Brevet FR2475283A1 — publié le 19810807

La présente invention concerne un procédé de démagnétisation des ai- mants permanents employés dans l'industrie, par exemple, pour la fixation des pièces à usiner sur les machines-outils ainsi qu'un dispositif pour la mise en oeuvre de ce procédé. Les tables porte-pièces des machines-outils comportent fréquemment des dispositifs de fixation de la pièce à usiner comportant un aimant permanent ma- gnétisé au moyen d'une bobine traversée par un courant électrique après la mise en place de la pièce sur ladite table. Après l'usinage de la pièce, l'aimant permanent magnétisé qui constitue une partie de la table, doit être démagnéti- sé pour permettre le retrait de la pièce de la table et sa fixation dans une nouvelle position. L'opération de démagnétisation des aimants permanents peut être effec- tuée de différentes manières.La plus efficace est basée sur l'assujettissement des aimants à cycle d'hystérésis ayant une amplitude progressivement décroissan- te et sur l'emploi de deux types d'appareils: un appareil démagnétiseur à champ alterné et un appareil démagnétiseur par décharge de condensateurs. L'appareil démagnétiseur à champ alterné est, en général, constitué par une bobine parcourue par un-courant alternatif ayant la valeur de la ten- sion de service constante, apte a engendrer des champs au delà de 1000 Oerstëd. Dans ce cas, la valeur la plus grande du champ alterné doit être en mesure de saturer les aimants et doit ensuite être réduite d'une manière lente. En effet, si la réduction de l'amplitude du champ appliqué était trop rapide, il ne se- rait pas possible d'obtenir une démagnétisation complète. La fréquence du champ démagnétisant est normalement la fréquencedu réseau électrique (50Hz), mais on peut la réduire pour diminuer l'effet des courants de Foucault se dévelop- pant dans les aimants métalliques. La démagnétisation est normalement effec- tuée par un champ ayant la même direction que la magnétisation préexistante. L'appareil démagnétiseur par charge de condensateurs est conçu sur le principe de l'obtention du champ démagnétisant au moyen de la décharge os- cillante d'une batterie de condensateurs sur une bobine de démagnétisatioir. En variant la tension des condensateurs on peut varier l'amplitude du champ démagnétisant et en variant la valeur d'une résistance contenue dans l'appareil démagnétiseur on peut varier la fréquence des oscillations et ainsi la décré- mentation du champ démagnétisant dans le temps. De ce fait, en changeant l'am- plitude du champ démagnétisant et en décrémentant ledit champ, on peut obtenir des cyles d'hystérésis ayant une amplitude progressivement décroissante qui dé- terminent la démagnétisation des aimants. Même si ces systèmes ont permis d'obtenir des performances satisfai- 39 santes, ils présentent toutefois des inconvénients importants, dont le princi- pal est qu'ils nécessitent des réseaux de distribution de haute capacité de courant difficiles à réaliser et souvent encombrants. La présente invention se propose de réaliser un dispositif basé sur un procédé de démagnétisation des aimants permanents, par décharge de condensa- teurs, qui ne nécessite pas de réseau de distribution de haute capacité de cou- rant et permettant de réaliser des appareils de démagnétisation de petite dimen- sion et de coût réduit pour les applications industrielles. Plus particulièrement, le procédé de démagnétisation des aimants per- manents selon la présente invention est caractérisé en ce que l'on fait circu- ler, dans une bobine entourant les aimants, des impulsions de courant continu ayant une polarité oppposée et une amplitude décroissante, lesdites impulsions étant obtenues au moyen de la décharge d'une batterie de condensateurs. Selon une forme de réalisation du procédé de la présente invention, l'inversion de polarité est obtenue par des interrupteurs statiques constitués par des diodes contrôlées (SCR), commandés par un compteur du nombre de déchar- ges des condensateurs, au moyen d'impulsions de libération engendrées par un circuit