АППАРАТУРНОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ ЭЛЕКТРОСТИМУЛИРОВАННОЙ ОБРАБОТКИ МЕТАЛЛОВ*

摘要

Для создания современного механического оборудования требуются новые конструкционные материалы с высокими технологическими и эксплуатационными характеристиками, которых нельзя достичь традиционными методами. Перспективы развития технологий формоизменения сталей во многом связаны с использованием внешних энергетических воздействий, в частности, мощных токовых импульсов, формируемых генераторами мощных однополярных импульсов тока амплитудой до 10-15 кА, частотой воспроизведения до 400 Гц и длительностью импульса до 100 мкс. Недостатками таких генераторов, препятствующими их широкому применению в промышленности, являются низкий КПД и значительное потребление электроэнергии из сети переменного тока, а также невозможность регулирования энергосиловых параметров. В работе приведено описание лишенного вышеуказанных недостатков генератора мощных однополярных импульсов, содержащего зарядное устройство, подключенное к силовым конденсаторам, и тиристорный ключ, разряжающий конденсаторы на низкоомную нагрузку. С целью снижения мощности, потребляемой из сети, в схему генератора введено устройство перезаряда на тиристоре, подключенном встречно-параллельно тиристорному ключу. Для реализации возможности регулирования амплитуды импульса и увеличения его мощности вместо нерегулируемого источника постоянного тока в зарядном устройстве используются два нереверсивных, включенных последовательно и однонаправленно тиристорных преобразователя, которые позволяют получать регулируемое напряжение на силовых конденсаторах. С целью оптимизации процесса заряда конденсаторов выполнена двухконтурная система подчиненного регулирования параметров генератора импульсов с внешним контуром регулирования напряжения и внутренним контуром регулирования тока заряда конденсаторов. Выполнена модель предложенного генератора в среде 《Матлаб, Симулинк》. Модель адекватна реальному генератору импульсов, используемому в СибГИУ для исследования электростимулированной пластической деформации металлов и сплавов. Разработанная модель позволила улучшить технические характеристики и режимы работы устройства. Преимуществом модернизированного генератора по сравнению с аналогами является значительное снижение мощности, потребляемой из сети, а также возможность регулирования напряжения заряда конденсаторов до 600 В в диапазоне частот воспроизведения импульса до 400 Гц. Генератор можно использовать в промышленных целях, в частности, в прокатном производстве для волочения проволоки из труднодеформируе-мых сталей.