CS215637B1

CS215637B1 - A method for generating magnetic properties of permanent magnets in an electromagnetic device

Info

Publication number: CS215637B1
Application number: CS275180A
Authority: CS
Inventors: Premysl Maly; Milan Krouzelka
Original assignee: Premysl Maly; Milan Krouzelka
Priority date: 1980-04-18
Filing date: 1980-04-18
Publication date: 1982-09-15

Abstract

Vynélez se týká vytváření magnetických vlastností permanentních magnetů při seřizování elektromagnetických zařízení a přístrojů s permanentními magnety, např. relé měřící přístroje apod. V příkladném provedení obsahuje relé kotvu a jádro s pólovými nástavci a s cívkami a permanentní magnety jsou opatřeny svým magnetickým vinutím. Nejprve se do msgnetizačního vinutí zavedou stejnosměrné elektrické impulsy jedné polarity až do úplného zmagnetizování permanentních magnetů,načež se do cívek přivede vstupní elektrický signál a změří se výchylka kotvy od její rovnovážné polohy, která je větší než předepsaná. Pak se do magnetizačního vinutí přivádějí pro demagnetovéní permanentních magnetů stejnosměrné elektrické impulsy opačné polarity a jejich velikost se plynule zvětšuje až do dosaženi předepsané výchylky kotvy. Podle vynálezu se dosáhne magnetizace permanentních magnetů po je jich montáži a nastavení jmenovité výchylky kotvy s větší přesností a eliminují se případné výrobní nepřesnosti funkčních čisti.The invention relates to the creation of magnetic properties of permanent magnets when adjusting electromagnetic devices and instruments with permanent magnets, e.g. relays, measuring instruments, etc. In an exemplary embodiment, the relay includes an armature and a core with pole pieces and coils, and the permanent magnets are provided with their own magnetic winding. First, direct current electrical pulses of one polarity are introduced into the magnetizing winding until the permanent magnets are completely magnetized, after which an input electrical signal is fed to the coils and the deflection of the armature from its equilibrium position, which is greater than the prescribed one, is measured. Then, direct current electrical pulses of the opposite polarity are fed into the magnetizing winding to demagnetize the permanent magnets, and their magnitude is continuously increased until the prescribed deflection of the armature is achieved. According to the invention, magnetization of the permanent magnets after their installation and adjustment of the nominal deflection of the armature is achieved with greater accuracy, and possible manufacturing inaccuracies of functional cleanliness are eliminated.

