[发明专利]智能型电永磁吸盘恒流充退磁控制方法及其装置

说明书

技术领域

本发明涉及电永磁吸盘的充、退磁控制技术，具体为智能型电永磁吸盘恒流充退磁控制器。

背景技术

电永磁吸盘是传统电磁吸盘的更新换代产品，它的功能特点是只要经过充磁后，就可长期保持磁性吸力，不用时可通过退磁去除磁性吸力。只有在充磁或退磁过程中才需通电，平时工作状态不需通电，这样既可以减少线圈发热而导致工件变形，又可以节约大量电能，还可以通过控制充磁电流来调节其磁性吸力的大小，避免了工件的拉伤、变形，已经在机械行业、起重设备、自动化生产线得到大量应用。电永磁吸盘充退磁控制器是电永磁吸盘必备的核心部件之一，其性能好坏直接影响着电永磁吸盘的整体性能及使用安全。目前国内、外常用的可控硅移相控制技术与功率管脉宽调制稳压技术存在如下问题：

1、控制器输出的励磁能量与电永磁吸盘励磁线圈的回路电抗成反比，极易造成较小面积的电永磁吸盘因串联励磁线圈数较少、电抗较低获得过大的励磁能量而发热烧毁，较大面积的电永磁吸盘因串联励磁线圈数较多、电抗较高获得较小的励磁能量而励磁不足；

2、电永磁吸盘的磁性吸力随充磁时的电源电压、环境温度的波动变化较大，无法对电永磁吸盘的磁性吸力进行精确控制；

3、可控硅为电流过零型自然关断器件，当电永磁吸盘励磁线圈出现短路故障时需等到输出电流为零时才能关断，无法实施快速保护；功率管脉宽调制稳压技术的输出为恒压特性，当环境温度变化较大时，输出励磁电流波动较大，当电永磁吸盘励磁线圈出现绝缘故障时，输出电流将急剧增大，极易造成励磁线圈因过热而烧毁；

4、当电源电压过高时，进行充、退磁操作易造成电永磁吸盘励磁线圈过热烧毁，当电源电压过低时，进行充、退磁操作易造成电永磁吸盘因欠励磁而磁力不足或无法退磁。

发明内容

针对上述现有技术存在的问题，本发明提供了一种智能型电永磁吸盘恒流充退磁控制方法。

本发明技术方案是：以MST32微处理器控制系统执行磁场信号、移位信号、温度信号和电流信号的采集、控制和运算，并将MST32微处理器控制系统产生的脉宽调制控制信号用于控制IGBT恒流功率变换电路对电永磁吸盘励磁线圈产生恒定的充、退电流与恒定的充、退磁磁场。

本发明具有以下特点：

1、对电永磁吸盘励磁线圈回路进行恒流充、退磁控制，使其充退磁电压与电永磁吸盘励磁线圈回路的电阻正比，电流始终保持恒定不变，这样就能使对电永磁吸盘励磁线圈回路进行充、退磁的能量与电永磁吸盘面积成正比(电永磁吸盘面积越大，其励磁线圈回路串联的励磁线圈数越多，励磁线圈回路的电阻越大)，当环境温度引起电永磁吸盘励磁线圈回路的电磁参数变化时，充、退磁电流保持恒定，从而使充、退磁磁场强度保持恒定，用户设计电永磁吸盘励磁线圈回路时，只需简单地设计励磁线圈回路电阻≤(1.38*输入电源电压-6)/额定电流，而无需再对励磁回路的非线性电感分量进行复杂的计算与仿真试验；

2、在相同输入电压条件下，最高输出平均电压为可控硅移相控制技术的1倍，可增大电永磁吸盘的充、退磁励磁面积50％以上，提高充、退磁效率25％-150％；

3、具有精确的磁力控制功能，提供能满足各种磁力应用要求的16级可调校磁力选择控制；

4、当电永磁吸盘励磁线圈发生严重短路故障时、具有响应速度优于5uS的快速关断输出电流的保护性能；当电永磁吸盘励磁线圈出现局部短路故障时，自动降低励磁电压，维持输出电流恒定不变；当电永磁吸盘励磁线圈出现绝缘故障时，自动终止充、退磁操作；

5、提供能在输入交流电源150VAC-440VAC/45Hz-400Hz(或直流电源160VDC-600VDC)范围内可靠工作、并具有稳定输出的电永磁吸盘控制装置。

本发明另一目的是为以上方法提供一种具体可行的装置：

本发明包括电源、MST32微处理器控制系统，所述电源经整流、启动和滤波电路后分为两路，一路为电源变换电路提供电源，另一路与IGBT恒流功率变换电路连接，所述IGBT恒流功率变换电路的一个输出端经电流检测电路与通道切换电路连接，所述通道切换电路设有与电永磁吸盘直接相连的恒流输出端；所述MST32微处理器控制系统分别与电流检测电路、通道切换电路、IGBT驱动与保护电路、数码显示及驱动电路、按键输入电路、PLC控制接口电路、RS485通信接口电路、传感器信号变换电路连接。