DE4237704C1 - Verfahren und Vorrichtung zum Entmagnetisieren von magnetischen Werkstoffen - Google Patents
Verfahren und Vorrichtung zum Entmagnetisieren von magnetischen WerkstoffenInfo
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Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum
Entmagnetisieren oder Kalibrieren von magnetischen Werkstoffen
in einem abklingenden magnetischen Wechselfeld eines elektri
schen Schwingkreises mit beeinflußbarer Amplitude. Entmagneti
sierungsverfahren beruhen darauf, daß Magnete einem magneti
schen Wechselfeld mit abnehmender Amplitude ausgesetzt werden.
Die Entmagnetisierung wird mehrfach wiederholt, wobei zwi
schendurch die Magnetisierung des Magneten oder sein Arbeits
punkt gemessen wird.
In der DE 30 05 927 C2 wird ein Verfahren vorgeschlagen, bei dem
die magnetische Flußdichte im Luftspalt des zu entmagnetisie
renden Magneten gemessen wird und die einhüllende Amplitude des
Wechselfeldes abgesenkt wird, wenn der gewünschte Wert erreicht
ist. Dem Verfahren liegt zugrunde, daß die Amplitude des magne
tischen Wechselfeldes eines Schwingkreises durch Änderung der
Speisespannung bei selbsttätig eingestellter Resonanzfrequenz
zwangsweise verkleinert wird.
Die Nachteile bekannter Entmagnetisierverfahren liegen darin,
daß der Wert der Entmagnetisierung, besonders bei formanisotro
pen Materialien (z. B. AlNiCo), nicht genau genug getroffen
wird. Bei einem nicht unerheblichen Teil von Dauermagneten
stellt sich kein stabiler Arbeitspunkt ein, obwohl der Sollwert
nominell korrekt eingestellt ist. Die bekannten Verfahren sind
mit Instabilitäten verbunden, die bisher nicht ausreichend be
seitigt werden konnten.
Ein weiterer Nachteil besteht auch darin, daß die Luftspule zur
Aufnahme des Magneten oder des den Magneten enthaltenden Geräts
eine besondere Form und geringen ohmschen Widerstand haben muß.
Die letzte Forderung ließe sich in Grenzen durch die Verwendung
von Silberdraht oder sogar von supraleitenden Spulen verwirkli
chen, doch ist dies keine wirtschaftliche Alternative.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und
eine Vorrichtung anzugeben, mit denen magnetische Werkstoffe
zuverlässiger entmagnetisiert werden können.
Die Aufgabe wird mit den kennzeichnenden Merkmalen des Hauptan
spruchs gelöst. Eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahren
wird in nebengeordneten Ansprüchen angegeben. Vorteilhafte
Ausgestaltungen finden sich in den Unteransprüchen. Weiterhin
wird die Verwendung der Vorrichtung für das Magnetisieren vor
geschlagen.
Die Erfindung geht davon aus, daß die Dauer des abfallenden
magnetischen Wechselfeldes zur Demagnetisierung besonders lang
sein muß, bzw. daß das Verhältnis aufeinanderfolgender Amplitu
den größer sein muß, als es mit herkömmlichen ein Wechselfeld
erzeugenden Schwingkreisen erreichbar ist. Je größer die Ein
hüllende des Wechselfeldes ist, bzw. je langsamer das Wechsel
feld abklingt und je häufiger der Magnet den Wechsel zwischen
positiver und negativer Halbwelle des abnehmenden Magnetfelds
erfährt, desto besser werden die magnetischen Bereiche des zu
justierenden Magneten eingestellt und stabilisiert. Das Ver
hältnis der Amplituden aufeinanderfolgender gleichpoliger
Halbperioden (bzw. die Abklingkonstante) soll daher nahe 1
sein.
Amplitudenverhältnisse nahe 1 führen naturgemäß zu langen
Justagezeiten. Das Verhältnis kann vorteilhafterweise auch als
konstanter Wert zwischen 0,9 und 1,0 eingestellt werden. Eine
obere Grenze liegt einerseits im technisch Erreichbaren, zum
anderen aber muß die Justage von Magneten auf eine wirtschaft
liche Dauer begrenzt werden.
