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用于消除残余应力的电流脉冲控制系统技术方案

技术编号:9761505 阅读:95 留言:0更新日期:2014-03-14 17:46
用于消除残余应力的电流脉冲控制系统,包括控制器、充电模块、放电模块和放电电极,充电模块包括多个并联的充电单元,每个充电单元分别包括各自的接触器和充电电容模块,每个充电单元中接触器与充电电容模块串联;放电模块包括多个放电开关和电感,每个充电单元连接一个放电开关,电感与放电电极串联;放电电极一端与电感连接,另一端连接于充电电容模块的并联端;控制器控制各个接触器顺序导通,接触器导通时放电开关关闭,充电单元进入充电状态;控制器控制各个放电开关顺序导通,放电开关导通时接触器断开,放电模块发出电流脉冲。本发明专利技术具有电流脉冲产生频率较高且调节范围较大的优点。

【技术实现步骤摘要】
用于消除残余应力的电流脉冲控制系统
本专利技术涉及一种用于消除残余应力的电流脉冲控制系统。技术背景机械零件在加工制造的过程中,不可避免地会产生残余应力,严重影响工件的机械性能,例如材料的强度、抗腐蚀性、尺寸精度和使用寿命等,不合理的应力状态,往往会降低材料的性能。中国专利申请200710012265. 3号,披露了一种消除钢中残余应力的方法,该方法中产生脉冲电流的装置由脉冲发生器和示波器组成,脉冲电流发生器包括电流探测线圈,电容器组,放电开关以及控制电路、触发电路和充电电路等,控制电路用于控制充电电路和触发电路的启闭。工作时,控制电路发出指令给充电电路,为电容器组充电完成后,控制电路再发出指令给触发电路使放电开关闭合,由电容器组放电产生脉冲电流,对样品进行处理,电流探测线圈外接示波器,脉冲电流的波形和基本参数由TDS3012型示波器测定。这种脉冲电流发生器的缺点在于:1)必须在充电完成后才能产生脉冲电流,两个脉冲电流间隔时间长,脉冲产生的频率低且不可调。2)只能产生振荡衰减波形这一种脉冲电流波形,难以适应不同截面积的工件和材料。3)无法控制单个脉冲的作用时间。
技术实现思路
为了克服现有的脉冲发生器存在的脉冲产生的频率低且不可调的缺点,本专利技术提供了一种电流脉冲产生频率较高且调节范围较大的用于消除残余应力的电流脉冲控制系统。用于消除残余应力的电流脉冲控制系统,包括控制器、有电源输入的充电模块、用于对工件释放电流脉冲的放电模块和放电电极,其特征在于:充电模块包括多个并联的充电单元,每个充电单元分别包括各自的接触器和充电电容模块,每个充电单元中接触器与充电电容模块串联; 放电模块包括多个放电开关和电感,每个充电单元连接一个放电开关,每个放电开关包括各自的第一接线端子和第二接线端子,第一接线端子与对应充电单元的接触器连接,所有放电开关的第二接线端子均与电感连接,电感与放电电极串联; 放电电极一端与电感连接,另一端连接于充电电容模块的并联端; 控制器控制各个接触器顺序导通,接触器导通时放电开关关闭,充电单元进入充电状态;控制器控制各个放电开关顺序导通,放电开关导通时接触器断开,放电模块发出电流脉冲。进一步,放电开关为大功率双向可控硅开关,允许电流双向流通。进一步,所述的电流脉冲控制系统具有波形控制单元,波形控制单元与电感和放电电极形成的串联电路并联,波形控制单元包括串联连接的第一电阻,滤波二极管和波形控制开关,波形控制开关闭合时,放电模块输出直流衰减脉冲;波形控制开关断开时,放电模块输出振荡交流脉冲。进一步,所述的电流脉冲控制系统具有辅助电容,辅助电容与充电模块并联。进一步,每个充电电容模块并联有各自的卸荷单元,每个卸荷单元包括卸荷电阻和卸荷开关,卸荷电阻和卸荷开关串联。进一步,卸荷开关的数量为多个,卸荷电阻的数量为一个,卸荷电阻一端与卸荷开关连接,另一端与充电电容模块的并联端连接,每个卸荷开关连接一个充电电容模块。进一步,所述的电流脉冲控制系统具有电源调整模块,电源调整模块包括调压升压电路和整流滤波电路,整流滤波电路的输出作为充电模块的输入电源;调压升压电路与整流滤波电路之间通过变压器线圈耦合;整流滤波电路与充电模块之间控制开关,控制开关与整流滤波电路串联。进一步,充电电容模块包括至少两个电容支路,至少一个电容支路具有选择开关,切换选择开关的通断状态,改变充电电容模块的电容值。本专利技术的技术构思是:根据典型RLC放电电路中电流表达式的分析,利用调压升压电路调节充电电压,控制电流密度的幅值。通过调节充电电容模块的电容值大小控制单个电流脉冲作用的时间。通过控制器控制多路充电单元的充电时间、充电顺序、放电模块的放电时间以及放电顺序,控制通过工件的电流脉冲周期,以及电流脉冲的个数;通过与工件并联的波形控制电路控制电流脉冲的形状。分析电容放电的RLC回路,根据基尔霍夫定律和电路元器件特性,二阶常微分方程描述:本文档来自技高网...

