DE3812458A1

DE3812458A1 - Vorrichtung zur magnet-impuls-behandlung von ferromagnetischen werkstoffen

Info

Publication number: DE3812458A1
Application number: DE19883812458
Authority: DE
Inventors: Ljubomir Pavlov Dipl I Alipiev; Emil Nikolov Dipl Ing Dimitrov; Danail Pavlov Dipl Ing Alipiev; Valentin Nikolov Dipl Nikolov; Peter Konstantinov Dip Galabov
Original assignee: MASINOSTROITELEN EKSPERIMENTAL
Current assignee: MASINOSTROITELEN EKSPERIMENTAL
Priority date: 1988-04-14
Filing date: 1988-04-14
Publication date: 1989-10-26

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur Magnet- Impuls-Behandlung von ferromagnetischen Werkstoffen der im Oberbegriff des Patentanspruchs beschriebenen, aus der BG- A 38 909 bekannten Art.

Ein Nachteil der bekannten Vorrichtung besteht in der ge ringen Effektivität der Behandlung der Werkstoffe wegen un zureichend guter Eigenschaften des Magnetfeldes, die sich in einer begrenzten magnetischen Induktion, Arbeitsfrequenz und Homogenität bemerkbar machen. Dieser Nachteil ist eine Folge des Vorhandenseins eines parasitären Magnetfeldes wäh rend des Aufladens jedes Kondensators des Leistungsinduktors durch die Windung bzw. Wicklung der Induktorspule des ent sprechenden Schaltkreises. Infolgedessen sind die funktionel len Möglichkeiten der Vorrichtung hinsichtlich des Spektrums der Durchmesser der zu behandelnden Werkstücke gering, da es unmöglich ist, die Induktorspule mit größerem Durchmesser auszuführen. Ein anderer Nachteil liegt darin, daß eine glei che Verschleißbeständigkeit der behandelten Werkstoffe nicht garantiert werden kann, selbst wenn diese anfänglich einen gleichen physikalischen und mechanischen Zustand haben.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung für die Magnet-Impuls-Behandlung ferromagnetischer Werkstof fe zu schaffen, durch die sich eine erhöhte Effektivität der Behandlung erzielen läßt und durch die die funktionellen Mög lichkeiten erweitert werden können.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im Patentan spruch beschriebene Vorrichtung gelöst.

Da bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung die Parameter des Magnetfeldes verbessert sind, lassen sich mit ihr eine er höhte Effektivität und erweiterte funktionelle Möglichkeiten erreichen. Dies macht sich in einem vergrößerten Spektrum der Durchmesser der zu behandelnden Werkstücke und in ver hältnismäßig gleichen physikalischen und mechanischen Eigenschaften der Werkstücke bei gleichem Ausgangszustand bemerkbar.

Ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Magnet-Impuls-Behandlung ferromagnetischer Werkstücke wird anhand der Zeichnung erläutert. Diese zeigt ein Block schaltbild der Vorrichtung.