Das zugrundeliegende Prinzip läßt sich darin beschreiben, daß
synchron zur magnetischen Wechselfeldeinwirkung in den Schwing
kreis Energie eingespeist wird. Vorzugsweise erfolgt die Ener
gieeinspeisung in Taktzeiten mit kürzeren Einheiten als eine
halbe Periode des Wechselfeldes.
Es wird weiterhin vorgeschlagen, die Energie derart einzu
speisen, daß die Abklingkonstante der Einhüllenden des Wechsel
feldes möglichst groß ist, also zwischen 0,9 und 1,0 liegt.
Ohne besondere Maßnahmen oder Eingriffe in einen Schwingkreis
ist die Dauer und das Amplitudenverhältnis des Wechselfeldes
wegen der vorhandenen Dämpfung nach oben begrenzt.
Durch die erfindungsgemäßen Maßnahmen ist es bei Luftspulen
weniger von Bedeutung, welche Form und welche Güte (L/R) diese
haben. Es können Luftspulen eingesetzt werden, die unter kon
ventionellen Bedingungen sehr schlecht als Induktivität in
Parallelschwingkreisen arbeiten würden. Bei Einsatz der Erfin
dung brauchen nicht besonders das Bauvolumen und der Innenwi
derstand, bzw. die daraus resultierende Güte beachtet zu wer
den.
In einem Schwingkreis stellt sich mit der Frequenz f=(1/(LC)-2/(4L2))1/2 in der Luftspule ein magnetisches Wechselfeld
mit einer exponentiell abklingenden Amplitude A ein. Die Ein
hüllende E(t) des Wechselfeldes wird beschrieben durch:
E(t)=Ao exp (-αt).
E(t)=Ao exp (-αt).
Die Größen bedeuten: L=Induktivität; C=Kapazität; R=Wirk
widerstand des Schwingkreises; t=Zeit; Ao=Anfangsamplitude;
α=R/(2L)=Abklingkonstante.
Ein Schwingkreis, der für die Auf- oder Abmagnetisierung be
nutzt wird, enthält neben dem Magneten, dessen Magnetisierung
verändert werden soll, in der Regel weitere leitfähige und mag
netische Materialien. In ihnen entstehen Verluste durch Ummag
netisierung und Wirbelströme, dadurch wird der Schwingkreis
bedämpft und die Schwingungsfrequenz f1 läßt sich nicht mehr
allein durch die oben angegebene Formel beschreiben, die nur
die ohmsche Dämpfung behandelt. Im folgenden soll als Amplitu
denverhältnis das Verhältnis zweier zeitlich aufeinanderfol
gender positiver Amplituden des Wechselfeldes A2(t+T)/A1(t)
verstanden werden. Die Periodendauer ist T. Das Amplitudenver
hältnis (bzw. die Abklingkonstante α) in Schwingkreisen mit
magnetischen Materialien ist noch ungünstiger als in Schwing
kreisen nur mit ohmschen Verlusten.
Es wird in einer Ausgestaltung der Erfindung vorgeschlagen,
durch Nachladen mindestens eines Kondensators des Schwingkrei
ses die Dauer des gleichmäßig abklingenden Wechselfeldes zu
verlängern, um die durch Dämpfung verlorengegangene Energie
nachzuliefern. Man kann für bestimmte Leistungsbereiche einen
weiteren Kondensator dem ersten Kondensator im Schwingkreis
parallel schalten, so daß auch mehrere Kondensatoren zur Auf
nahme der Nachspeiseenergie zur Verfügung stehen.
Es sind verschiedene Möglichkeiten des Nachladens des Kondensa
tors im Schwingkreis zum Ausgleich der durch Dämpfung verloren
gegangenen Energie denkbar, wodurch mehrere weitere Ausfüh
rungsformen entstehen. Zur Steuerung des Nachladens des Konden
sators sind folgende Maßnahmen vorzunehmen:
- 1. Messung und Steuerung der primären Ladespannung des Konden sators und Messung der Ladespannung des Nachladekondensators,
- 2. Messung der Amplitude (und Frequenz) des Wechselfeldes oder solcher Größen, die ihnen proportional sind,
- 3. Dosierung und Synchronisierung der Energieeinspeisung anhand der Messung nach 1., so daß das Wechselfeld einen zeitlich vor gebbaren Verlauf mit besonders großer Abklingkonstante annimmt.
