中频脱磁器设计

引言：

为了解决铁矿粉经过磁选机后被磁化，彼此之间相互吸引而聚集在一起，形成磁团聚。矿粉进入震动筛后，不容易被筛下的问题，人们经过了大量的研究和试验，得出结论：让矿浆经过频率几百赫兹以上的衰减的正弦波磁场，即可将铁粉中的磁性退掉。

目前，许多磁选厂使用了脱磁器，为了便于用户在实际中对脱磁器维护、维修，本文将从信号波形的角度，详细介绍脱磁器的控制电路原理和设计过程。
　　
脱磁器原理
当被磁化的铁粉通过衰减的正弦波磁场时，能够达到有效的退磁效果。退磁效果与正弦波的频率有关，当频率大于800Hz时，退磁效果明显变好。退磁效果还与磁场强度有关，通常磁场强度大于矫顽磁力的5倍即可。为了达到上述性能指标，目前普遍采用的电路形式如图1所示，工作原理如下：当可控硅SCR2导通时，电感L1、电容C1构成一个并联谐振回路，如果初始状态电容C1两端有电压，则震荡电路会产生衰减的正弦波震荡，波形如图2所示。这样就在线圈内形成了与之同样的磁场。该正弦波应该从最高的幅度逐渐衰减到0，才能保证更好的脱磁效果。

图1  脱磁器原理图

图2  衰减正弦磁场波形
　　
控制单元设计
图1中的电容、电感决定了震荡频率f0，电容容量和回路中的损耗决定了衰减的时间。当电容C1=150μf，电感L1=200μh时，理论的震荡频率是914Hz，由于实际电路中存在误差，实测值约800Hz，衰减的时间超过20ms。

控制原理是：首先通过380V交流电给C1充电，正半周SCR1导通，完成充电过程，负半周SCR1自动截止，C1电压一直保持到下一个正半周期信号到来。此时开通SCR2，使C1、L1形成回路，产生自由震荡并完成放电。如此反复循环，即达到了理想的磁场波形。

为此控制单元给SCR1和SCR2施加的控制信号的仿真波形如图3所示，其中还包含有交流电输入信号和震荡输出信号，从上到下的波形依次为输入的交流电信号、SCR1的控制信号、SCR2的控制信号、震荡线圈信号的波形。

图3  信号波形

各信号波形的时序：在交流电正半周的过0点触发SCR1，用于C1的充电；在下个周期正半周的过0点触发SCR2，用于形成并联谐振回路。SCR2的触发信号不能用窄脉冲信号，而是采用电平触发方式，这样，当电感电压超过电容电压时，尽管SCR2自动截止，但是在下一次电容给电感充电时，控制端满足导通的条件，SCR2仍然能导通，进行连续充放电。

由于整个震荡衰减过程需要20ms以上的时间，所以SCR2控制信号的高电平时间应该大于20ms，超过了交流电周期（20ms），因此将SCR2的控制信号导通时间预留2个交流电周期（40ms），这样就有足够的时间完成震荡衰减过程。可见，完成一次对C1充电和震荡衰减的全过程，总共需要3个周期（60ms）。通常脱磁线圈的长度大于50cm，如果矿浆的流速约1.5～3m/s，则通过脱磁线圈的时间是160～330ms，所以铁粉能有2～5次被衰减的磁场退磁。

图4  控制电路原理