Die Vorrichtung enthält einen Hochspannungsgleichrichter 1, dessen Wechselstromeingang mit einem (nicht gezeigten) Netz verbunden ist, sowie einen Leistungsinduktor 2 und einen Steuerblock 3. Die beiden Speiseeingänge 4 und 5 des Leistungsinduktors 2 sind je über einen steuerbaren elek tronischen Schalter 8 bzw. 9 mit einem Ausgang 6 bzw. 7 des Gleichrichters 1 verbunden. Die Steuereingänge 10, 11 des Induktors 2 sind je mit einem Ausgang des Steuerblocks 3 verbunden. Der Leistungsinduktor 2 enthält zwei Schalt kreise 12, 13, die je eine Reihenschaltung aus einer Win dung bzw. Wicklung 14, 15 der Induktorspule (nicht gezeigt) und einem Thyristor (16 bzw. 17) enthalten. Parallel zu die ser Reihenschaltung ist ein Kondensator 18 bzw. 19 geschal tet. Die eine Seite des Kondensators 18 bzw. 19 und die Ka thode des Thyristors 16 bzw. 17 ist an Masse angeschlossen. Der gemeinsame Punkt der anderen Seite des Kondensators 18 bzw. 19 mit der Wicklung 14, 15 jedes Schaltkreises 12, 13 ist mit einem Speiseeingang 4 bzw. 5 des Leistungsinduktors 2 verbunden. Der Steuereingang jedes Schalters 8, 9 ist mit dem Ausgang eines Komparators 20 bzw. 21 verbunden, dessen Informationseingang mit dem gemeinsamen Punkt des Kondensa tors 18 bzw. 19 mit einer Windung 14 bzw. 15 des entsprechen den Schaltkreises 12, 13 verbunden ist. Der Vorgabeeingang eines jeden Komparators 20, 21 ist mit je einem Ausgang des Steuerblocks 3 verbunden. Der Leistungsinduktor 2 weist fer ner einen im Bereich der Spule angeordneten Geber 22 auf, der mit dem Befehlseingang des Steuerblocks 3 verbunden ist.

Die Vorrichtung arbeitet wie folgt:

Der Gleichrichter 1 erzeugt an seinen Ausgängen 6, 7 eine konstante Spannung, die zum Laden des Kondensators 18 bzw. 19 des Schaltkreises 12 bzw. 13 des Leistungsinduktors 2 erforderlich ist. Der Steuerungsalgorithmus wird durch den Steuerblock 3 vorgegeben, wobei beim Einlegen eines Werk stücks in die Induktorspule vom Geber 22 ein Befehlssignal zum Steuerblock 3 gegeben wird, der seinerseits ein Steuer signal für den Komparator 20 bzw. 21 und den Thyristor 16 bzw. 17 des Schaltkreises 12 bzw. 13 erzeugt. In Abhängig keit von dem dem Komparator 20 bzw. 21 zugeführten Steuer signal werden die Schalter 8, 9 geschlossen, so daß der Kondensator 18 bzw. 19 aufgeladen wird. Gleichzeitig wird dem Informationseingang des Komparators 20 bzw. 21 eine Spannung zugeführt, die proportional ist zum Momentanwert der Ladespannung des Kondensators 18 bzw. 19. Dem Vorgabe eingang jedes Komparators 20, 21 wird eine Spannung vorbe stimmter Größe zugeführt. Sind die Spannungen an den Ein gängen jedes Komparators 20, 21 gleich, so wird an dessen Ausgang ein Steuersignal für den Schalter 8 bzw. 9 erzeugt, der daraufhin ausschaltet.

Auf diese Weise wird die Ladespannung eines jeden Kondensa tors 18, 19 durch den Wert der Spannung des entsprechenden Ausganges 6, 7 des Gleichrichters 1 und die Zeit bestimmt, während der der Schalter 8 bzw. 9 eingeschaltet ist. Die Dauer des eingeschalteten Zustandes jedes Schalters 8, 9 wird durch den zugehörigen Komparator 20 bzw. 21 bestimmt und hängt vom Moment des Erreichens der Ladespannung jedes Kondensators 18, 19 des entsprechend vorgegebenen Werts ab. Nach dem Laden des Kondensators 18 bzw. 19 wird durch den Steuerblock 3 ein Steuerimpuls für den Thyristor 16 bzw. 17 erzeugt, der zu verschiedenen Zeitmomenten entsperrt wird, wonach der zugehörige Kondensator 18 bzw. 19 über die zuge hörige Windung 14, 15 der Induktorspule und den eingeschal teten Thyristor 16 bzw. 17 entladen wird. Der Entladestrom des Kondensators 18 bzw. 19 erzeugt beim Durchfließen der Windung 14 bzw. 15 einen Magnetimpuls, der auf das in die Induktorspule eingelegte Werkstück einwirkt. Weil der Kon densator 18 bzw. 19 jedes Schaltkreises 12, 13 in einem ge trennten Stromkreis angeordnet ist, durchfließt sein Lade strom die entsprechende Wicklung 14, 15 des Schaltkreises 12, 13, da während dieser Zeit der entsprechende Thyristor 16 bzw. 17 gesperrt ist. Infolgedessen ist die Wicklung 14, 15 nur an der Entladung des Kondensators 18, 19 beteiligt; dies ist die Einwirkung auf das zu behandelnde Werkstück. Deshalb kann die Induktorspule mit größerem Durchmesser ausgeführt und die Variationsbreite der Durchmesser der be handelten Werkstücke vergrößert werden.

