开关；10、纽子开关；11、直流电流表；12、可控硅全桥整流电路；13、一号继电器；14、二号继电器。

具体实施方式

为了使本实用新型实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合附图以及实施例对本实用新型进一步阐述。

如图1至图3所示，一种针对小型圆环型磁系统的充退磁装置，包括机箱7、用于夹紧固定被试小型圆环形磁系统的工作窗口1、与工作窗口1绝缘连接的双轭型磁路工装线圈2、磁管电阻3、与双轭型磁路工装线圈2配合产生交变磁场的调压变压器4、用于小型圆环型磁系统退磁时指示交变电流大小的交流电流表6、用于选择“充磁”、“退磁”的纽子开关10、用于配合磁管电阻3实时监测激励电流的直流电流表11、用于作为直流磁场信号源驱动双轭型磁路工装线圈2产生稳定目标磁场的可控硅全桥整流电路12、用于接通退磁电路的一号继电器13、用于接通充磁电路的二号继电器14；

所述工作窗口1、双轭型磁路工装线圈2、磁管电阻3、调压变压器4、交流电流表6、纽子开关10、直流电流表11、可控硅全桥整流电路12、一号继电器13、二号继电器14对应设置在机箱7内。

所述机箱7上还设有用于指示电源状态的电源指示灯5、用于控制二号继电器14接通或断开的按钮开关8、以及用于接通或断开电源的方型按钮开关9。

作为本实用新型的进一步改进，本装置还包括相关配套件，如：电源线、保险丝、插座等。本装置的外形尺寸：380mm(长)×280mm(宽)×240mm(高)，重10kg。

作为本实用新型的进一步改进，所述工作窗口1包括带螺柱的滑槽组件101、对称分布在带螺柱的滑槽组件101上的滑块103、设置在滑块103上且安装在螺柱上的拧紧螺母102，所述带螺柱的滑槽组件101与双轭型磁路工装线圈2绝缘连接。

所述所述工作窗口1高(截面)15mm，宽(截面)32mm，间距0～30mm(可调)，所述带螺柱的滑槽组件101的尺寸：200mm(长)×50mm(宽)×20mm(高)，中间相距50mm安装有两个螺柱(m5，高50mm)，两端可通过“┓”型条分别用m5螺栓与双轭型磁路工装线圈2绝缘连接。

所述拧紧螺母102的尺寸：厚10mm，外径22mm，中间是m5螺纹孔，与带螺柱的滑槽组件101上的螺柱配合，以实现可拧紧固定滑块103。

所述滑块103的尺寸：60mm(长)×32mm(宽)×15mm(高)，中间开15mm(长)×6mm(宽)腰型孔，可穿过带螺柱的滑槽组件101的螺柱(m5)，滑块103宽度方向的两边底部带5mm(宽)×3mm(厚)的边缘，可在“┓”型条形成的滑槽内移动0～15mm的距离。

所述带螺柱的滑槽组件101、拧紧螺母102、滑块103、及“┓”型条、m5螺栓、m5螺柱等零组件的材料均采用热轧(锻)棒材1j50软磁合金gb/t32286.1—2015，矫顽力14.4a/m，远小于国家标准要求的极头矫顽力(gb/t3217—2013要求极头矫顽力不大于100a/m)。

作为本实用新型的进一步改进，所述双轭型磁路工装线圈2包括与带螺柱的滑槽组件101绝缘连接的两个亥姆霍兹线圈绕线包201、与两个亥姆霍兹线圈绕线包201连接的双轭型磁路工装202，所述双轭型磁路工装202绝缘安装在机箱7内底部。

所述亥姆霍兹线圈绕线包201的每个线包由直径0.5mm的高强度漆包线在绝缘骨架上密绕750圈而成，同时所述带螺柱的滑槽组件101安装在绝缘骨架顶部。

外层包两层绝缘胶带纸用棉线捆扎。绝缘骨架由3mm厚电工绝缘胶合板制成，两端面70mm×70mm，高55mm，中间截面方孔30mm×25mm。为了减小因磁通迅速变化而产生的涡流，在线包绝缘骨架中间增加铁芯及底座磁轭，两端铁芯及底座磁轭设计成双轭型磁路工装202，双轭型磁路工装202由片普通硅钢片加工成u型叠加而成，硅钢片厚0.5mm，u型两脚之间内端面距离85mm，脚宽25mm、高75mm(等于滑槽组件高度20mm+线包绝缘骨架高度55mm)、厚度30mm(60片叠加)，u型底部高度25mm，用绝缘胶带纸绝缘与机箱7底座安装固定。

所述磁管电阻3，图3中代号为r，型号12x20-150；大功率，可调，在装置研制调试过程中，根据小型圆环型磁系统充磁需要的直流磁场大小及稳定性进行调整固化，且和直流电流表11配合实时监测激励电流。

