一種電脈沖時(shí)效裝置制造方法
【專利摘要】一種電脈沖時(shí)效裝置，涉及電脈沖處理設(shè)備。設(shè)有提供電源的能源模塊、儲(chǔ)存電能的電容器儲(chǔ)能組模塊、控制電容器儲(chǔ)能組充放電的充放電主控單元模塊、將高能電脈沖引入工件的負(fù)載連接模塊；所述能源模塊設(shè)有升壓變壓器和全橋整流電路，升壓變壓器的輸入端外接工頻電源，全橋整流電路正極輸出端與充放電主控單元模塊的充電開關(guān)相連接，充放電主控單元模塊的充電開關(guān)與電容器儲(chǔ)能組模塊的正極輸入端相連接，能源模塊的全橋整流電路負(fù)極輸出端與電容器儲(chǔ)能組模塊負(fù)極輸入端相連接，電容器儲(chǔ)能組模塊的正極輸出接口與充放電主控單元模塊的放電開關(guān)相連接，放電開關(guān)與負(fù)載連接模塊銅電極相連接，電容器儲(chǔ)能組模塊的負(fù)極輸出接口與可調(diào)電感相連接。
【專利說明】一種電脈沖時(shí)效裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及電脈沖處理設(shè)備，尤其是涉及一種高能電脈沖時(shí)效裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]電脈沖處理作為改善材料性能的一種新方法，在材料研究中應(yīng)用廣泛。電脈沖通過提高金屬材料的塑性變形能力、促進(jìn)非晶合金晶化過程、細(xì)化合金凝固組織達(dá)到改善材料綜合力學(xué)性能。目前國內(nèi)外對電脈沖時(shí)效處理還沒有太多研究，沒有電脈沖對材料作用機(jī)理的系統(tǒng)理論闡述，但由于電脈沖對金屬材料諸多性能都有顯著影響，因此它在材料性能改善方面具有廣闊應(yīng)用前景。
[0003]電脈沖時(shí)效系統(tǒng)核心部件是電脈沖發(fā)生裝置，各類電脈沖發(fā)生裝置因內(nèi)部所選元器件種類、性能不一，其使用性能參數(shù)千差萬別，正確設(shè)計(jì)、選用元器件參數(shù)及編制合理的控制系統(tǒng)，對電脈沖裝置輸出高質(zhì)量的電脈沖實(shí)現(xiàn)工件高效時(shí)效處理有重要影響。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0004]本實(shí)用新型的目的在于提供可實(shí)現(xiàn)高能電脈沖消除工件殘余應(yīng)力的一種高能電脈沖時(shí)效裝置。
[0005]本實(shí)用新型設(shè)有提供電源的能源模塊、儲(chǔ)存電能的電容器儲(chǔ)能組模塊、控制電容器儲(chǔ)能組充放電的充放電主控單元模塊、將高能電脈沖引入工件的負(fù)載連接模塊；所述能源模塊設(shè)有升壓變壓器和全橋整流電路，升壓變壓器的輸入端外接工頻電源，全橋整流電路正極輸出端與充放電主控單元模塊的充電開關(guān)相連接，充放電主控單元模塊的充電開關(guān)與電容器儲(chǔ)能組模塊的正極輸入端相連接，能源模塊的全橋整流電路負(fù)極輸出端與電容器儲(chǔ)能組模塊負(fù)極輸入端相連接，電容器儲(chǔ)能組模塊的正極輸出接口與充放電主控單元模塊的放電開關(guān)相連接，放電開關(guān)與負(fù)載連接模塊銅電極相連接，電容器儲(chǔ)能組模塊的負(fù)極輸出接口與可調(diào)電感相連接。
[0006]工頻電源經(jīng)升壓變壓器提升電壓，通過4個(gè)高壓整流硅堆組成的全橋整流電路后輸出直流電以對高壓脈沖電容器組進(jìn)行充電。
[0007]所述電容器儲(chǔ)能組模塊設(shè)有限流電阻和高壓脈沖電容器組，串聯(lián)在充電回路中的限流電阻通過調(diào)整阻值的大小改變充電電路電流對電容器限流保護(hù)和調(diào)整電容器充電時(shí)間，高壓脈沖電容器組是多個(gè)高壓脈沖電容器組成的儲(chǔ)能元件，通過主控單元控制先進(jìn)行充電，充電滿后對負(fù)載快速放電產(chǎn)生高能電脈沖，接入電路電容器總?cè)萘扛鶕?jù)待處理工件電參數(shù)進(jìn)行選擇，多組高壓脈沖電容器并聯(lián)，可獲得更大的電容量。
