DE3421575A1 - Electrical pulse generator - Google Patents

Electrical pulse generator

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DE3421575A1
DE3421575A1 DE19843421575 DE3421575A DE3421575A1 DE 3421575 A1 DE3421575 A1 DE 3421575A1 DE 19843421575 DE19843421575 DE 19843421575 DE 3421575 A DE3421575 A DE 3421575A DE 3421575 A1 DE3421575 A1 DE 3421575A1
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Dietrich 5060 Bergisch Gladbach Steingroever
Erich Dr.-Ing. 5300 Bonn Steingroever
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    • H03K3/02—Generators characterised by the type of circuit or by the means used for producing pulses
    • H03K3/53—Generators characterised by the type of circuit or by the means used for producing pulses by the use of an energy-accumulating element discharged through the load by a switching device controlled by an external signal and not incorporating positive feedback
    • H03K3/57—Generators characterised by the type of circuit or by the means used for producing pulses by the use of an energy-accumulating element discharged through the load by a switching device controlled by an external signal and not incorporating positive feedback the switching device being a semiconductor device
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
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    • H01F13/00—Apparatus or processes for magnetising or demagnetising

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Abstract

An electrical pulse generator for producing high current pulses is described, in which two reverse-parallel connected, unipolar high-current switches (thyristors or ignitrons) are connected in series with a capacitor and an inductor, which switches can be turned on individually or together, so that magnetising or demagnetising pulses are optionally produced.

Description

Elektrischer Impuls - Generator Die Erfindung betrifft elektrische Impuls - Generatoren zur Erzeugung hoher Strom-Impulse in einer Induktivität durch Entladen eines Kondensators , wie sie zum Magnetisieren von Dauermagneten , zum Ausrichten von Magnetpulverg in der Fertigung von anisotropen bauermagneten , zum mechanischen Verformen von Werkstücken oder zur Erzeugung hoher Magnetfelder in der Atomtechnik verwendet werden Impuls-Generatoren dieser Art sind bekannt. Sie sind vorteilhaft mit Metallpapierkondensatoren ausgerüstet , die problemlos umgepolt werden können. Es ist auch vorgeschlagen worden, die nach der Lntladung des ondensators in einer Induktivität gespeicherte elektrische Energie ganz oder teilweise in einem Kondenzator aufzufangen. Dieser kann ein zweiter Kondensator sein ; es kann aber auch der entladene kondensator selbst ganz oder teilweise mit der ursprünglichen Pola-itat aufgeladen werden ( DPA 28 06 00 . 6 ) in anderes bekanntes Gerät zum Magnetisieren und E-ntmagnetisieren von Dauermagneten besitzt einen Stromkreis , der aus einer Reihenschaltung eines Kondensators, einer Magnetisier - und Entinagnetisierspule und eines elektronischen Schalters gebildet ist , sowie mit einem Umscha ter ausgerüstet ist, der aus einer parallelzum Kondensator geschlteten Diode und zwei Schaltern besteht , über die die Diode wahlweise mit dem einen oder mit dem anderen Ende der Magnetisier - und :ntmagnetisierspul zusammenschaltbar ist ( DAS 24 47 763 ) Die Frlindung löst die Aufhabe , eine besonders einfach und wirksame Schaltung anzugeben , die Magnetisieren und oder Magnetisieren erlaubt. Electrical Pulse Generator The invention relates to electrical Pulse generators for generating high current pulses in an inductance Discharge of a capacitor, such as that used to magnetize permanent magnets, for Alignment of Magnetpulverg in the production of anisotropic building magnets, for mechanical deformation of workpieces or to generate high magnetic fields in Pulse generators of this type are known. she are advantageously equipped with metal paper capacitors that can easily be reversed can be. It has also been suggested that after discharge of the ondensators Electrical energy stored in an inductance in whole or in part in one Collect capacitor. This can be a second capacitor; but it can even the discharged capacitor itself, in whole or in part, with the original one Pola-itat are charged (DPA 28 06 00. 6) in another known device for Magnetizing and magnetizing permanent magnets has a circuit that consists of a series connection of a capacitor, a magnetizing and demagnetizing coil and an electronic switch is formed, as well as equipped with a switchover ter is made up of a diode connected in parallel to the capacitor and two switches exists, via which the diode can be connected to either one or the other end of the Magnetizing and: ntmagnetizing coil can be interconnected (DAS 24 47 763) The Fidelity solves the problem of specifying a particularly simple and effective circuit that allows magnetizing and or magnetizing.

Sie betrifft einen elektrischen rmpuls - Generator zur Erzeugung hoher Stromimpulse in einer Induktivität durch Entladung eines Kondensators bei dem die nach der Entladung des Kondensators in der Induktivität gespeicherte Energie ganz oder teilwei in einem Kondensator wieder aufgefangen wird und ist gekennzeichnet durch zwei antiparallel elektronische geschaltete , unipõlare/Hochstromschalter , die mit dem Kondensator una der Induktivität in Serie liegen und einzeln oder zuscamen eingeschaltet werden können.It relates to an electrical pulse generator for generating high current pulses in an inductance by discharging a capacitor, in which the energy stored in the inductance after the capacitor has been discharged is and is completely or partially recovered in a capacitor characterized by two anti-parallel electronic, unipolar / high-current switches, which are in series with the capacitor and the inductance and can be switched on individually or together.