Die Erfindung wird in der einzigen Figur näher beschrieben. Sie
zeigt eine Schaltungsanordnung mit Energieeinspeisung zur Ver
längerung des Wechselfeldes.
In der Luftspule L1 eines Schwingkreises befindet sich in einer
Halterung ein Magnet, der demagnetisiert werden soll. Soweit es
die geometrischen, bzw. die elektrischen Dimensionen der Anord
nung zulassen, kann in der Halterung auch das gesamte den Mag
neten enthaltene Gerät befestigt sein. Der Parallelschwingkreis
besteht aus zwei Induktivitäten L1 und L2 und dem Kondensator
C1. Die Primärenergie für den Schwingkreis (für den Zeitpunkt 0
des Wechselfeldes) wird von einem Hochspannungnetzteil LS1
durch Laden des Kondensators C1 einmalig bereitgestellt.
Zur Beeinflussung des gleichmäßigen Abklingens des Wechselfel
des mit bestimmter Abklingkonstante α sind vorgesehen: ein
Meßabgriff U1 am Kondensator C1 zur Messung des Schwingungsver
laufs, eine Energieversorgung zum Nachladen des Kondensators C1
über ein zweites Hochspannungsnetzteil LS2 und eine elektroni
sche Steuereinheit SM, mit der Form bzw. Dauer des magnetischen
Wechselfeldes synchron zur Schwingung des Schwingkreises steu
erbar ist. Die Steuereinheit SM besteht im wesentlichen aus
einem Mikroprozessor MP, zugehörigen Programm- bzw. Datenspei
chern (z. B. EPROM), einem Analog-Digital-Wandler ADW und einer
Schnittstelleneinheit IOP. Die Steuereinheit SM kann insgesamt
auch durch einen Personal Computer realisiert werden.
Während der Ladephase des Kondensators C1 durch das Hochspan
nungsnetzteil LS1 befinden sich die elektronischen Schalter S1,
S4, S5 und S6 im geöffneten Zustand. Der Schalter S3 steht in
Stellung "b". Die Funktion des Schalters S6 und der Diode D1
wird weiter unten beschrieben.
Der Ladestrom fließt in den Kondensator C1, wenn von der Steu
ereinheit SM das Netzteil LS1 aktiviert, bzw. der Schalter S2
geschlossen wird. Die Spannungsmessung am Kondensator C1 er
folgt über einen Analog-Digital-Wandler ADW, über den die Span
nung U1 der Steuereinheit SM zugeführt wird. Die gemessene
Spannung ist der Amplitude des magnetischen Wechselfeldes pro
portional. Bei Erreichen einer bestimmten vorgegebenen Lade
spannung U1 wird das Netzteil LS1 abgeschaltet, bzw. der Schal
ter S2 geöffnet. Mit dem ebenfalls von der Steuereinheit SM
veranlaßten Schließen des Schalters S1 beginnt der Schwingkreis
L1, L2, C1 zu schwingen.
Frequenzen f1 in Demagnetisierungsschwingkreisen für größere
Magnete liegen im Bereich 50 bis 250 Hz; ein typischer Wert
liegt etwa bei f1=100 Hz. Ohne zusätzliche Eingriffe in den
Schwingkreis, bzw. ohne Energieeinspeisung ist nach etwa 10 bis
12 Perioden die Amplitude des Wechselfeldes unter 1 Prozent der
Ausgangsamplitude abgesunken und dann nicht mehr wirksam.
Zum Ausgleich aller ohmschen und magnetischen Dämpfungverluste
im Schwingkreis und zur Erzeugung einer vorgegebenen Abkling
konstante wird der Kondensator C1 aus der Energie des Ladekon
densators C2 nachgeladen. Die Spannung U2 am Ladekondensator C2
wird abgegriffen und der Steuereinheit SM über den Analog-Digi
tal-Wandler ADW zugeführt. Ein Sinus/Rechteck-Wandler SR1
detektiert am Kondensator C1 nur positive Spannungen U1 und
steuert einen schaltbaren Rechteckgenerator G1. Dieser erzeugt
während der positiven Halbwelle der Spannung am Kondensator C1
eine gleichphasige Rechteckspannung mit einer Frequenz f2, die
wesentlich größer ist als die Frequenz f1 der Wechselspannung
am Kondensator C1. Im vorliegenden Fall wird die Frequenz f2
30-fach größer gewählt (f2=3 kHz). Die Frequenz der Rechteck
spannung f2 kann aber auch im Bereich vom 10- bis 100-fachen
der Frequenz f1 variieren. Der Rechteckgenerator G1 triggert
ein Monoflop M1. Der Sinus/Rechteck-Wandler SR1 erzeugt eine
gleichphasige Rechteckspannung zur Spannung am Kondensator C1.