[0008]所述充放電主控單元模塊設(shè)有充電開關(guān)、放電開關(guān)、開關(guān)驅(qū)動(dòng)器、主控單元，充電開關(guān)、放電開關(guān)的開閉受控于開關(guān)驅(qū)動(dòng)器，開關(guān)驅(qū)動(dòng)器時(shí)序動(dòng)作由主控單元外輸入程序控制，主控單元按程序輸出控制信號給開關(guān)驅(qū)動(dòng)器控制充電開關(guān)、放電開關(guān)時(shí)序開閉。
[0009]所述負(fù)載連接模塊設(shè)有可調(diào)電感、2個(gè)銅電極，可調(diào)電感串聯(lián)放電回路中，調(diào)整回路電參數(shù)形成振蕩脈沖電流，銅電極一端通過冷壓技術(shù)將導(dǎo)線接入，另一端可通過C形夾與工件連接，實(shí)現(xiàn)電脈沖傳給工件。
[0010]工頻電源經(jīng)升壓變壓器提升電壓，通過全橋整流電路后輸出直流電，主控單元根據(jù)外輸入程序?qū)⒖刂菩盘杺鹘o開關(guān)驅(qū)動(dòng)器，開關(guān)驅(qū)動(dòng)器控制充電開關(guān)、放電開關(guān)時(shí)序開閉，電容器儲(chǔ)能組模塊Cn根據(jù)充電開關(guān)、放電開關(guān)開閉實(shí)現(xiàn)高壓脈沖電容器組充放電，串聯(lián)在充電回路的限流電阻對電容器進(jìn)行限流保護(hù)和調(diào)整電容器充電時(shí)間，負(fù)載連接模塊將電容器儲(chǔ)能組模塊Cn所產(chǎn)生電脈沖引入工件，可調(diào)電感調(diào)整回路電參數(shù)形成振蕩脈沖電流，實(shí)現(xiàn)高能電脈沖消除工件殘余應(yīng)力。
[0011]本實(shí)用新型利用電容器儲(chǔ)能放電具有瞬時(shí)輸出電能大、充電功率小、技術(shù)原理成熟、操作容易、對周圍環(huán)境影響小等優(yōu)點(diǎn)，采用單片機(jī)開發(fā)用于控制充放電開關(guān)時(shí)序開閉的主控單元控制高壓脈沖電容器組長時(shí)間充電儲(chǔ)能、對負(fù)載快速放電產(chǎn)生高能電脈沖，實(shí)現(xiàn)高能電脈沖消除工件殘余應(yīng)力目的。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0012]圖1為本實(shí)用新型實(shí)施例的電路組成示意圖。
[0013]圖2為本實(shí)用新型實(shí)施例的主控單元電路原理圖。
【具體實(shí)施方式】
[0014]參見圖1和2，本實(shí)用新型實(shí)施例設(shè)有提供電源的能源模塊1、儲(chǔ)存電能的電容器儲(chǔ)能組模塊2、控制電容器儲(chǔ)能組充放電的充放電主控單元模塊3、將高能電脈沖引入工件的負(fù)載連接模塊4 ;所述能源模塊I設(shè)有升壓變壓器T和全橋整流電路D，升壓變壓器T的輸入端外接工頻電源W，全橋整流電路D正極輸出端與充放電主控單元模塊3的充電開關(guān)K1相連接，充放電主控單元模塊3的充電開關(guān)K1與電容器儲(chǔ)能組模塊2的正極輸入端相連接，能源模塊I的全橋整流電路D負(fù)極輸出端與電容器儲(chǔ)能組模塊2負(fù)極輸入端相連接，電容器儲(chǔ)能組模塊2的正極輸出接口與充放電主控單元模塊3的放電開關(guān)K2相連接，放電開關(guān)K2與負(fù)載連接模塊4的第I銅電極Pl和第2銅電極P2相連接，電容器儲(chǔ)能組模塊2的負(fù)極輸出接口與可調(diào)電感L1相連接。
[0015]工頻電源W經(jīng)升壓變壓器T提升電壓，通過4個(gè)高壓整流硅堆組成的全橋整流電路D后輸出直流電對高壓脈沖電容器組進(jìn)行充電。
