Ступінчатий перетворювач напруги як альтернативне джерело живлення систем магнітно-імпульсної обробки металів та індукційного нагріву

Abstract

Застосування попереднього індукційного нагріву робочої зони магнітно-імпульсної обробки листових металів, може підвищити ефективність останньої і розширити існуючу номенклатуру технологічних операцій безконтактної обробки металів. Інтегрування систем індукційного нагріву потребує вдосконалення існуючих технічних рішень з перетворення і передачі електричної енергії. Робота присвячена математичному та експериментальному аналізу фізичних процесів, о протікають в електричній системі ступеневого перетворювача напруги, технічна реалізація якого спрямована на підвищення якісних і кількісних показників ефективності роботи систем магнітно-імпульсної обробки металів і індукційного нагріву. Новизна роботи полягає в розробці системи ступеневого заряду який представляє собою автономний блок, що дозволяє реалізувати перетворювач рівнів напруги в якості контрольованого джерела електричної енергії. Представлена методика математичного опису нестаціонарного перехідного процесу у вигляді кусочно-неперервних функцій була підтверджена експериментально. Отримані експериментальні дані модельного прототипу запропонованні системи перетворення напруги повністю відповідають аналогічним розрахунковим значення, а сам перетворювач напруги є працездатним для застосування в якості конструктивного елемента систем магнітно-імпульсної обробки металів з використанням систем індукційного нагрівається як інтегрованого допоміжного вузла. Результати проведених досліджень мають практичну значимість для створення більш компактних і автоматизованих систем безконтактної обробки металів.The use of preliminary induction heating of the working zone of magnetic-pulse sheet metals working can improve its efficiency and expand the existing range of technological operations for contactless metal working. Integration of the induction heating systems requires the improvement of existing technical solutions for the electrical energy transformation and transmission. This work is devoted to the mathematical and experimental analysis of the physical processes in the electrical system of a step voltage converter, the technical realization of which is aimed to improve the qualitative and quantitative efficiency indicators of the magnetic pulse metals processing systems and induction heating systems. The novelty of the work is the development of a step charging system to be realized as a controlled source of electrical energy that is a self-contained unit allows to convert voltage levels. The method presented of thenon-stationary transient process mathematical representation in the form of piecewise-continuous functions was confirmed experimentally. The experimental data obtained for the model sample of the voltage conversion system proposed was fully correspond to those of the values calculated, that is why the voltage converter is operable itself forusing as previous charge systems for magnetic pulse metals processing using induction heating systems as an integrated auxiliary unit. The results of the studies conducted direct on the practical importance for the creation of more compact and automated systems for contactless metal processing.