Description

Předložený vynález řeší způsob vytváření magnetických vlastností permanentních magnetů v elektromagnetickém polarizovaném relé. Elektromagnetické zařízení obsahuje vedle permanentních magnetů ještě kotvu a jádro s pólovými nástavci a cívkami. Přitom jsou permanentní magnety opatřeny svým magnetizačním vinutím. Je známo, že se permanentní magnety pro elektromagnetická zařízení doposud magnetují před zabudováním do elektromagnetických zařízení obvykle již u výrobců permanentních magnetů, kteří zpravidla zmagnetují na co najvyšší hodnotu. Výrobce elektromagnetických zařízení potom do elektromagnetických zařízeni používá takto zmagnetizované permanentní magnety, které před jejich zabudováním do elektromagnetických zařízení odmagnetovávé velmi pracně a obtížně na požadované hodnoty podle spe cifického použití v elektromagnetickém zařízení. Přitom se při tomto postupu velmi špatně stanovují i měří magnetomotorické sílypermanentních magnetů pro daná elektromagnetická zařízení a i při optimálních podmínkách pro jejich stanovení a měření není zaručeno, že v konkrétním výrobku elektromagnetického zařízeni, jehož součásti jsou vyrobeny a smontovány v přesnosti s určitou tolerancí, budou pro toto konkrétní zařízení vyhovovat vybrané permanentní magnety. V případech a těch je ve výrobě elektromagnetických zařízení většina, že se po smontování konkrétního elektromagnetického zařízení ukáže, že vybrané permanentní magnety pro toto konkrétní elektromagnetické zařízení mají buá větší, nebo menší magnetomotorickou sílu, než je předepsáno, což se projeví při zapojení cívek jádra elektromagnetického zařízení odlišnou výchylkou kotvy,, než která je předepsána, nezbývá, než konkrétní výrobek elktromagnetického zařízení rozebrat a permanentní magnety buá zmagnetovat, nebo odmagnetovat podle velikosti podle velikosti odchylky od předepsané výchylky kotvy. Další a ještě obvyklejší postup pro seřízení předepsané výchylky kotvy spočívá v tom, že se provede dodatečné rozměrová úprava funkčních mechanických částí po demontáži elektromagnetického zařízení, např. úprava velikosti vzduchové mezery mezi pólovými nástavci a kotvou. I tento postup je však vždy velmi pracný a nepředstavuje co možno nejspolehlivější cestu k přesnému seřízeni předepsané výchylky kotvy. Přitom je nutno tyto postupy někdy i několikrát opakovat, než jsou odchylky od předepsané výchylky kotvy při zapojených cívkách v přijatelné předepsané toleranci.Nezřídka se i stává, že uživatel elektromagnetických zařízení obdrží cd jejich výrobce takové výrobky, že je buá musí sám shora uvedenými postupy, na které obvykle není dokonale vybaven, dolaáovat, nebo tyto výrobky u jejich výrobce reklamuje, což však zdržuje výrobu.The present invention solves a method of generating magnetic properties of permanent magnets in an electromagnetic polarized relay. In addition to permanent magnets, the electromagnetic device also includes an anchor and a core with pole pieces and coils. The permanent magnets are provided with their magnetization windings. It is known that permanent magnets for electromagnetic devices have so far been magnetized prior to incorporation into electromagnetic devices, usually by permanent magnet manufacturers, who generally magnetize to the highest possible value. The electromagnetic equipment manufacturer then uses such magnetized permanent magnets in the electromagnetic devices which, before being incorporated into the electromagnetic devices, demagnetize very laboriously and difficult to the desired values according to the specific use in the electromagnetic device. In this process, the magnetomotive forces of the permanent magnets for the electromagnetic devices are very poorly determined and measured, and even under optimum conditions for their determination and measurement, it is not guaranteed that in a particular electromagnetic device product the components of which are manufactured and assembled to a certain tolerance. This particular device suit selected permanent magnets. In cases and those in the manufacture of electromagnetic devices, the majority of those that, when a particular electromagnetic device is assembled, show that the selected permanent magnets for that particular electromagnetic device have either greater or lesser magnetomotor force than prescribed, there is no other option than to disassemble a particular product of the electromagnetic device and to magnetize the permanent magnets or to demagnetize them according to the size of the deviation from the prescribed anchor deflection. Another and more common procedure for adjusting the prescribed anchor deflection is to perform an additional dimensional adjustment of the functional mechanical parts after dismantling the electromagnetic device, e.g., adjusting the air gap size between the pole pieces and the anchor. However, even this procedure is always very laborious and does not represent the most reliable way to accurately adjust the prescribed anchor deflection. It is sometimes necessary to repeat these procedures several times before the deviations from the prescribed anchor deflection when the coils are connected within an acceptable prescribed tolerance. which is usually not perfectly equipped, or do not complain to their manufacturer, which, however, delays production.

Tyto nevýhody odstraňuje podle vynálezu způsob vytvářeni magnetických vlastnosti permanentních magnetů již zabudovaných v popsaném elektromagnetickém zařízení, jehož podstata spočívá v tom, že se nejprve do magnetizačního vinutí permanentních magnetů zavedou stejnosměrné elektrické impulsy jedné polarity, např. kladné, až do úplného zmagnetování permanentních magnetů. Potom se do cívek přivede vstupní elektrický signá, přičemž se změří výchylka kotvy do její rovnovážné polohy, přičemž změřená výchylka kotvy vzhledem k úplnému zmagnetování permanentních magnetů je větší, než je předepsaná výchylka. Za stálého přívodu vstupního elektrického signálu do cívek a za stálého měření výchylky kotvy do její rovnovážné polohy se do magnetizačního vinútí přivádějí pro demagnetování permanentních magnetů stejnosměrné elektrické impulsy opačné polarity, např. záporné, jejichž velikost se plynule zvětšuje až do dosažení předepsané výchylky kotvy.According to the invention, the method of generating the magnetic properties of the permanent magnets already incorporated in the electromagnetic apparatus described above is based on the principle of firstly introducing DC electric pulses of one polarity, e.g. positive, into the magnetizing winding of the permanent magnets. An electrical input signal is then applied to the coils to measure the anchor deflection to its equilibrium position, wherein the measured anchor deflection due to the full magnetization of the permanent magnets is greater than the prescribed deflection. With constant input of the electrical signal to the coils and constant measurement of the anchor deflection to its equilibrium position, DC electric pulses of opposite polarity, e.g. negative, are continuously supplied to the magnetizing windings to demagnetize the permanent magnets, whose size increases steadily until the prescribed anchor deflection.