monostable. L'amplitude décroissante des impulsions dç démagnétisation est obte- nue par le compteur du nombre des décharges des condensateurs qui-fait changer la prédisposition ou l'affichage du niveau de charge de la batterie de conden- sateurs, en partant du niveau le plus haut pour arriver jusqu'au niveau zéro. Le circuit de démagnétisation selon la présente invention, comprenant un pont redresseur de courant relié au réseau et une batterie de condensateurs est caractérisé en ce qu'il comporte, entre la batterie de condensateurs et la bobine de démagnétisation deux groupes d'interrupteurs statiques ayant des sens de conduction opposés, des moyens pour afficher le niveau de la charge desdits condensateurs, des moyens pour compter le nombre de décharges prédéterminées et nécessaires à la démagnétisation, et pour décrémenter en même temps le ni- veau de charge affiché des condensateurs jusqu'à zéro, de telle manière que les impulsions de décharge des condensateurs présentent une intensité de cou- rant décroissant jusqu'à zéro, et un moyen pour commuter alternativement les deux groupes d'interrupteurs statiques pour renverser alternativement le sens de conduction de courant. Selon une autre forme de réalisation de la présente invention, le circuit de démagnétisation comporte des moyens pour permettre de magnétiser les aimants permanents démagnétisés. L'invention sera décrite de manière plus détaillée en référence à une forme de réalisation préférée et au dessin annexé dans lequel 39 la figure 1 représente un schéma blocs du circuit de démagnétisation et de magnétisation d'aimants permanents selon l'invention, et les fi-ures 2 & 3 représentent respectivement un diagramme schématique des impulsions de démagnétisation et de magnétisation. En se référant auxdessins,la figure 1 représente le circuit de déma- gnétisation de la présente invention permettant également la magnétisation d'ai- mants permanents démagnétisés. Le réseau R est relié à un pont redresseur à dio- des dont les sorties de courant continu 3 et 4 sont connectées à une bobine de magnétisation-démagnétisation 2. Entre le pont redresseur 1 et la bobine 2 est connectée une batterie de condensateurs 5 (représentée d'une manière schématique par un condensateur unique) branchée aux bornes des lignes de courant continu 3 et 4 et, en aval de cette batterie sont connectés deux groupes d'interrupteurs statiques A et B, formés par des diodes contrôlées SCR, montées dans le circuit de manière à permettre la conduction du courant selon des sens alternés opposés au moyen des conducteurs 6 et 7. Le pont redresseur 1 est relié au réseau R par l'intermédiaire d'un interrupteur de charge statique 10. Les diodes contrôlées SCR du groupe A sont reliées à un circuit de libération de la décharge 12 par des conducteurs 9. Aux bornes du réseau R on a également relié une alimentation basse tension 13 prévue pour fournir la basse tension nécessaire à l'alimentation des circuits de commande des décharges et de l'intensité desdites décharges. Cette alimentation 13 est reliée par une ligne 16 à un circuit bistable de dé- magnétisation 14 par l'intermédiaire d'un interrupteur d'enclenchement comman- dant le début de la démagnétisation. La sortie 17 du circuit bistable de démagné- tisation 14 est reliée à un sélecteur du mode de fonctionnement 18, lequel fonc- tionne pour afficher ou sélectionner le mode opératoire de la démagnétisation ou de la magnétisation, sa sortie étant reliée à un générateur de rampe 20 dont la sortie 22, appliquée à un circuit de contrôle de décharge non dissipative 21, commande l'interrupteur 10 de charge de la batterie de condensateurs 5. En outre le générateur de rampe 20 est relié à un comparatdur 23 du niveau de charge de la batterie de condensateurs, lui-même relié à un circuit d'affichage 24 de ce niveau, de manière que le comparateur 23 soit apte à signaler et à interrompre la charge des condensateurs 5 chaque fois que l'on obtient la valeur affichée dans le circuit d'affichage 24 du niveau de charge. Un compteur 25 compte le nombre de décharges des condensateurs