Die Schaltung eines Impuls - Generators nach der Erfindung ist in Fig. 1 dargestellt. Der über den Schalter 1 aufgeladene Kondensator 2 mit der Kapazität C ist mit der Spule 3 mit der Induktivität L und dem Widerstand R ( z.3. einer Magnetisierspule ) über die antiparallel geschalteten Thyristoren 4 und 5 verbunden Die Wirkungsweise beim Magnetisieren ist folgende Der geladene Kondensator 2 wird durch Zünden des Thyristors 4 mit dem Zündkrcis 6 über die Spule 3 entladen . Ist die Konstante groe gegen 1 , so wird ein erheblicher Teil der elektrischen Energie wieder in dem Kondensator 2 aufgefangen ( z.B. 90 % bei w# = 30 oder 82 % bei kr = 15 ). Erfindungsgemäß soll deshalb a # 15 sein , d.h. 4 L / R² # 56 C Beim nächsten Nagnetisiervorgang wird der Thyristor 5 mit dem Zindkreis 7 gezündet und der Stromimpuls wieder zum Magnetisieren benutzt.The circuit of a pulse generator according to the invention is shown in FIG. The capacitor 2 charged via the switch 1 with the capacitance C is connected to the coil 3 with the inductance L and the resistor R (e.g. a magnetizing coil) via the anti-parallel connected thyristors 4 and 5 Capacitor 2 is discharged via coil 3 by triggering thyristor 4 with ignition circuit 6. Is the constant larger than 1, a considerable part of the electrical energy is collected again in the capacitor 2 (eg 90% with w # = 30 or 82% with kr = 15). According to the invention, therefore, should be a # 15, ie 4 L / R² # 56 C During the next magnetization process, the thyristor 5 is ignited with the Zindkreis 7 and the current pulse is used again for magnetization.

Dabei ist die St-::omrichtung umgekehrt zu der beim ersten Nagnetisiervorgang. Der Strom J ( t ) für beispielsweise ,r = 45 ist in Fig. 3 dargestellt . Wenn ## groß gegen 1 ist , ist dieser Impuls nur wenig kleiner als der vorhergehende ; z.B. ist bei wZ= 30 das Strommaximum 95 % des vorhergehenden Naximums Darf keine Umkehr der Stomrichtung stattfinden , so kann &ie Induktivitat umgepolt werden oder durch Linfjgen von 4 Dioden 8 die Stromrichtung in der Spule gleichgehalten werden , sodaß der Kondensator nach Jedem Nagnetisiervorgang auch wieder mit der gleichen Polarität aufgeladen ist . Über den Schalter 1 kann er nun wieder voll aufgeladen werden.The direction of the flow is reversed to that of the first magnetization process. The current J (t) for, for example, r = 45 is shown in FIG. If ## is large compared to 1, this momentum is only slightly smaller than the previous one; e.g. at wZ = 30 the current maximum is 95% of the previous maximum. No reversal the direction of current take place, the inductance can be reversed or the direction of the current in the coil can be kept the same by placing 4 diodes 8 , so that the capacitor after each magnetization process again with the same Polarity is charged. It can now be fully recharged using switch 1 will.

Der Stromverlauf ist in Fig. 4 dargestellt Zum Entmagnetisieren werden beide Thyristoren 4 und 5 gleichzeiti1 und dauernd gezündet , sodaß eine oszillierende Entladung mit abklingen.The course of the current is shown in FIG For demagnetizing both thyristors 4 and 5 are ignited simultaneously and continuously, so that one oscillating discharge with subsiding.

der Amplitude entsteht , wie in Fig. 5 gezeigt Bei der Herstellung von Dauermagneten aus anisotropem Dauermagnet-Pulver ist abwechselndes Magnetisieren und Entmagnetisieren erforderlic} losen/ Magnetisieren zum Ausrichten des Pulvers in der Preßform vor dem Pressen , dann Entmagnetisieren des Preßlings nach dem Pressen , wenn er noch in der Preßform ist , damit er beim Herausnehmen aus der Form nicht zerfällt ( durch die gegenseitige Abstoßung der magnetisierten ;FulPerteilchen ) und leicht gehandhabt werden kann . Eine derartige Folge von Magnetieier - und tntmagnetisier -Impulsen entsteht erfindungs gemäß durch entsprechendes , abwechselndes Zünden der Thyristoren 4 un 5 in der Schaltung von Fig. 1 : Magnetisieren durch Zünden des Thyris tors 4 , Entmagnetisieren durch gleichzeitiges Zünden der beiden Thyristoren 4 und 5 . Der Stromverlauf J ( t ) und die zeitliche Aufeinanderfolge der Phasen des Magnetisierens und Orientierens , des Pressens und des Entmagnetisierens des Presslings sind in Fig. 6 dargestellt Zum Schutz der Thyristoren gegen zu schnellen Stromanstieg ist es zweckmig , in Serie mit dem Kondensator eine in Sättigung gehende Eisendrossel zu schalt n - Leerseite -the amplitude arises, as shown in Fig. 5, during manufacture of permanent magnets made of anisotropic permanent magnet powder is alternating magnetization and degaussing / magnetizing required to align the powder in the mold before pressing, then demagnetizing the compact after pressing if it is still in the mold, so that it doesn’t when it is removed from the mold disintegrates (due to the mutual repulsion of the magnetized; FulParticles) and can be handled easily. Such a sequence of magnetizing and demagnetizing According to the invention, pulses are created by appropriate, alternating ignition of the thyristors 4 and 5 in the circuit of FIG. 1: magnetize by triggering of the thyris sector 4, demagnetization by simultaneously firing the two thyristors 4 and 5. The current curve J (t) and the time sequence of the phases of magnetizing and orienting, pressing and demagnetizing the Pressings are shown in Fig. 6 to protect the thyristors against too fast It is advisable to increase the current in series with the capacitor one that goes into saturation Iron choke to switch n - blank page -