[0016]所述電容器儲(chǔ)能組模塊2設(shè)有限流電阻和高壓脈沖電容器組Cn，串聯(lián)在充電回路中的限流電阻通過調(diào)整阻值的大小改變充電電路電流對電容器限流保護(hù)和調(diào)整電容器充電時(shí)間，高壓脈沖電容器組Cn是多個(gè)高壓脈沖電容器組成的儲(chǔ)能元件，通過主控單元21控制先進(jìn)行充電，充電滿后對負(fù)載快速放電產(chǎn)生高能電脈沖，接入電路電容器總?cè)萘扛鶕?jù)待處理工件電參數(shù)進(jìn)行選擇，多組高壓脈沖電容器并聯(lián)，可獲得更大的電容量。
[0017]所述充放電主控單元模塊3設(shè)有充電開關(guān)K1、放電開關(guān)K2、開關(guān)驅(qū)動(dòng)器22、主控單元21，充電開關(guān)K1、放電開關(guān)K2的開閉受控于開關(guān)驅(qū)動(dòng)器22，開關(guān)驅(qū)動(dòng)器22的時(shí)序動(dòng)作由主控單元21外輸入程序控制，主控單元21按程序輸出控制信號給開關(guān)驅(qū)動(dòng)器22控制充電開關(guān)K1、放電開關(guān)K2時(shí)序開閉。
[0018]所述負(fù)載連接模塊4設(shè)有可調(diào)電感L1、第I銅電極Pl和第2銅電極P2，可調(diào)電感L1串聯(lián)放電回路中，調(diào)整回路電參數(shù)形成振蕩脈沖電流，第I銅電極Pl和第2銅電極P2的一端通過冷壓技術(shù)將導(dǎo)線接入，第I銅電極Pl和第2銅電極P2的另一端可通過C形夾與工件連接，實(shí)現(xiàn)電脈沖傳給工件。
[0019]工頻電源W經(jīng)升壓變壓器T提升電壓，通過全橋整流電路D后輸出直流電，主控單元21根據(jù)外輸入程序?qū)⒖刂菩盘杺鹘o開關(guān)驅(qū)動(dòng)器22，開關(guān)驅(qū)動(dòng)器22控制充電開關(guān)K1、放電開關(guān)K2時(shí)序開閉，電容器儲(chǔ)能組模塊2根據(jù)充電開關(guān)K1、放電開關(guān)K2的開閉實(shí)現(xiàn)高壓脈沖電容器組Cn充放電，串聯(lián)在充電回路的限流電阻&對電容器進(jìn)行限流保護(hù)和調(diào)整電容器充電時(shí)間，負(fù)載連接模塊將電容器儲(chǔ)能組模塊2所產(chǎn)生電脈沖引入工件，可調(diào)電感調(diào)整回路電參數(shù)形成振蕩脈沖電流，實(shí)現(xiàn)高能電脈沖消除工件殘余應(yīng)力。
[0020]升壓變壓器T的二次繞組輸出端抽頭有6組交流電壓:350/550/700/1100/1300/1500V，通過4個(gè)2CL型高壓整流硅堆組成的全橋整流電路后變?yōu)橹绷?500/780/990/1560/1840/2120V，根據(jù)負(fù)載大小切換選用不同的電壓對電容器進(jìn)行充電。串聯(lián)在充電回路中的限流電阻R1通過調(diào)整阻值大小對高壓脈沖電容器組Cn進(jìn)行限流保護(hù)和改變電容器的充電時(shí)間，高壓脈沖電容器組Cn是由多個(gè)CHM型高壓脈沖電容器組成的儲(chǔ)能元件，通過主控單元控制先進(jìn)行充電，充電滿后對負(fù)載快速放電產(chǎn)生高能電脈沖，接入電路電容器總?cè)萘扛鶕?jù)待處理工件電參數(shù)將多組高壓脈沖電容器組并聯(lián)獲得更大的電容量。
