[实用新型]一种电流突变引发电磁吸引力成形金属板料的装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及电磁成形领域，特别是一种电流突变引发电磁吸引力成形金属板料的装置。

背景技术

电磁成形主要应用于导电材料的成形制造工艺中，是一种利用电能转化为磁场能成形金属板料的方法，传统的电磁成形设备往往利用电磁排斥力，如中国专利公开号为CN101406913A的文献介绍的金属板料电磁成形装置，包括线圈、集磁器、工件与成形模具。线圈外部装配集磁器置于工件的一侧，集磁器有效集磁的工作面靠近工件。而成形模具则位于工件的另一侧，成形时在线圈中通过脉冲大电流，在线圈与工件之间产生排斥力推动工件向模具运动使工件贴紧模具，以此成形工件。

但在遇到成形工件为封闭区域蒙皮或覆盖件的工况时，所述的电磁成形设备的缺点就呈现出来，首先电磁成形设备的模具与线圈分别置于工件的两边，使得设备整体分为两个部分不方便操作；成形需要在反向设置模具需要先行拆卸覆盖件，工艺和操作都变复杂。

发明内容

有鉴于此，本实用新型的目的是提供一种电流突变引发电磁吸引力成形金属板料的装置，简化操作。

本实用新型采用以下方案实现：一种电流突变引发电磁吸引力成形金属板料的装置，具体包括执行部分与电源系统；所述的执行部分包括工作线圈、模具、金属板料，所述的模具设置在所述的工作线圈与金属板料之间，所述工作线圈与模具固定连接在一起作为执行器；所述电源系统包括控制系统、储能系统、充电回路、放电回路，所述充电回路连接在所述储能系统两端，所述放电回路两端也连接在所述储能系统两端，所述控制系统与所述充电回路、放电回路电性连接，所述的工作线圈与所述的放电回路电性连接。

较佳的，电源系统在放电回路中施加一个缓慢上升的电流，并在电流到达峰值时突变，这一电流作用在与放电回路串联的线圈中，在线圈周围产生一个感应磁场，并致使金属板料中产生一个感应涡流与线圈中电流方向一致，金属板料向工作线圈移动，受到模具的限制成形为指定的形状。

进一步的，所述的工作线圈包括缠绕成盘形的铜线以及包覆在所述铜线外侧的绝缘材料，所述铜线的两端作为所述工作线圈的两输入端与放电回路相连。

进一步的，所述的放电回路包括放电开关K2与电流突变模块，所述的放电开关K2与所述工作线圈串联在一起，包含所述放电开关K2与所述工作线圈的支路连接在储能系统的两端；所述电流突变模块连接在所述工作线圈两端；所述放电开关K2以及电流突变模块与所述控制系统电性相连。

较佳地，其中所述的电流突变模块为快速短路开关K3，也可以为相互串联的辅助电容器C3’与快速开关K3’。所述快速短路开关K3或K3’为晶闸管可控硅开关。

特别的，所述的电流突变模块还可以为熔断开关K3”，此时所述电流突变模块与所述工作线圈串联。所述的熔断开关K3”包含熔断器进行断路。

进一步的，所述的充电回路包括依次相连的充电开关K1、整流滤波模块、逆变电路模块、高频脉冲变压模块以及最终整流模块。

其中，所述整流滤波模块包括一第一低频整流桥、限流电阻R2、滤波电容C_Z以及限流开关K4，工频交流电通过所述充电开关K1与所述第一低频整流桥的输入端相连，所述第一低频整流桥的负输出端连接至所述限流电阻R2的一端，所述限流电阻R2的另一端连接至所述滤波电容C_Z的一端，所述第一低频整流桥的正输出端连接至所述滤波电容C_Z的另一端，所述限流开关K4的两端分别与所述限流电阻R2的两端相连，其中所述充电开关K1以及所述限流开关K4均与所述控制系统电性相连；

其中，所述逆变电路模块包括第一桥臂电容C1、第二桥臂电容C2、第一功率保护模块、第二功率保护模块、第一主功率管T_r1、第二主功率管T_r2，其中第一桥臂电容C1、第二桥臂电容C2、第一主功率管T_r1以及第二主功率管T_r2共同构成半桥形式，所述第一功率保护模块以及第二功率保护模块分别并联在第一主功率管T_r1的集电极与发射极以及第二主功率管T_r2的集电极与发射极；其中所述第一功率保护模块以及第二功率保护模块均包括相互串联的一电阻与一电容，所述电阻的两端并接有一功率二极管；

其中，所述高频脉冲变压模块包括初级绕组、铁芯以及次级绕组，所述初级绕组的两端分别与所述逆变电路模块中第一桥臂电容C1与第二桥臂电容C2的连接点以及第二主功率管T_r2的集电极，所述次级绕组的两端与所述最终整流模块相连；