In der positiven Halbwelle der Rechteckspannung erzeugt der
Rechteckgenerator G1 eine hochfrequente Rechteckspannung.
Während der negativen Halbwelle der Kondensatorspannung ist der
Ausgang des Rechteckgenerators G1 "low"; es wird kein Steuer
signal abgegeben.
Der Ausgang des Monoflops M1 steuert über den Schalter S3 in
der Stellung "b" das Tastverhältnis des Schalters S5. Mit jeder
positiven Flanke der Rechteckspannung des Rechteckgenerator G1
wird das Schließen des Schalters S5 (über das Monoflop M1) an
getriggert. Die Taktzeit Tt beträgt bei der gewählten Frequenz
f2 etwa 300 Mikrosec. Das Tastverhältnis des Schalters S5 wird
mittels Potentiometer TR1 frequenzunabhängig manuell voreinge
stellt; somit ist der effektive Nachladestrom für den Kondensa
tor C1 bestimmbar.
Mit den drei Baueinheiten Sinus/Rechteck-Wandler SR1, Rechteck
generator G1 und Monoflop M1 wird die Frequenz und das Tastver
hältnis des Schalters S5 hardwaremäßig festgelegt.
Bevor der Demagnetisierungsvorgang gestartet wird, wird durch
die Steuereinheit SM die Aufladung des Kondensators C2 durch
Schließen des Schalters S4 veranlaßt. Hierzu steht ein zweites
Hochspannungsnetzteil LS2 zur Verfügung. Die Kapazität des
Ladekondensators C2 wird etwa doppelt so groß wie die des
Kondensators C1 gewählt. Die Ladespannung U2 des Kondensators
C2 muß um einen bestimmten Faktor (K1) größer sein als die
Startspannung des Kondensators C1. Als typischer Wert wird ein
Faktor K1=2 vorgeschlagen. Wird nun mit einem bestimmten
Tastverhältnis der Schalter S5 bei der positiven Halbwelle der
Wechselspannung ein- und ausgeschaltet, so fließt eine bestimm
te Ladungsmenge vom Ladekondensator C2 über die Diode D2, den
Schalter S5 und die Induktivität L2 zum Kondensator C1 und lädt
ihn in kleinen Stufen synchron zum Schwingungsvorgang nach,
wodurch die Einhüllende des magnetischen Wechselfeldes langsa
mer abklingt als ohne Nachladen. Der Nachladevorgang wird vor
zugsweise für alle folgenden positiven Halbwellen wiederholt.
Die Induktivität L2 ist für den Betrieb des Schwingkreises C1,
L1, L2 nur von untergeordneter Bedeutung, wegen ihres ohmschen
Widerstandes trägt sie sogar etwas zur Dämpfung bei. Sie wird
allerdings gebraucht, um beim Schließen des Schalters S5 große
Ausgleichsströme zwischen Ladekondensator C2 und Kondensator C1
zu vermeiden, die sonst den Schalter S5 zerstören würden. Da
die Frequenz f2 der Nachladung (bestimmt durch das Tastverhält
nis des Schalters S5) wesentlich größer ist als die Schwin
gungsfrequenz f1 des Schwingkreises C1, L1, L2, muß die Indukti
vität L2 in diesem Verhältnis kleiner sein, um ihren induktiven
Widerstand zu begrenzen.
Durch optimale Dimensionierung der Bauteile und der passenden
Wahl der Nachladefrequenz ist es möglich, die Nachladeenergie
nahezu verlustfrei zu übertragen.
