Установка для магнитно-импульсного деформирования Советский патент 1992 года по МПК B21D26/14 

Изобретение относится к обработке металлов давлением, а именно к магнитно- импульсной обработке и может быть использовано в приборостроении и машиностроении.

Целью изобретения является повышение эффективности и надежности.

На фиг.1 представлена схема установки для магнитно-импульсного деформирования; на фиг.2 - то же, с вспомогательными выпрямителями и накопителями; на фиг.З - график зависимости тока нагрузки от времени (форма импульса).

Установка для магнитно-импульсного деформирования содержит емкостный накопитель 1 энергии, индуктор (нагрузку) 2, соединенный параллельно с емкостным накопителем 1 энергии через коммутирующий

элемент 3, повышающий трансформатор 4 и выпрямитель 5 (фиг.1).

Коммутирующий элемент 3 выполнен в виде реверсивно включаемого динистора. Дополнительный емкостный накопитель 6 через дополнительный коммутирующий элемент 7 подключен к катоду реверсивно включаемого динистора параллельно индуктору 2, Основной выпрямитель 5 включен между повышающим трансформатором 4 и основным емкостным накопителем, а дополнительный выпрямитель 8 - между повышающим трансформатором 4 и дополнительным емкостным накопителем 6.

Цепи разряда накопителей 1 и 6 образуют с нагрузкой 2 замкнутые контуры,

Емкость сснивного накопителя энергии больше емкости дополнительного накопителя.

Схема магнитно-импульсной установки (фиг.2) дополнительно содержит п вспомогательных накопителей 9i-9n, которые через диоды 10i-10n подключены параллельно емкостному накопителю 1. Емкости 9i-9n через выпрямители 11i-11n подключены к выводам трансформатора 4. Цепи разряда вспомогательных накопителей образуют с нагрузкой 2 замкнутые контуры.

Емкость Ci первого вспомогательного накопителя 9 больше емкости Сп n-го вспомогательного накопителя 9п.

Установка работает следующим образом.

Накопитель 1 заряжается от трансформатора 4 через выпрямитель 5. Одновременно с ним заряжается дополнительный накопитель 6 через выпрямитель 8. Когда требуемая энергия набрана, включается дополнительный коммутатор 7. Происходит разряд накопителя 6 на нагрузку 2. В течение короткого промежутка времени, определяемого величиной емкости 6 и напряжением на ней, а также параметрами нагрузки 2 на участке анод - катод, реверсивно включенным динистором создается обратное смещение напряжения. Происходит открытие динистора и ток накопителя 1 течет в нагрузку 2,

Открытию коммутатора на динисторе способствует превышение напряжения на дополнительном емкостном накопителе по отношению к основному накопителю (ид Uo). Соотношение между емкостями накопителей 1 и 6, при котором Со Сд позволяет видоизменить форму импульса и избежать высокочастотных колебаний. Форма тока в нагрузке приведена на фиг.З.

При включении вспомогательных накопителей их заряд осуществляется одновременно с накопителями 1 и 6.

Разряд вспомогательных накопителей 9i-9n происходит последовательно после снижения напряжения на предыдущем накопителе, т.е. Ui ... Un. Монотонный характер тока в нагрузке достигается выбором величины емкостей, при котором Ci ...Cn. Включение вспомогательных накопителей происходит в моменты времени Ti и Т2 при наличии вспомогательных накопителей.

Использование реверсивно включаемого динистора в магнитно-импульсных установках упрощает устройство коммутатора, не требует сложных технических решений

по его запуску. Отсутствие индуктивности в цепи разряда накопителя повышает энерговыделение на нагрузке, тем самым увеличивает КПД.

Совмещение условий для запуска динистора с формированием переднего фронта импульса тока в нагрузке упрощает конструкцию всей установки и повышает ее эффективность и надежность.

Независимый заряд накопителей 1 и 6

через выпрямители 5 и 8 соответственно повышает надежность установки и увеличивает диапазон изменения формы импульса тока.

Ргсширению диапазона изменения

формы импульса служит и введение в установку вспомогательных емкостей с диодами в цепях заряда и разряда.

35

Формула изобретения

1. Установка для магнитно-импульсного деформирования, содержащая емкостный накопитель энергии, индуктор, соединенный параллельно с емкостным накопителем

0 энергии через коммутирующий элемент, повышающий трансформатор и выпрямитель, отличающаяся тем, что, с целью повышения эффективности и надежности, онз снабжена дополнительными коммути5 рующим элементом, емкостным накопителем и выпрямителем, при этом коммутирующий элемент выполнен в виде реверсивно включаемого динистора, дополнительный емкостный накопитель через до0 полнительный коммутирующий элемент подключен к катоду реверсивного включаемого динистора параллельно индуктору, основной выпрямитель смонтирован между повышающим трансформатором и основ5 ным емкостным накопителем, а дополнительный выпрямитель - между повышающим трансформатором и дополнительным емкостным накопителем, а емкости накопителей связаны между собой соотношением

Со Сд,

где Со емкость основного накопителя;

Сд - емкость дополнительного накопителя.

2. Установка по п.1,отличающаяся тем, что она снабжена вспомогательными выпрямителями и емкостными накопителями, причем каждый вспомогательный емкостный накопитель подключен параллельно емкостному накопителю, вспомогательные емкостные накопители разделены диодами, включенными в прямом направлении по отношению к основному емкостному накопи0

телю, вспомогательные выпрямители включены в прямом направлении между повышающим трансформатором и соответствующим вспомогательным емкостным накопителем, а емкости вспомогательных накопителей связаны между собой соотношением

Ci ... Сп,

где Ci - емкость первого вспомогательного накопителя;

Сп - емкость n-го вспомогательного накопителя;

л - количество вспомогательных накопителей,

Использование: приборостроение и машиностроение для осуществления технологических операций. Установка для маг- нитно-импульсного деформирования содержит емкостной накопитель энергии, индуктор, соединенный параллельно с емкостным накопителем энергии через комму- тирующий элемент, повышающий трансформатор, выпрямитель, коммутирующий элемент выполнен в виде реверсивно включаемого динистора. Дополнительный емкостный накопитель через дополнительный коммутирующий элемент подключен к катоду реверсивно включаемого динистора параллельно индуктору. Основной выпрямитель включен между повышающим трансформатором и основным емкостным накопителем, а дополнительный выпрямитель - между повышающим трансформатором и дополнительным емкостным накопителем. Цепи разряда накопителей образуют с нагрузкой замкнутые контуры. Емкость основного накопителя энергии больше емкости дополнительного накопителя. Накопитель заряжается от трансформатора через выпрямитель. Одновременно заряжается , дополнительный накопитель через выпрямитель. Когда требуемая энергия набрана, включается дополнительный коммутатор. Происходит разряд накопителя на индуктор. В течение короткого промежутка времени, определяемого величиной емкости, а также параметрами нагрузки на участке анод - катод динистора, создается обратное смещение напряжения. Произойдет открытие динистора и ток накопителя потечет в индуктор. 1 з.п. ф-лы, 3 ил. (Л С xi со

4

3

-Ok

78

Фиг.1

Фиг.2

TI

Фиг.З