et est relié, d'un c6té à un circuit monostable 26 relié au comparateur 23 et prévu pour produire des impulsions rectangulaires de libération de la décharge et d'in- crémentation du compteur de démagnétisation 25 et, de l'autre c6té au circuit d'affichage 24 du niveau de charge des condensateurs 5. Le compteur 25 pour la 39 démagnétisation est relié aux deux circuits de libération de décharge 11 et 12 et par suite le signal fourni par le compteur 25 à travers le circuit de libéra- tion 11 pour le groupe de diodes A, ou à travers le circuit de libération 12 dé- terminera la décharge dé la batterie de condensateurs 5 dans un sens ou dans 1' autre à travers la bobine 2. Une sortie 27 du compteur 25 fournira un signal de remise à zéro au circuit bistable de démagnétisation 14 qui sera désarmé de ma- nière à interrompre le cycle de démagnétisation. Dans le circuit décrit ci-dessus on a également prévu des moyens pour permettre alternativement la magnétisation des aimants fonctionnant selon la mé- thode conventionnelle pour la génération de décharges ayant la même polarité et une intensité de courant constante. En effet, la ligne 16 est reliée à un bistable de magnétisation 28 ap- te à être activé par un poussoir 29 et ayant sa sortie reliée au sélecteur du mode de fonctionnement 18 pour sélectionner l'opération de magnétisation. Par rapport à la partie restante, le circuit est identique à celui décrit ci-dessus la différence étant que seul le groupe A sera commandé par des interrupteurs SCR, et de ce fait on aura seulement des impulsions ayant une polarité à travers la bobine 2. Dans ce but, une sonde Hall 32 est prévue pour détecter le nombre de décharges de la batterie de condensateurs 5 qui envoit ses impulsions, au moyen du conducteur 33, à un compteur 31 apte à compter le nombre de décharges pour la magnétisation et qui, après avoir terminé son cycle de comptage fourni- ra à sa sortie 34 un signal de remise à zéro au circuit bistable 29 qui commande la fin du cycle de magnétisation. La figure 2 représente d'une manière schématique les impulsions de dé- magnétisation. L'axe des ordonnées représente l'intensité du courant positif ou négatif et l'axe des X représente le temps en secondes. Comme on peut le remar- quer, ces impulsions ont alternativement une polarité opposée et leur intensité diminue avec le temps. On a trouvé que, en employant des impulsions ayant une durée de 5-20ms, on peut obtenir une démagnétisation en 20 s. environ. La figure 3 représente d'une manière-schématique le même diagramme mais pour les impulsions de magnétisation. Comme on peut le remarquer, ces im- pulsions ont la même polarité et leur intensité est toujours constante. Même dans ce cas, en employant des impulsions ayant une durée de 5-20ms, on obtient la magnétisation en 7 s. environ. Le fonctionnement pour la démagnétisation est le suivant: en préle- vant l'énergie nécessaire du réseau de distribution R (110-220-380V 50-60 Hz) monophasé, on redresse la tension au moyen du pont redresseur 1. L'interrupteur statique 10 contrSlé par le dispositif de contrSle de phase 21 augmentera d'une manière graduelle la tension du pont et chargera ainsi la batterie de condensa- 39 teurs 5 d'une manière graduelle et non dissipative (voir la rampe de O à 300 V). Le niveau de la charge est contr8lé par le comparateur 23 qui signalera et ar- rêtera ladite charge chaque fois que l'on obtient la valeur en 24. Le compara- teur 23 commandera en outre la décharge des condensateurs 5 dans la bobine 2 en désactivant en meme temps l'interrupteur de charge 10. L'impulsion de libération de la décharge fournie par le monostable 26 commande la décharge des condensateurs et en outre incrémentera le compteur 25 du nombre de décharges prédéterminées et nécessaires pour la démagnétisation. Ces décharges peuvent varier de 5 à un nombre maximum non défini. Le compteur ouvre, au moyen des circuits de libération 11 et 12, alternativement, les interrupteurs statiques A et B formés par les diodes contrôlées (SCR). En pro- voquant alternativement l'ouverture des