КОМБИНИРОВАННОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ НАМАГНИЧИВАНИЯ И РАЗМАГНИЧИВАНИЯ ИЗДЕЛИЙ ИЗ МАГНИТНЫХ МАТЕРИАЛОВ (11-15)

Национальная ассоциация ученых (НАУ) # 53, 20 20 11
COMBINED DEVICE FOR MAGNETIZATION AND DE MAG NETIZATION OF PRODUC TS MADE
OF MAGNETIC MATERIAL S

Hovhannisyan Andranik Tarik
candidate of technical Sciences, assistant professor,
Bareghamyan Gurgen Wirab
doctor of technical Sciences, professor,
Grigori Pit kevich Ilyich
engineer,
Khachatryan Vahe Hayk
scientific collaborators,
Arzanyan Ruben Gagik
scientific collaborator s,
Azatyan Rafael Gevorg
scientific collaborators
National Polytechnic University of Armenia,
Yerevan
DOI : 10.31618/ nas .2413 -5291.2020.2.53.167
КОМБИНИРОВАННОЕ УСТР ОЙСТВО ДЛЯ НАМАГ НИЧИВАНИЯ И РАЗМАГНИЧИВАНИЯ
ИЗДЕЛИЙ ИЗ МАГНИТНЫХ МАТЕРИАЛОВ

Оганесян Андраник Тарикович
кандидат тех. наук, доцент,
Барегамян Гурген Вирабович,
доктор тех. наук, профессор,
Григори Питкевич Ильич
инженер,
Хачатрян Ваг е Ай кович
научный сотрудник ,
Арзанян Рубен Гагикович
научный сотрудник ,
Азатян Рафаел Геворкович
научный сотрудник
Национальн ый политехнический университет Армении,
г. Ереван

Annotation
A combined device for magnetizing and demagnetizing products made of magnetic materials, in particular
permanent magnets, has been developed and manufactured in accordance with the specified modes of
magnetization and demagnetization, which provides control of parameters on the display screen.
Аннотация
Разработано и изг отовлено комбинир ованное устройство для намагничивания и размагничивания
изделий из магнитных материалов, в частности постоянных магнитов, которое соотв етствует заданным
режимам намагничивания и размагничивания и обеспечивает мониторинг параметров на экран е дисплея.
Keywords : magnetization, demagnetization, magnetic material, installation, electromagnet, microcontroller,
monitoring, display.
Ключевые слов а: намагничивание, размагничивание, магнитный материал, установка,
электромагнит, микроконтроллер, монит оринг, дисплей.

Введение. В машиностроении,
приборостроении и в других отраслях
промышленности постоянно осуществляется
намагничиван ие и размагничивание элементов и
приборов из ферромагнитных материалов, в
частности постоянных магнитов. Нами
спроектирова но, изготовлено и испытано комбини -
ро ван ное устройство для намагничивания и
размагничивания постоянных магнитов,
удостое нное патента РА на изобретение [8].
Основой для представленного устройства
служили разработанные авторами в течение многих
лет устройс тва для намагничивания и
размагничивания, а также научно -
исследовательские работы в данном направл ении
[1 - 7].
Анализ разработанных р анее устройств, в том
числе известных из литературы, показал, что все
эти устройства имеют два основных недостатка.
Во -пер вых, протекаемые в них процессы
намагничивания и размагничивания изделий из
магнитных материалов осуществляются разными
устройствами, функционирующими в
фиксированном режиме и предназначеними для
полного намагничивания и размагничивания
определенных издели й. Во -вторых, в этих
устройствах максимальная напряженность
магнитного поля обусловлена амплитудой

12 Национальная ассоциация ученых (НАУ) # 53, 20 20
питающего напряжения и параметрами
индуктивной катушки намагничивания, не
обеспечивается также мониторинг электрических
параметров.
Целью настоящей работы являе тся
разработка, проектирование и изготов ление
устройства, позволяющего в зависимости от
материала изделия, осуществить полное или
частичное намагничивание и размагничивание
изделия посредством комбиниро ван но го многоре -
жимного устройства, обеспечив ая мониторинг
режима и параметров индуктивной катушки.
Решение задачи. Упрощенная структура
рассматрива емого комбинированного
многорежимного устройства показана на рис. 1.