Die Diode D2 zwischen Hochspannungsnetzteil LS2 und Schwing
kreis C1, L1, L2 wird eingesetzt, damit der Schwingkreis während
der negativen Halbwelle vom Kondensator C2 getrennt bleibt. Die
Demagnetisierung wird beendet, wenn die Amplitude des Wechsel
feldes unter 1 Prozent des Anfangswertes gesunken ist.
Mit der beschriebenen Schaltungsanordnung wird darauf verzich
tet, während der negativen Halbwelle des magnetischen Wechsel
feldes den Kondensator C1 nachzuladen. Es ist jedoch auch mög
lich, die Schaltungsanordnung derart zu erweitern, daß auch
während der negativen Halbwelle des magnetischen Wechselfeldes
eine Nachladung des Kondensators C1 phasenrichtig stattfindet.
Mit dem symmetrischen Betrieb wird eine Gleichstromkompente des
Wechselfeldes vermieden, so daß keine Nullinienverschiebung bei
vollständiger Entmagnetisierung auftritt.
Bei offenem Schalter S4 wird der Kondensator C2 nicht nachgela
den. Durch die Ladungsübertragung auf den Kondensator C1 ver
ringert sich die Ladungsmenge im Ladekondensator C2 zeitlich
etwa exponentiell. Die allmähliche Abnahme der Spannung des
Ladekondensators C2 ist durchaus erwünscht, da die Dauer des
Wechselfeldes endlich sein soll. Die Anhebung der Einhüllenden
und Verlängerung des Wechselfeldes wird durch die Ladungsmenge
im Kondensator C2, der Ladespannung U2 des Kondensators C2
(Faktor K1) und dem Tastverhältnis des Schalters S5 bestimmt.
Die Dauer des Vorgangs ist durch das Tastverhältnis definiert.
In dieser einfachen Ausführungsform wird durch die Steuerein
heit SM nur die Ladespannung U2 des Kondensators C2 gesteuert.
Der Mehraufwand durch Einsatz zweier Netzteile ist nicht von
Nachteil, weil die Netzteile leistungsmäßig jeweils für die
sehr unterschiedlichen Ladespannungen U1 und U2 dimensioniert
werden können. In weiteren Ausgestaltungen kann vorgesehen wer
den, nur ein Hochspannungsnetzteil anstelle von zwei Netzteilen
zu verwenden. Hierbei muß das eine Netzteil auf die größere
Ladeleistung ausgelegt werden.
In einer anderen Möglichkeit können die Netzteile auch so ge
schaltet werden, daß das Netzteil LS1 den Kondensator C2 auf
lädt und/oder das Netzteil LS2 den Kondensator C1 nachlädt. In
der Figur ist der Verzicht eines Netzteils, bzw. die gleichzei
tige Verwendung beider Netzteile zur Nachladung für jeden Kon
densator mit einer gestrichelten Verbindung zwischen Netzteil
LS1 und Schalter S4 angedeutet. In einer dieser Betriebsweisen
werden - wie schon zuvor beschrieben - die Schalter S2 und S4
entsprechend von der Steuereinheit SM angesteuert, so daß bei
gleichzeitiger Überwachung der Spannungen U1, bzw. U2 synchron
zur Schwingung des Schwingkreises phasenrichtig vom Netzteil
LS1 Ladung zum Kondensator C2 und/oder vom Netzteil LS2 Ladung
zum Kondensator C1 fließt.
In einer weiteren Ausgestaltung eines Demagnetisierungsschwing
kreises wird das umfangreiche Leistungsvermögen des Mikropro
zessors eingesetzt. Bei verschiedenen Magnetwerkstoffen ist es
nämlich vorteilhaft, möglichst viele Parameter des magnetischen
Wechselfeldes zu manipulieren. Das Wechselfeld läßt sich bezüg
lich folgender Größen verändern: Aussparen der ersten Halbwelle
aus der Beeinflussung des Wechselfeldes oder Beginn der Beein
flussung bei einer noch späteren Halbwelle; Anheben der Ab
klingkonstanten auf einen festen Wert und Konstanthalten auf
dem Wert oder Erzeugen einer zeitlich veränderlichen Abkling
konstanten. Der Schalter S3 wird daher für diese Art der Mani
pulation in die Stellung "a" gebracht und damit vom Monoflop M1
abgekoppelt.