interrupteurs A et B, le sens de circu- lation du courant de démagnétisation de la bobine 2 sera alternativement inver- sé. Le compteur 25, lorsque son comptage augmente, provoque la variation de l'affichage du niveau de charge de la batterie de condensateurs 5, en partant du niveau le plus haut et en arrivant jusqu'au niveau zéro. Lorsque le compteur arrive au nombre de décharges prédéterminées, il fournit un signal de fin du cycle de démagnétisation et désactive le bistable de démagnétisation 14. Ce même circuit, lorsqu'il fonctionne comme un magnétiseur, provoque la décharge d'impulsions ayant la même polarité et une amplitude constante sur la bobiné 2. Le nombre des impulsions de magnétisation est compté par le compteur 31 qui prélève l'information au moyen d'une sonde Hall 32 mise sur le conducteur de dé- charge. Bien entendu, le circuit précédent est décrit à titre d'exemple non limitatif et, de ce fait, est susceptible de nombreuses modifications et varia- tions à la portée de l'homme de l'art sans dépasser le cadre de la présente 26 invention. REVENDICATIONS 1. Procédé de démagnétisation d'aimants permanents, caractérisé en ce que l'on fait circuler, dans une bobine entourant les aimants, des impulsions de courant continu ayant une polarité alternativement opposée et une amplitude décroissante, lesdites impulsions étant obtenues par la décharge d'une batterie de condensateurs. 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'inversion de polarité est obtenue au moyen d'interrupteurs statiques formés par des diodes contrôlées (SCR) commandées par un compteur du nombre de décharges des condensa- teurs au moyen d'impulsions de libération engendrées par un monostable. 3. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, ca- ractérisé en ce que l'amplitude décroissante des impulsions de démagnétisation est obtenue par le compteur du nombre de décharges des condensateurs qui, en augmentant son comptage, fait varier la prédisposition du niveau de charge de la batterie de condensateurs, en partant du niveau le plus haut jusqu'au niveau zéro. 4. Dispositif de démagnétisation pour la mise en oeuvre du-procédé se- lon l'une quelconque des revendications précédentes, comprenant un pont redres- seur de courant relié au réseau électrique et une batterie de condensateurs, ca- ractérisé en ce qu'il comporte entre la batterie de condensateurs (5) et la bo- bine de démagnétisation (2), deux groupes d'interrupteurs statiques disposés (A et B) ayant des sens de conduction opposés et des moyens (24) pour afficher ou régler le niveau de charge des condensateurs, des moyens (25) pour compter le nombre de décharges prédéterminées nécessaires pour la démagnétisation et pour décrémenter, en même temps, le niveau de charge affiché des condensateurs jusqu'au zéro, de manière que les impulsions de décharge desdits condensateurs soient aptes à présenter une intensité de courant décroissante jusqu'à arriver à zéro et un moyen (26) pour commuter alternativement les deux groupes d'inter- rupteurs statiques pour renverser alternativement le sens de conduction du cou- rant. 5. Dispositif selon la revendication 4, caractérisé en ce que les moyens pour compter le nombre de décharges des condensateurs (5) comportent un compteur (25) qui, en augmentant son comptage, fait diminuer le niveau de charge des condensateurs. 6. Dispositif selon la revendication 4, caractérisé en ce que le moyen pour faire commuter alternativement les deux groupes d'interrupteurs statiques (A et B) pour renverser leur sens de conduction comporte un circuit monostable 37 (26) commandant le compteur des décharges et par des circuits de libération. 7. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 4 à 6, carac- térisé en ce qu'il comprend des moyens (28) pour magnétiser lesdits aimants per- manents. 8. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 4 à 7, carac- térisé en ce qu'il comprend des moyens non dissipatifs pour la charge de la batterie de condensateurs, pour permettre de réduire l'encombrement des appareils 7 de démagnétisation et magnétisation.