所述调压变压器4，图3中代号为b1，型号为tdgc2-0.5；其作用是调节交流电压幅度从大到小不断衰减到零，和双轭型磁路工装线圈配合产生交变磁场，给小型圆环型磁系统退磁。其关键点是：开始时的磁场幅值必须足以克服小型圆环型磁系统的内禀矫顽力，因此第一个半波磁场峰值须为小型圆环型磁系统内禀矫顽力的3～5倍。

所述电源指示灯5，图3中代号为zd，型号dn6-5；用于接通220v，50hz电源指示，接通时红灯亮，断开灯灭。

所述交流电流表6，图3中代号为ac，量程2a，型号44l1-a；用于给小型圆环型磁系统退磁时，指示交变电流的大小。

所述机箱7，380mm(长)×280mm(宽)×240mm(高)，用于放置、安装电气元器件。

所述按钮开关8，图3中代号为k3，型号la19-11a；触点抗氧化、防电弧结碳，用于二号继电器14供电的接通或断开。

所述方型按钮开关9，图3中代号为k1，型号kd2；用于接通、断开220v，50hz电源。

所述纽子开关10，图3中代号为k2，型号kn3-2；是充磁或退磁功能选择开关，向左拨向“充磁”，则装置接通充磁线路电源；向右拨向“退磁”，则装置接通退磁线路电源。

所述直流电流表11，图3中代号为dc，量程5a，型号44c2-a；用于配合磁管电阻3实时监测激励电流。

所述可控硅全桥整流电路12，图3中代号为q，用于配置净化电源变压器及高频高压可控硅整流二极管，组成全桥整流电路，输出稳定直流电源，作为直流磁场信号源，然后驱动双轭型磁路工装线圈2产生稳定的目标磁场。

所述一号继电器13，图3中代号为j1，型号jqx-10f；其作用是当纽子开关10向右拨向“退磁”时，一号继电器13上的线圈通电吸合触点，使装置接通退磁电路，并具有过载、超温度保护功能。

所述二号继电器14，图3中代号为j2，型号jqx-38f；其作用是当纽子开关10向左拨向“充磁”时，且按钮开关8按下，二号继电器14上的线圈通电吸合触点，使装置接通充磁电路，并具有过载、超温度保护功能。

相关配套件(电源线、保险丝、插座等)能够很好地连接充退磁装置，为充退磁装置提供安全的220v，50hz工作电源。

一种应用于针对小型圆环型磁系统的充退磁装置的使用方法，该使用方法包括充磁方法，具体步骤如下：

(a)将被试小型圆环型磁系统放置在工作窗口1中，移动滑块103将被试小型圆环型磁系统夹紧后，旋转拧紧螺母102紧固。

在安装被试小型圆环型磁系统时应注意被充磁磁体上的n、s极与工作窗口1上的n、s极安装方向相反。

(b)连接好电源，闭合方型按钮开关9，电源指示灯5亮，拨动纽子开关10，选择充磁。

(c)纽子开关10拨向“充磁”后，供电电压通过可控硅全桥整流电路12，输出稳定直流电源，作为直流磁场信号源。

(d)启动充磁按钮开关8，二号继电器14工作，二号继电器14常开触点闭合。

(e)直流电压供给双轭型磁路工装线圈2并产生直流磁场作用在工作窗口1，将被试小型圆环型磁系统进行磁化，持续1～2秒时间。

在被试小型圆环型磁系统进行磁化的同时，观察直流电流表11上显示电流的大小，正常应小于5a。

(f)充磁后用ht201便携式数字特斯拉计检测磁场强度。

一种针对小型圆环型磁系统的充退磁装置的使用方法，该使用方法包括退磁方法，具体步骤如下：

(a)将被试小型圆环型磁系统放置在工作窗口1中，移动滑块103将被试小型圆环型磁系统夹紧后，旋转拧紧螺母102紧固。

具体的，在安装被试小型圆环型磁系统时应注意被充磁磁体上的n、s极与工作窗口1上的n、s极安装方向相反。

(b)连接好电源，闭合方型按钮开关9，电源指示灯5亮，拨动纽子开关10，选择退磁。

(c)将纽子开关10拨向“退磁”，届时一号继电器13工作，一号继电器13常开触点闭合。

(d)供电电压通过调压变压器4输出端供给双轭型磁路工装线圈2并产生交变磁场作用在工作窗口1，将被试小型圆环型磁系统进行交变磁化。

(e)顺时针缓慢旋转调压变压器4的调节手柄，根据退磁量大小，确定旋转格数，然后将调压变压器4的调节手柄逆时针旋转恢复至零位，完成退磁过程。

在确定旋转格数的同时观察交流电流表6上显示电流的大小，正常应小于2a。

以上显示和描述了本实用新型的基本原理、主要特征和本实用新型的优点。本行业的技术人员应该了解，本实用新型不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是本实用新型的原理，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下，本实用新型还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本实用新型范围内。本实用新型要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。