【技术保护点】
用于消除残余应力的电流脉冲控制系统,包括控制器、有电源输入的充电模块、用于对工件释放电流脉冲的放电模块和放电电极,其特征在于:充电模块包括多个并联的充电单元,每个充电单元分别包括各自的接触器和充电电容模块,每个充电单元中接触器与充电电容模块串联;放电模块包括多个放电开关和电感,每个充电单元连接一个放电开关,每个放电开关包括各自的第一接线端子和第二接线端子,第一接线端子与对应充电单元的接触器连接,所有放电开关的第二接线端子均与电感连接,电感与放电电极串联;放电电极一端与电感连接,另一端连接于充电电容模块的并联端;控制器控制各个接触器顺序导通,接触器导通时放电开关关闭,充电单元进入充电状态;控制器控制各个放电开关顺序导通,放电开关导通时接触器断开,放电模块发出电流脉冲。

【技术特征摘要】
1.用于消除残余应力的电流脉冲控制系统,包括控制器、有电源输入的充电模块、用于对工件释放电流脉冲的放电模块和放电电极,其特征在于:充电模块包括多个并联的充电单元,每个充电单元分别包括各自的接触器和充电电容模块,每个充电单元中接触器与充电电容模块串联; 放电模块包括多个放电开关和电感,每个充电单元连接一个放电开关,每个放电开关包括各自的第一接线端子和第二接线端子,第一接线端子与对应充电单元的接触器连接,所有放电开关的第二接线端子均与电感连接,电感与放电电极串联; 放电电极一端与电感连接,另一端连接于充电电容模块的并联端; 控制器控制各个接触器顺序导通,接触器导通时放电开关关闭,充电单元进入充电状态;控制器控制各个放电开关顺序导通,放电开关导通时接触器断开,放电模块发出电流脉冲。2.如权利要求1所述的用于消除残余应力的电流脉冲控制系统,其特征在于:放电开关为大功率双向可控硅开关。3.如权利要求1或2所述的用于消除残余应力的电流脉冲控制系统,其特征在于:所述的电流脉冲控制系统具有波形控制单元,波形控制单元与电感和放电电极形成的串联电路并联,波形控制单元包括串联连接的第一电阻,滤波二极管和波形控制开关,波形控制开关闭合时,放电模块输出直流衰...

【专利技术属性】
技术研发人员:何闻潘龙顾邦平邓国辉洪起庹青林杨争雄郝凌凌
申请(专利权)人:浙江大学
类型:发明
国别省市:

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