Das Tastverhältnis ist nicht mehr über die drei Module SR1, G1,
M1 fest vorgegeben. Die Synchronisation über die Steuereinheit
SM erfolgt über den Abgriff GG hinter dem Sinus/Rechteck-Wand
ler SR1. Das Tastverhältnis des Schalters S5 wird also program
mäßig steuerbar und alle Parameter zur Veränderung des Wechsel
feldes des Schwingkreises (insbesondere Tastverhältnis, Lade
spannungen der Kondensatoren C1 und C2) sind in Grenzen frei
variierbar.
Die programmäßige Steuerung kann so erfolgen, daß tabellarisch
im Festspeicher des Mikroprozessors MP Amplitudenwerte vorgege
ben sind, die jeweils von den herrschenden Anfangsbedingungen
(z. B. der Ladespannung) abhängig sind. Mittels Vergleich der
amplitudenproportionalen Meßspannung U1 mit den im Festwert
speicher abgelegten Sollwerten der Einhüllenden E(t) des Wech
selfeldes wird das Tastverhältnis des Schalters S5 so gesteu
ert, daß die Einhüllende E(t) bestimmten vorgegebenen Amplitu
denwerten, bzw. mit einer Abklingkonstante (z. B. α=0,92)
folgt.
Die Beeinflussung des abklingenden Wechselfeldes durch Ener
gieeinspeisung kann auch mittels Vergleich der amplitudenpro
portionalen Meßspannung U1 mit von einem Hochleistungs-Mikro
prozessor der Steuereinheit SM in Echtzeit berechneten, eben
falls von den Anfangsbedingungen abhängigen Sollwerten der
Einhüllenden E(t) des Wechselfeldes vorgenommen werden.
In einem alternativen Verfahren wird die Steuereinheit SM in
der Betriebsart Pulsweitenmodulation betrieben. Hierzu wird ein
Mikroprozessor mit integrierter Pulsweitenmodulation einge
setzt, so daß der Mikroprozessor die Aufgaben des Rechteckgene
rators G1 und des Monoflops M1 übernimmt. Dadurch werden in
dieser Betriebsweise die Vorteile der Manipulation des Tastver
hältnisses über die Zeit voll ausgenutzt.
In einer alternativen Ausgestaltung kann vorgesehen werden, daß
während der Demagnetisierung der Schalter S4 geschlossen
bleibt. Der Kondensator C2 wird hierbei kontinuierlich aus dem
Hochspannungnetzteil LS2 nachgeladen und das magnetische Wech
selfeld kann dadurch zeitlich noch länger beeinflußt werden.
Der Schwingungszyklus wird beendet, wenn die Amplitude A (Meß
wert U1) kleiner als 1 Prozent der Anfangsamplitude (Anfangs
meßwert) ist. Der Wert der Magnetisierung des Magneten wird
abschließend gemessen.
In der Regel ist nach dem ersten Entmagnetisierungszyklus der
Sollwert der Magnetisierung, der in einer gewissen Sollband
breite liegt (beispielsweise ±10 Prozent), noch nicht er
reicht, so daß sich weitere Entmagnetisierungszyklen an
schließen müssen. Diese Zyklen werden nach dem Prinzip der
sukzessiven Approximation durchgeführt. Das Prinzip wird so
umgesetzt, daß die Ladespannung des Kondensators C1 im nächsten
Zyklus um die Hälfte der Differenz der beiden vorhergehenden
Werte mit einem bestimmten Vorzeichen verändert wird. Ein neuer
Entmagnetisierungszyklus folgt dem ersten Zyklus mit neuer
Ladespannung U1.
Die Schaltungsanordnung kann auch dazu verwendet werden, Magne
te aufzumagnetisieren. Zum Betrieb der Schaltungsanordnung als
Aufmagnetisiereinrichtung werden die mit dem Bezugszeichen AM
zusammengefaßten Teile (Schalter S6, Ansteuerleitung für Schal
ter S6, Diode D1 gegen Masse) dem Schwingkreis hinzugefügt. Die
Schalter S1 und S4 werden in die Stellung "aus" gebracht. Der
Schalter S6 wird durch die Steuereinheit SM eingeschaltet. Der
Kondensator C1 wird bei geschlossenem Schalter S2 über das
Netzteil LS1 aufgeladen, bis sich eine bestimmte hohe Lade
spannung im Kondensator C1 eingestellt hat. Zur Erzeugung des
magnetischen Impulses wird der Schalter S1 geschlossen. Die
entstehende Schwingung ist ohne negative Halbwelle, weil die
Diode D1 die Spannung der negativen Halbwelle kurzschließt.