Způsob podle vynálezu je velmi výhodný, protože jím lze kdykoliv seříditi elektromagne tické zařízení v sestaveném stavu na předepsanou výchylku kotvy ve velmi úzké toleranci odchylek této výchylky, což v praxi bývá závislé pouze na metodě měření výchylky kotvy. Způsob podle vynálezu je také velmi rychlý a lze jej snadno použít nejen přímo u výrobce elektromagnetického zařízení, ale i u jeho uživatele, který si kdykoliv může upravit výchylku kotvy na takovou, jakou při užití elektromagnetického zařízení právě potřebuje,The method according to the invention is very advantageous since it can at any time adjust the electromagnetic device in the assembled state to a prescribed anchor deflection within a very narrow tolerance of this deflection, which in practice is dependent only on the method of measuring the anchor deflection. The method according to the invention is also very fast and can be easily applied not only directly to the manufacturer of the electromagnetic device, but also to its user, who can at any time adjust the anchor deflection to the one he needs when using the electromagnetic device.

Konkrétní příklad způsobu podle vynálezu je popsán při jeho provádění na elektromagnetickém polarizovaném relé s permanentními magnety symetrického diferenciálního typu, pracujícího ve funkci elektromechanického převodníku v elektrohydraulickém servoventilu, který je znázorněn na výkresu, kde obr. 1 představuje jeho nárys v řezu rovinou I^I z obr. 2 představuje jeho půdorys, přičemž cívky jsou v řezu.A particular example of the method according to the invention is described in its implementation on an electromagnetic polarized permanent magnet relay of symmetrical differential type operating as an electromechanical transducer in an electrohydraulic servo-valve shown in the drawing, wherein FIG. Fig. 2 is a plan view thereof with the coils in cross-section.

Z obr. liz obr. 2 vyplývá, že je elektromagnetické polarizované relé tvořeno jádrem 1 magnetického obvodu s pólovými nástavci, na kterých jsou navinuty cívky 2, permanentními magnety 3 a kotvou. 4, která je přes pružnou membráhu 2 spojena s klapkou 6 hydraulického zesilovače typu klapka-tryska. Magnetický tok, vyvolaný magnetomotorickým napětím permanentních magnetů je naznačen na obr. 2 čárkovaně vyznačenou šipkou _g, zatímco magnetický tok, vyvolaný magnetomotorickým napětím cívek 2 po zavedení vstupního elektrického signálu “ na vstupní svorky 12 do jejich vinutí, je naznačen na obr. 2 čerchovaně vyznačenou šipkou 10. V jedné z obou vzduchových mezer 11 mezi kotvou 4 a jedním z pólových nástavců 8 jádra 1 se oba magnetické toky sčítají, zatímco ve druhé z obou těchto vzduchových mezer 11 se odečítají, jak vyplývá rovněž z obr. 2.It can be seen from Fig. 1 to Fig. 2 that the electromagnetic polarized relay is formed by a core 1 of a magnetic circuit with pole pieces on which the coils 2, the permanent magnets 3 and the armature are wound. 4, which is connected via a flexible membrane 2 to a flap 6 of a flap-nozzle hydraulic amplifier. The magnetic flux induced by the magnetomotor voltage of the permanent magnets is indicated in FIG. 2 by the dashed arrow g, while the magnetic flux induced by the magnetomotor voltage of the coils 2 after the input electrical signal is applied to the input terminals 12 into their windings is indicated in FIG. In one of the two air gaps 11 between the armature 4 and one of the pole extensions 8 of the core 1, the two magnetic fluxes are added, while in the other one of these two air gaps 11 they are subtracted, as also shown in Fig. 2.