Рис унок 1. Упрощенная структурная схема устройства

Устройство питается от источника
однофазного переменного напряжения 1 и
содержит: диодный мостовой выпрямитель со
сглаживающим фильтром 2, датчик напряжения 3,
электронный мостовой преобразователь 4,
индуктивную катушку (ИК ) намагничивающего
электромагни та 5, датчик тока i ик (ДТ ) индуктивной
катушки 6, источник питания пост оянного
напряжения 7, микроконтроллер (МК ) 8, монитор 9,
усилитель мощности (УМ ) сигналов управления 10
и электрические кнопки S1 …S5 самовозврата 11.
На рис. 2 показаны временные диагр аммы тока
индуктивной катушки i ик в процессе
намагничивания и размагничивания, анализ
характеристик которых дан в [1, 2, 5].
2 3 4 5
7
10
8
1 iИК
≈
6
9
S1
S2
S3
S4
S5
u ИК
11

Национальная ассоциация ученых (НАУ) # 53, 20 20 13
а)

б)
Рисунок 2. В ременные диаграммы тока индуктивной катушки в процес се намагничива ния
(а) и размагничивания (б)

Для полного либо частичного намагничивания
или размагничивания магнитного изделия
соответствующие режимы и параметры задаются
извне посредством кнопок S1…S4. В зависимости
от типа материала в МК вводятся со отв етс твующие
режимы, физические величины и их значения,
обеспечивая при этом соответствующий режим и
параметры для индуктивной катушки. Посредством
кнопки S3 цифровые значения физических величин
уменьшаются, а посредством кнопки S4 -
увеличиваются. Посредс тво м к нопки S5
устройство запускается.
Мониторинг вводимых параметров, их
цифровых значений, а также электрических
параметров индуктивной катушки осуществляется
с помощью данных, выводимых на экран дисплея.
Работа МК обеспечивается соответствующим
програм мны м о беспечением.
Электрическая схема мостового
транзисторного преобразователя приведена на рис.
3.
iИК
0 t1 t2 t3
t
im iИК
0 t1 t2 t3
t
im

14 Национальная ассоциация ученых (НАУ) # 53, 20 20
Рисунок 3. Электрическая схема мостового транзисторного преобразователя

Источник вхо дного однофазного переменного
напряжения обеспечивает напряжение необхо -
димой ве личины и мощности для работы
устройства, которое подается на диодный мостовой
выпрямитель. С помощью этого выпрямителя
выпрямляется и фильтруется входное переменное
напряже ние , обеспечивая близкое к ее амплитуде
пос тоянное напряжение. Величина постоянного
напряжения контролируется датчиком напряжения,
и при ее выходе за допустимые пределы
вырабатывается соответствующий сигнал,
подаваемый на МК. Электронным
преобразователем пост оянное напряжение
преобразуется в переме нное, и посредством
намагничивающей кату шки электромагнита
создается электромагнитное поле необходимой
величины и харак теристики. Датчиком тока
контролируется ток через индуктивную катушку, и
при его превышении зад анного значения
формируется соответствую щий сигнал,
подаваемый на МК. Источник п итания постоянного
тока обеспечивает напряжения необходимых
уровней для питания датчика тока, МК, дисплея,
усилителя управляющих сигналов и кнопок
самовозврата. Соответствующим компьютерным
программированием МК управ ляется работа
отдельных узлов. На экране дисплея отображаются
соответствующие физические величины и их
значения, а усилителем управляющих сигналов
усиливаются по мощности импульсы управления
транзисторами мостового п реобразователя.
Устройство работает след ующим образом.
Изделие и з магнитного материала помещается в
воздушный рабочий зазор электромагнита.
Устройство подключается к источнику
однофазного переменного напряжения. МК входит
в режим мониторинга, и на экране д исплея
отображается значение частоты f1. Здесь и далее
посредством кнопок S3 или S4 задается цифровое
значение заданной и отображаемой величин.
Нажатием кнопки S1 МК переводится в режим
частоты f1 с длительностью t1, а нажатием кнопки
S2 на экране дисплея отображается начальное
цифровое значение t1.
Нажатием кнопки S1 МК переводится в режим
частоты f2, а нажатием кнопки S2 на экране дисплея
отображается начальное цифровое значение f2.
Нажатием кнопки S1 МК переводится в режим
частоты f2 с длительностью t2, а нажатием кнопки
S2 на экране дисплея о тображается начально е
цифровое значение t2.
Нажатием кнопки на S1 МК переводится в
режим частоты f3, а нажатием кнопки S2 на экране
дисплея отображается начальное цифровое
значение f3.
В режиме нам агничивания изделия задается
f3=0 .
Нажатием кнопки S1 МК пе реводи тся в режим
частоты f3 с длительностью t3, а нажатием кнопки
S2 на экране дисплея отображается начальное
цифровое значение t3.
Нажатием кнопки S1 МК переводится в режим
электрического парамет ра индуктивной катушки.
Для задания амплитудного значения iам тока iик
катушки нажимается кнопка S2, а для задания
амплитудного значения его напряжения uик
повторно нажимается кнопка S2, и на экране
дисплея отображается начальное цифровое
значение соответс твующей величины. VT 4 VT 3
VT 1 VT 2
U П
ИК
ДТ
к МК
УМ
iИК
VD
L