Claims (3)

Patentansprüche W Elektrischer Impuls - Generator zur Erzeugung hoher Stromimpulse in einer Induktivität durch Entladung eines Kondensators , bei dem die nach der Entladung des Kondensators in der Induktivität gespeicherte elektrische Energie ganz oder teilweise in einem Kondensator aufgefangen wird , gekennzeichnet durch zwei antiparallel geschaltete , unipolare Hochstromschalter, die mit dem Kondensator und der Induktivitkt in Serie liegen und einzeln oder zusammen eingechaltet werden können Claims W Electric pulse generator for generating high Current pulses in an inductance due to the discharge of a capacitor in which the electrical stored in the inductor after the capacitor has discharged Energy is wholly or partially collected in a capacitor, marked by two unipolar high-current switches connected in anti-parallel and connected to the capacitor and the inductor are in series and are switched on individually or together can 2) Elektischer Impuls - Generator nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, daß die Hochstromschalterabwechselnd eingechaltet werden und jeweils einen Impuls abwechselnder Richtung durch die Induktivität durchlassen.2) electrical pulse generator according to claim 1, characterized in that that the high-current switches are switched on alternately and one pulse each alternating direction through the inductance. 3) Elektrischer Impuls - Generator nach Anspruch 2 , dadurch gekennzeichne daß vor jedem Auslösen eines Impulses der Kondensator wieder auf die volle Spannung nachgeladen wird, wobei gegebenenfalls die Ladespannung der Kondensatorspannung entsprehchend umgepolt wird 4) Elektrischer Impuls - Generator nach Anpruch 1 bis 3 , durch gekennzeichnet , daß vor jedem Impuls die Induktivität entsprechend der gewünschen Stromrichtung umgepolt wird =) Elektrischer Impuls - Generator n--ch Anspruch 1 bis 4 , dadurch gekennzeichnet , daß beide Hochstromschalter gleichzeitig gezündet werden und bleiben, sodaß eine oszillierende Entladung des Kondensators über die Induktivität entsteht 6) Induktivität für die Anvennung mit einem Impuls - Generator z.ch Anspruch 1 bis 5 , dadurch g kennzeichnet , daß das Verhaltnis L/R2 grober als 56 x C ist 7) Anwendung des Impuls - Generators nach Anspruch 1 bis 6 btim Iwagnetisieren oder Entmagnetisieren von Dauermagneten 8) Anwendung des Impuls - Generators nach Anspruch 1 bis 7 bsi der Herstellung von anisotropen Dauermagneten zum Orientieren des dauermagnetischen Pulvers durch einen magnetisierenden Impuls und zum Entmagnetisieren des Presslings nach dem Pressen in der Pressform durch einen oszillierenden Impuls 9) elektrischer Impuls - Generator nach Anspruch 1 bis 8 , dadurch gekennzeichnet , daß in Serie mit dem Kondensator eine Drossel mit eisenkern liegt3) electrical pulse generator according to claim 2, characterized marked that before each triggering of a pulse the capacitor is back to full voltage is recharged, where appropriate, the charging voltage of the capacitor voltage The polarity is reversed accordingly 4) Electrical pulse generator according to claims 1 to 3, characterized in that the inductance corresponding to the before each pulse desired current direction is reversed =) electrical pulse generator n - ch Claim 1 to 4, characterized in that both high-current switches are simultaneously ignited and remain, so that an oscillating discharge of the capacitor The inductance creates 6) Inductance for the application with a pulse - Generator z.ch claim 1 to 5, characterized in that the ratio L / R2 is greater than 56 x C 7) Use of the pulse generator according to claim 1 up to 6 btim magnetizing or demagnetizing permanent magnets 8th) Use of the pulse generator according to claims 1 to 7 for the production of anisotropic permanent magnet for orienting the permanent magnetic powder through a magnetizing pulse and for demagnetizing the compact after pressing in the mold by an oscillating pulse 9) electrical pulse generator according to claims 1 to 8, characterized in that in series with the capacitor a throttle with an iron core lies
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