Claims (18)
1. Verfahren zum Entmagnetisieren von magnetischen Werkstoffen
in einem abklingenden magnetischen Wechselfeld eines elektri
schen Schwingkreises mit beeinflußbarer Amplitude, dadurch
gekennzeichnet, daß synchron zur magnetischen Wechselfeldein
wirkung in den Schwingkreis (C1, L1, L2) Energie eingespeist
wird.
2. Verfahren zum Entmagnetisieren nach Anspruch 1, dadurch ge
kennzeichnet, daß die Energieeinspeisung in kürzeren Zeitein
heiten als eine halbe Periode (T/2) des Wechselfeldes erfolgt.
3. Verfahren zum Entmagnetisieren nach Anspruch 1 oder 2, da
durch gekennzeichnet, daß Energie derart eingespeist wird, daß
die Abklingkonstante (α) der Einhüllenden E(t)=A₀ exp (-αt)
des Wechselfeldes nahe 1,0 liegt.
4. Verfahren zum Entmagnetisieren nach einem der vorhergehenden
Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens ein Kondensa
tor (C1) des Schwingkreises (C1, L1, L2) nachgeladen wird.
5. Verfahren zum Entmagnetisieren von magnetischen Werkstoffen
nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeich
net, daß das Nachladen nur während gleichpoliger Halbwellen des
Wechselfeldes stattfindet.
6. Verfahren zum Entmagnetisieren nach einem der vorhergehenden
Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Nachladen erst mit
Beginn der zweiten oder einer späteren Halbwelle einsetzt.
7. Verfahren zum Entmagnetisieren nach einem der Ansprüche 4
bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das primäre Laden und das
Nachladen des Kondensators (C1) aus einem einzigen Netzteil
(LS1) erfolgt.
8. Verfahren zum Entmagnetisieren nach einem der Ansprüche 4
bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Nachladen als Ladungs
übertragung aus einem Kondensator (C2) erfolgt.
9. Verfahren zum Entmagnetisieren nach einem der Ansprüche 1
bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Energie zum primären
Laden des Kondensators des Schwingkreises (C1) und das Speisen
des Nachladekondensators (C2) aus je einem Netzteil (LS1, LS2)
geliefert wird.
10. Verfahren zum Entmagnetisieren nach einem der Ansprüche 1
bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Energie zum primären
Laden des Kondensators (C1) des Schwingkreises und das Speisen
des Nachladekondensators (C2) wahlweise aus einem von zwei
Netzteilen (LS1, LS2) geliefert wird.
11. Verfahren zum Entmagnetisieren nach einem der vorhergehen
den Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Beeinflussung
des abklingenden Wechselfeldes durch Energieeinspeisung mittels
Vergleich einer amplitudenproportionalen Meßspannung (U1) mit
in einem Festwertspeicher (MP) abgelegten und von den Anfangs
bedingungen abhängigen Sollwerten der Einhüllenden E(t) des
Wechselfeldes von einer Steuereinheit (SM) vorgenommen wird.
12. Verfahren zum Entmagnetisieren nach einem der Ansprüche 1
bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Beeinflussung des ab
klingenden Wechselfeldes durch Energieeinspeisung mittels Ver
gleich einer amplitudenproportionalen Meßspannung (U1) mit von
einem Mikroprozessor (MP) in Echtzeit berechneten, von den
Anfangsbedingungen abhängigen Sollwerten der Einhüllenden E(t)
des Wechselfeldes von einer Steuereinheit (SM) vorgenommen
wird.
13. Verfahren zum Entmagnetisieren nach einem der vorhergehen
den Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Beeinflussung des abklin
genden Wechselfeldes durch Energieeinspeisung von einer Steuer
einheit (SM) in der Betriebsweise Pulsweitenmodulation vorge
nommen wird.
