[实用新型]增频式低能耗脉冲充磁机

说明书

技术领域：本实用新型技术属于电学-基本电气元件-磁性材料-磁化或去磁的设备或方法技术领域，具体为增频式低能耗脉冲充磁机， 

背景技术：电容储能脉冲充磁机，是目前广泛采用的永磁材料充磁技术，相比较早的直流充磁机，其耗电已大幅下降，效率也有所提高。但这只是与落后技术的直流充磁机相比有些进步， 

以现有专利技术参考，如：专利CN200810093729，2中，就是用可控硅调压，再用工频变压器隔离升压后整流，对储能电容充电，最后对充磁夹具线圈脉冲放电充磁。 

公开的专业技术杂志《微特电机》：2009年第十期第68页《一种高效充磁机的设计与实现》一文中，图3：《充磁电路图》上，也是先以可控硅调压，再用工频变压器隔离升压后还由电阻限流，再整流，对储能电容充电，最后对充磁夹具线圈脉冲放电充磁。 

这一技术并不完善，主要有以下的几个问题： 

1.可控硅导通瞬间，陡升电压加到储能电容充电时冲击电流太大，要加入电阻限流，又带来发热大、效率低的问题，这样限流电阻阻值不能足够大，故限流效果有限。按电子技术常识，可控硅调压是不便接电容性负载的，而充磁机里储能电容偏偏是大容量电容性负载，因此带来严重的冲击电流问题，加入电阻限流只能略作缓解，不能改变问题的根本。 

2.工频变压器体积大、绕组匝数多电阻值较高，又工作在低功率因素、强脉动电流或工频的谐波下，损耗大、效率低。 

3.可控硅触发导通后，实际输出电压还受电网电压影响，精度低，而且可控硅调压电路反馈迟缓，本次触发导通后如检测到电压偏高或偏低，最快也需待工频下半周波才能调节，而这迟缓的半周波时间在正常充电状况要充电提高4V(按充电时间5秒充电到2000V计算)，也就是说在下半周波调节时电压已提高了4V，所以反馈调节就不准确，重复电压精度只能做到±2V左右，甚至更差。 

4.可控硅的移相触发导通调压方式，使负载电流的相位和供电电压的相位错开了，因此功率因素低且无法校正，需电网供电电流大，视在功率大，而实际有功功率不到一半，充电到储能电容中的电能更是少部分。特别是每一充电周期的零伏开始充电或低压充电时，因可控硅导通角小，需很大的供电电流峰值，才能提供充电电流平均值，而此时因充电电压低而有效充电功率很低，故效率极低，功率因素极低，增加电网损耗和成本。也因此其电压调节不便较低， 

5.储能电容是电容性负载，可控硅调压接电容性负载后，必然对电网带来严重谐波电流和电压畸变，会污染电网，对电网和电网其他用户造成骚扰，所以电磁兼容性差。需大功率低阻抗电网供电，否则会超过国家电磁兼容相关标准限制。 

6.一般这类充磁机上，都因能耗大、发热大，装有散热风扇，有的甚至装有多个散热风扇，造成室内工作环境温度升高，并带进灰尘影响高压充磁机的绝缘。 

7.整套电路技术落后，在通讯电源行业已遭淘汰。 

以上问题，在很多实例中都有反映，目前这一技术总体能耗过高，仅按电能转换的能耗估算，就有大部分被消耗。 

有一实例：某厂一台商品化脉冲充磁机，就是用可控硅调压、电阻限流、再用工频变压器隔离升压后整流，对储能电容充电，其铭牌上标明需要AC220V/40A供电，储能电容1000uF/1000V，充电周期3秒，其视在功率估算高达8.0KW，计入50％功率因素，其有功功率为8.0×50％＝4.0KW，3秒需要电能量为3秒×4.0KW＝12000J，而储能电容1000uF/1000V，3秒充满后只能存有能量0.5×1000uF/1000V²＝5000J， 

显然、大部分电能量12000J-5000J＝7000J都被损失掉。 

该实例只是估算，实际供电电流有波动、功率因素小于50％也有变动，能量损失也可能没有这么高。但该充磁机内，装有多个大功率发热电阻、多个冷却风扇，也足以说明其能耗大，而且功率因素太低、谐波含量高，也会将能耗转移到电网，实际连续使用时就有时发生供电插头座烧毁或发热变形接触不好、供电线路温升较高等问题。 

如现有专利CN201020128034，6中，就要求使用三相脉冲电源柜，是因为其能耗大的缘故，必须设计成三相供电，以分担供电电流。 

也有些廉价充磁机不装限流电阻，靠变压器绕组和供电线路阻抗限流，号称低能耗，该充磁机虽无限流电阻的发热，但其功率因素更低、谐波含量奇高，因此将能耗都转移到电网和升压变压器上，还使储能电容处于脉冲充电状态，对储能电容寿命造成影响，并引起电网电压畸变和波动。显然不符合国家电磁兼容相关标准。大功率充磁时，问题更加严重。