Die vorgesehene Art der Aufrechterhaltung einer konstanten vorgegebenen Ladespannung für jeden Kondensator 18, 19 er möglicht es außerdem, daß die magnetische Induktion nicht von der magnetischen Permeabilität des Werkstoffes abhängig ist, die einen variablen Parameter darstellt, der von vie len Nebenfaktoren abhängig ist (Stahlart, Art der Wärmebe handlung u.a.). Die erzielte Kompensation, die durch das Aufrechterhalten einer konstanten Ladespannung des Konden sators 18, 19 und den Einfluß der magnetischen Permeabilität auf den Wert der magnetischen Induktion realisiert wird, be dingt die Möglichkeit der Erzielung eines gleichbleibenden Ausgangszustandes und gleicher physikalischer und mechani scher Eigenschaften des Werkstoffes bei gleichen Ausgangs eigenschaften.

Claims

Vorrichtung zur Magnet-Impuls-Behandlung von ferromagnetischen Werkstoffen, mit
- - einem Gleichrichter (1),
- - einem Steuerblock (3) und
- - einem Leistungsinduktor (2), der aufweist:
  - - eine Induktorspule mit zwei Windungen (14, 15),
  - - zwei Speiseeingänge (4, 5), die je mit einem Ausgang (6 bzw. 7) des Gleichrichters (1) verbunden sind,
  - - zwei Steuereingänge (10, 11), die je mit einem Ausgang des Steuerblocks (3) verbunden sind,
  - - einen mit dem Befehlseingang des Steuerblocks (3) verbundenen Geber (22) und
  - - zwei Schaltglieder (12, 13), die je aus einer Windung (14 bzw. 15) der Induktorspule, einem mit einer Seite an einem Eingang (4 bzw. 5) des Leistungsinduktors (2) liegenden Kondensator (18 bzw. 19) und einem mit seiner Kathode an Masse liegenden Thyristor (16 bw. 17) aufgebaut sind, dessen Steuerelektrode mit einem Steuereingang (10 bzw. 11) des Leistungsinduktors (2) verbunden ist,
gekennzeichnet durch folgende Merkmale:
- - in jedem Schaltkreis (12, 13) ist die zweite Seite des Kon densators (18 bzw. 19) mit Masse, die Anode des Thyristors (16 bzw. 17) mit einem Ende der Wicklung (14 bzw. 15) und deren anderes Ende mit der ersten Seite des Kondensators (18 bzw. 19) und einem Speiseeingang (4 bzw. 5) des Lei stungsinduktors (2) verbunden,
- - zwischen die Ausgänge (6, 7) des Gleichrichters (1) und die Speiseeingänge (4, 5) des Leistungsinduktors (2) ist je ein steuerbarer elektronischer Schalter (8 bzw. 9) ge schaltet,
- - die Steuereingänge der elektronischen Schalter (8 bzw. 9) sind je an den Ausgang eines Komparators (20 bzw. 21) an geschlossen, dessen Informationseingang mit dem gemeinsa men Punkt der Windung (14, 15) mit dem Kondensator (18, 19) eines Schaltkreises (12, 13) und dessen Vorgabeein gang mit einem Ausgang des Steuerblocks (3) verbunden ist.