14. Verfahren zum Entmagnetisieren nach einem der Ansprüche 1
bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Beeinflussung des ab
klingenden Wechselfeldes durch Ansteuerung eines von der Span
nung (U1) am Schwingkreiskondensator gesteuerten Schalters (S5)
zwischen Nachladekondensator (C2) oder Nachladenetzteil (LS1,
LS2) und Kondensator (C1) des Schwingkreises vorgenommen wird.
15. Vorrichtung zum Entmagnetisieren nach dem Verfahren gemäß
Ansprüche 1 bis 14 bestehend aus einer Halterung für den Mag
netwerkstoff in einer Luftspule eines Schwingkreises, mit in
den Schwingkreis eingefügten elektrischen Bauelementen, mit de
nen der Verlauf des Wechselfeldes veränderbar ist und mit einer
Einrichtung zur Energielieferung in den Schwingkreis, dadurch
gekennzeichnet, daß der Schwingkreis (C1, L1, L2) einen Meßab
griff (U1) hat, von dem die Kondensatorspannung (U1) einer
Steuereinheit (MP, SM) zur Steuerung des Wechselfeldes zuführbar
ist, daß von dem Meßabgriff (U1) Frequenz und Phase der Spannung
(U1) der Steuereinheit (SM) über einen Sinus/Rechteck-Wandler
(SR1) zugeführt wird, daß die Steuereinheit (MP, SM) in
Taktzeiten (Tt), die klein sind gegenüber der Periode (T) des
Wechselfeldes, die Kondensatorspannung (U1) mit Werten für eine
vorgegebene Abklingkonstante (α) nahe 1,0 vergleicht und daß
die Steuereinheit (SM) einen Schalter (S5) zwischen Nachlade
kondensator (C2) oder Nachladenetzteil (LS1, LS2) und Kondensa
tor (C1) des Schwingkreises ansteuert und damit dem Wechselfeld
eine Veränderung aufprägt, die einem vorgebbaren Verlauf der
Einhüllenden E(t) des abklingenden Wechselfeldes entspricht.
16. Vorrichtung zum Entmagnetisieren nach dem Verfahren gemäß
Ansprüche 1 bis 14 bestehend aus einer Halterung für den Mag
netwerkstoff in einer Luftspule eines Schwingkreises, mit in
den Schwingkreis eingefügten elektrischen Bauelementen, mit de
nen der Verlauf des Wechselfeldes veränderbar ist und mit einer
Einrichtung zur Energielieferung in den Schwingkreis, dadurch
gekennzeichnet, daß die Schwingkreiskondensatorspannung (U1)
einem Sinus/Rechteck-Wandler (SR1) zugeführt wird, daß das
Ausgangssignal des Sinus/Rechteck-Wandlers (SR1) auf einen
Rechteckgenerator (G1) und ein in Reihe geschaltetes und mit
einem Potentiometer (TR1) einstellbares Monoflop (M1) wirkt und
daß das Ausgangssignal des Monoflops (M1) das Tastverhältnis
eines Schalters (S5) zwischen Nachladekondensator (C2) oder
Nachladenetzteil (LS1, LS2) und Kondensator (C1) des Schwing
kreises bestimmt.
17. Vorrichtung zum Entmagnetisieren nach einem der Ansprüche
15 oder 16, dadurch gekennzeichnet, daß die Ansteuerung des
Schalters (S5) zwischen Nachladekondensator (C2) oder Nachla
denetzteil (LS1, LS2) und Kondensator (C1) des Schwingkreises
mit einem Schalter (S3) umschaltbar ist, so daß die Vorrichtung
entweder in der Betriebsart Mikroprozessorsteuerung gemäß An
spruch 15 oder in der Betriebsart Festwertansteuerung gemäß An
spruch 16 betreibbar ist.
18. Verwendung der Vorrichtung nach einem der Ansprüche 15 bis
17 zur Magnetisierung von magnetisierbaren Werkstoffen, dadurch
gekennzeichnet, daß dem Schwingkreis (C1, L1, L2) eine schaltbare
Masseverbindung (AM) zur Begrenzung des magnetischen Wechsel
feldes auf eine Halbwelle parallel geschaltet wird.
Priority Applications (4)
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