Национальная ассоциация ученых (НАУ) # 53, 20 20 15
Нажатием кнопки S1 МК переводится в режим
мониторинга электричес ких параметров
индуктивной катушки для индикации на экране
дисплея значения соответствующего параметра во
времени t. Для слежения во времени за значением
тока i ик нажимается кнопка S2, а для слежения во
времени за значением напряжени я u ик повторно
нажимается кнопка S2. Без привлечения кнопки S2
на экране дисплея отобража ются значения частот f 1
... f 3 во времени.
Нажатием кнопки S1 МК выводится из режима
мониторинга, нажатием кнопки S5 запускается
заданный процесс для изделия с соответ ствующим
режимом и параметрами. По завершении процесс а
устройство возвращается в исходный режим.
Фотоснимок разработанного и изготовленного
устройства показан на рис. 4. Устройство получило
название DeMag -3 и прошло удачное испытание.

Рис унок 4. Фотосн имок устро йства

Структура и основные параметры
электромагнита, примененного в устройстве, даны
в [5]. В качестве электромагнита может быть
применена также установка рассмотренная в [2 -4].
В устройстве использован МК серии
ATMEGA16PU, в мостовом преобраз ователе
приме нены силовые IGBT транзисторы типа
IKW75N60H3, датчик тока типа CAS 50 -NP,
входной дроссель L шунтирован диодом марки
FESF16JT, а индуктивность дросселя составляет
47 мкГн .
Заключение. С помощью предлагаемого
устройства с представленной стр уктурой и
соответс твующим программным обеспечением
микроконтроллера осуществляется
намагничивание и размагничива ние изделия из
магнитного материала с соответствующим
заданным режимом и параметрами, обеспечивая
мониторинг параметров на экране дисплея.
Иссл едов ание выполнено при финансовой
поддержке Комитета по науке МОНКС РА в
рамках научного проекта № 18T -2B309 , а также в
рамках госбюджетной программы Республики
Армения "Исследование электромагнитных
систем, разработка новых систем".

Литература:
1. Оганес ян А.Т . Режим работы
размагничивающего устройства для постоянных
магнитов // Известия вузов. Электромеханика. -
2013. - Т. 4. - С. 18 -20.
2. Оганесян А.Т., Петросян Н.Н., Питкевич
Г.И. Установка для размагничивания постоянных
магнитов // Электроника ИНФ О.- 20 13. - Т. 12
(102). - С. 50 -53.
3. Оганесян А.Т. Методы размагничивания
ферромагнитных материалов и проектирования
электромагнита // Вестник Инженерной академии
Армении. - 2013. - Т. 10, № 1. - С. 41 -46 (на арм. яз.).
4. Оганесян А.Т., Питкевич Г.И. Обосно вание
и разр аботка конструкций размагничивающей
установки // Вестник НПУА: Сборник научных
статей. - 2015. - Т. 2. С. 390 -395.
5. Оганесян А.Т., Барегамян Г.В., Мартиросян
Н.В., Хачатрян В.А., Арзанян Р.Г., Азатян Р.Г.
Устройство для намагничивания изделий и з
магн итных материалов // Национальная ассоциация
ученых (НАУ). - 2019. - №48, часть 3. С. 37 -42.
6. Патент РА на изобретениe 2880 A2. H01F
13/00. Размагничивающая установка / А.Т.
Оганесян, Г.И. Питкевич. - 27.10.2014. - 10с.
7. Патент РА на изобретениe 3334 A. H
01F13/00. Устройство для намагничивания изделий
из магнитных материалов / А.Т. Оганесян, Н.В.
Мартиросян. - 01.10.2019. - 14 с.
8. Патент РА на изобретениe 3367 A. H
01F13/00. Устройство для намагничивания и
размагничивания изделий из магнитных
материал ов / А .Т. Ог анесян, Г