Podle Maxwellových zákonů dojde následkem toho k vychýlení kotvy 4 ve směru šipky A z obr. 2, a tím k vychýlení klapky 6 ve směru šipky B z obr. 1, přičemž klapka 6 se může vychylovat na obě své strany od své rovnovážné polohy ve směru dvojšipky C a stejně se ve směru dvojšipky C může vychylovat i kotva 4, ale každá z nich vždy současně v opačném smyslu. Z uvedených Maxwellových zákonů vyplývá, že výchylka kotvy 4_ je úměrná rozdílu druhých mocnin výsledných magnetických toků v každé z obou vzduchových mezer 11. což znamená, že výchylka kotvy J je závislé nejen na velikosti magnetického toku buzeného cívkami 2, ale i na velikosti magnetického toku buzeného permanentními magnety J.According to Maxwell's laws, the anchor 4 will then be deflected in the direction of arrow A of FIG. 2, thereby deflecting the flap 6 in the direction of arrow B of FIG. 1, and the flap 6 may deviate on both sides from its equilibrium position. of the arrow C and in the same way the anchor 4 can be deflected in the direction of the arrow C, but each of them at the same time always in the opposite sense. It follows from these Maxwell laws that armature displacement 4 is proportional to the difference of squares of the resulting magnetic fluxes in each of the two air gaps 11, which means that armature displacement J is dependent not only on the magnitude of the magnetic flux excited by the coils 2 but excited by permanent magnets J.

Permanentní magnety J jsou opatřeny magnetizaěním vinutím 2, které je opatřeno svorkarmi 21, < viz obr. 2). Ke svorkám 13 je přes tyristor připojen kondenzátor připojitelný .ke zdroji stejnosměrného proudu(neznázorněno). Po nabiti kondenzátoru se odpojí přívod napětí nabíjecího a současně přivedením dodatečného proudového impulsu na řídící elektrodu taristoru se tyristor otevře a kondenzátor se vybije přes magnetizační vinutí £. Tento postup se opakuje vícekrát, aby bylo dosaženo úplného zmagnetování permanentních magnetů J. Potom se do vinutí cívek 2 přivede vstupní elektrický signál a pomocí známého měřidla malých výchylek se změří výchylka klapky 6 od její rovnovážné polohy, která je větší, než je předepsáno. Potom se do magnetizačního vinutí 2 přivádějí elektrické impulsy opačné polarity, než kterými byly permanentní magnety 2 zmagnetovány. Tyto elektrické impulsy opačné polarity se vytS6 SlA8Véh& lyristorem šizeným integrovaným obvodem v běžně známém zapojení.The permanent magnets J are provided with a magnetization winding 2 which is provided with clamps 21 (see FIG. 2). Connected to terminals 13 via a thyristor is a capacitor connectable to a direct current source (not shown). After charging the capacitor, the charging voltage is disconnected and at the same time, by applying an additional current pulse to the control electrode of the taristor, the thyristor is opened and the capacitor discharges via the magnetizing coil 8. This procedure is repeated several times to achieve complete magnetization of the permanent magnets J. Then, an input electric signal is applied to the coil windings 2 and the deflection 6 from its equilibrium position, which is greater than prescribed, is measured by a known small deflection meter. Thereafter, electrical pulses of opposite polarity to the permanent magnets 2 have been magnetized. These electrical pulses of opposite polarity are provided by an integrated circuit in a well-known circuit.

Velikost elektrických impulsů opačné polarity se zvyšuje plynule tak dlouho, až se dosáhne předepsané výchylky klapky 6.The magnitude of the electrical pulses of opposite polarity increases continuously until the prescribed deflection of the flap 6 is reached.

Způsobu podle vynálezu lze využít v celém oboru elektrotechniky při seřizování elektromagnetických zařízení a přístrojů s permanentními magnety, jako jsou např. relé, měřicí přístroje a pod.The method according to the invention can be used in the entire field of electrical engineering for the adjustment of electromagnetic devices and permanent magnet devices, such as relays, measuring instruments and the like.

Claims

A method for generating the magnetic properties of permanent magnets in an electromagnetic device, in particular an electromagnetic polarized relay comprising an anchor and a core with pole pieces and coils, wherein the permanent magnets are provided with their magnetic windings, characterized by: by first introducing DC electric pulses of one polarity, e.g. positive, into the magnetization winding until the magnets are completely magnetized, and then input an electrical signal to the coils, measuring the anchor deflection from its equilibrium position which is greater than that prescribed, then DC electric pulses of opposite polarity, e.g. negative, are continuously supplied to the magnetization winding to demagnetize the permanent magnets, the magnitude of which increases continuously until the prescribed anchor deflection is reached.