[0021]在圖2中，采用MCS-51系列AT89C52單片機(jī)和可編程鍵盤/顯示接口芯片8279設(shè)計(jì)充放電開關(guān)電路主控單元，AT89C52單片機(jī)的Pl.0,Pl.1 口經(jīng)三極管驅(qū)動(dòng)，分別控制兩個(gè)繼電器常開觸點(diǎn)，以控制充電開關(guān)K1和放電開關(guān)K2的驅(qū)動(dòng)線圈獲得工作電壓，實(shí)現(xiàn)充放電回路工作。主控單片機(jī)AT89C52通過8279擴(kuò)展一個(gè)12鍵的小鍵盤和3個(gè)共陰極七段數(shù)碼管。AT89C52的ALE輸出作為定時(shí)時(shí)鐘從8279的CLK輸入，AT89C52的RD、WR分別與8279的RD、WR相連，AT89C52的P2.7作為8279的片選(CS)信號，并且P2.0與8279的AO相連；8279的DBO?DB7與AT89C52的PO 口相連，IRQ經(jīng)非門接到AT89C52的INTO，可以實(shí)現(xiàn)鍵盤查詢或鍵盤中斷。8279的SLO?SL2的掃描按編碼方式經(jīng)74LS138譯碼輸出，作為鍵盤的行掃描線，同時(shí)經(jīng)驅(qū)動(dòng)器7407接數(shù)碼管的COM端，作為顯示器的位掃描驅(qū)動(dòng)信號；OUTA與OUTB經(jīng)緩沖器74LS244與數(shù)碼管的段碼線相連，直接控制顯示字形，鍵盤的列掃描線送回掃描RLO?RL3上，最后，通過單片機(jī)編程實(shí)現(xiàn)充放電開關(guān)的自動(dòng)控制。
【權(quán)利要求】
1.一種電脈沖時(shí)效裝置，其特征在于設(shè)有提供電源的能源模塊、儲(chǔ)存電能的電容器儲(chǔ)能組模塊、控制電容器儲(chǔ)能組充放電的充放電主控單元模塊、將高能電脈沖引入工件的負(fù)載連接模塊；所述能源模塊設(shè)有升壓變壓器和全橋整流電路，升壓變壓器的輸入端外接工頻電源，全橋整流電路正極輸出端與充放電主控單元模塊的充電開關(guān)相連接，充放電主控單元模塊的充電開關(guān)與電容器儲(chǔ)能組模塊的正極輸入端相連接，能源模塊的全橋整流電路負(fù)極輸出端與電容器儲(chǔ)能組模塊負(fù)極輸入端相連接，電容器儲(chǔ)能組模塊的正極輸出接口與充放電主控單元模塊的放電開關(guān)相連接，放電開關(guān)與負(fù)載連接模塊銅電極相連接，電容器儲(chǔ)能組模塊的負(fù)極輸出接口與可調(diào)電感相連接。
2.如權(quán)利要求1所述一種電脈沖時(shí)效裝置，其特征在于所述電容器儲(chǔ)能組模塊設(shè)有限流電阻和高壓脈沖電容器組，串聯(lián)在充電回路中的限流電阻通過調(diào)整阻值的大小改變充電電路電流對電容器限流保護(hù)和調(diào)整電容器充電時(shí)間，高壓脈沖電容器組是多個(gè)高壓脈沖電容器組成的儲(chǔ)能元件，通過主控單元控制先進(jìn)行充電，充電滿后對負(fù)載快速放電產(chǎn)生高能電脈沖。
3.如權(quán)利要求1所述一種電脈沖時(shí)效裝置，其特征在于所述充放電主控單元模塊設(shè)有充電開關(guān)、放電開關(guān)、開關(guān)驅(qū)動(dòng)器、主控單元，充電開關(guān)、放電開關(guān)的開閉受控于開關(guān)驅(qū)動(dòng)器，開關(guān)驅(qū)動(dòng)器時(shí)序動(dòng)作由主控單元外輸入程序控制，主控單元按程序輸出控制信號給開關(guān)驅(qū)動(dòng)器控制充電開關(guān)、放電開關(guān)時(shí)序開閉。
4.如權(quán)利要求1所述一種電脈沖時(shí)效裝置，其特征在于所述負(fù)載連接模塊設(shè)有可調(diào)電感、2個(gè)銅電極，可調(diào)電感串聯(lián)放電回路中，調(diào)整回路電參數(shù)形成振蕩脈沖電流，2個(gè)銅電極一端通過冷壓技術(shù)將導(dǎo)線接入，另一端通過C形夾與工件連接，實(shí)現(xiàn)電脈沖傳給工件。
【文檔編號】H02M9/04GK204119081SQ201420073679
【公開日】2015年1月21日 申請日期:2014年2月20日 優(yōu)先權(quán)日:2014年2月20日
【發(fā)明者】鄭建毅, 楊群峰, 莊明鳳, 陳晨, 鄭高峰 申請人:廈門大學(xué)