輔助水火彎板脈沖電磁力裝置制造方法
【專利摘要】一種輔助水火彎板脈沖電磁力裝置，屬于用電磁力輔助水火彎板變形控制的【技術(shù)領(lǐng)域】。主電路的輸出端連接電壓比較器電路，電壓比較器電路的輸出端分別連接第一與非門邏輯電路和第二與非門邏輯電路，信號(hào)發(fā)生電路的輸出端分別連接第一與非門邏輯電路和第二與非門邏輯電路，第一與非門邏輯電路經(jīng)第一光耦隔離電路與IGBT驅(qū)動(dòng)電路連接，第二與非門邏輯電路經(jīng)第二光耦隔離電路與可控硅觸發(fā)電路連接，IGBT驅(qū)動(dòng)電路的輸出端連接主電路，可控硅觸發(fā)電路的輸出端連接主電路，主電路的工作輸出端連接電磁線圈。根據(jù)所要加工鋼板的尺寸和成型要求設(shè)置電磁力的大小和頻率，從而使電磁線圈對(duì)鋼板施加近似連續(xù)的脈沖力，約束鋼板加熱后的變形，水冷后得到所需要的變形。
【專利說明】輔助水火彎板脈沖電磁力裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種輔助水火彎板脈沖電磁力裝置，屬于用電磁力輔助水火彎板變形控制的【技術(shù)領(lǐng)域】。
【背景技術(shù)】
[0002]水火彎板工藝(在線加熱無模成形工藝)是目前船體大型復(fù)雜曲面鋼板主要成形加工方式，傳統(tǒng)水火彎板工藝主要利用鋼板局部加熱和冷卻過程中內(nèi)部產(chǎn)生的熱應(yīng)力來實(shí)現(xiàn)彎曲變形，變形影響因素多，成形規(guī)律難以掌握，加工精度難以控制。此外，在加熱溫度較高的情況下容易導(dǎo)致鋼板材質(zhì)改變甚至產(chǎn)生裂紋。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]為了克服現(xiàn)有技術(shù)中存在的問題，本發(fā)明提供一種輔助水火彎板脈沖電磁力裝置，該脈沖電磁力裝置應(yīng)在水火彎板過程中施加外力來促進(jìn)鋼板成形，把電磁線圈置于鋼板上方，使其在加工過程中始終處于相對(duì)于熱源的合適位置，當(dāng)電磁線圈中流過脈沖電流時(shí)，在線圈周圍產(chǎn)生變化的磁場(chǎng)，使鋼板感生出渦流，磁場(chǎng)作用于渦流，會(huì)產(chǎn)生對(duì)加熱線位置鋼板進(jìn)行擠壓的徑向電磁力和促進(jìn)角變形的軸向磁壓力，依靠該電磁力在線加熱過程中對(duì)應(yīng)力應(yīng)變的演變進(jìn)行控制。
[0004]本發(fā)明釆用的技術(shù)方案是:一種輔助水火彎板脈沖電磁力裝置，它包括進(jìn)行電連接的主電路、信號(hào)發(fā)生電路、電壓比較器電路、可控硅觸發(fā)電路、IGBT驅(qū)動(dòng)電路、第一與非門邏輯電路、第二與非門邏輯電路、第一光耦隔離電路(H)和第二光耦隔離電路；所述主電路的控制信號(hào)輸出端電連接電壓比較器電路，電壓比較器電路的輸出端分別電連接第一與非門邏輯電路和第二與非門邏輯電路，信號(hào)發(fā)生電路的輸出端分別電連接第一與非門邏輯電路和第二與非門邏輯電路，第一與非門邏輯電路經(jīng)第一光耦隔離電路與IGBT驅(qū)動(dòng)電路電連接，第二與非門邏輯電路經(jīng)第二光耦隔離電路與可控硅觸發(fā)電路電連接，IGBT驅(qū)動(dòng)電路的輸出端電連接主電路，可控硅觸發(fā)電路的輸出端電連接主電路,主電路的工作輸出端電連接電磁線圈。
[0005]本發(fā)明的有益效果是:這種輔助水火彎板脈沖電磁力裝置的脈沖電路可以產(chǎn)生一定頻率、穩(wěn)定的脈沖電流，從而產(chǎn)生脈沖磁場(chǎng)，進(jìn)而產(chǎn)生脈沖電磁力，并且使脈沖電容的充放電能夠以一定的、較低頻率交替進(jìn)行；使得沖擊頻率和單波頻率相分離；可以調(diào)節(jié)沖擊頻率、實(shí)現(xiàn)電壓的連續(xù)調(diào)節(jié)和時(shí)序邏輯控制。使得水火加工鋼板時(shí)可以精確控制成型，提高加工效率和加工質(zhì)量。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0006]圖1是一種輔助水火彎板脈沖電磁力裝置的電路邏輯框圖。
[0007]圖2是圖1的脈沖電路原理圖。
[0008]圖3是圖2中電壓比較器電路和信號(hào)發(fā)生電路的放大圖。[0009]圖4是圖2中第一光耦隔離電路、第二光耦隔離電路、第一與非門電路、第二與非門電路和可控硅觸發(fā)電路的放大圖。
[0010]圖5是圖2中IGBT驅(qū)動(dòng)電路和主電路的放大圖。
[0011]圖中:A、主電路，B、信號(hào)發(fā)生電路，C、電壓比較器電路，D、可控硅觸發(fā)電路，E、IGBT驅(qū)動(dòng)電路，F(xiàn)、第一與非門邏輯電路，G、第二與非門邏輯電路組成，H、第一光耦隔離電路，1、第二光耦隔離電路。
【具體實(shí)施方式】
[0012]圖1示出了一種輔助水火彎板脈沖電磁力裝置的電路邏輯框圖。圖2示出了脈沖電路原理圖。圖中，輔助水火彎板脈沖電磁力裝置包括進(jìn)行電連接的主電路A、信號(hào)發(fā)生電路B、電壓比較器電路C、可控硅觸發(fā)電路D、IGBT驅(qū)動(dòng)電路E、第一與非門邏輯電路F、第二與非門邏輯電路G、第一光耦隔離電路H和第二光耦隔離電路I。主電路A的控制信號(hào)輸出端電連接電壓比較器電路C，電壓比較器電路C的輸出端分別電連接第一與非門邏輯電路F和第二與非門邏輯電路G，信號(hào)發(fā)生電路B的輸出端分別電連接第一與非門邏輯電路F和第二與非門邏輯電路G，第一與非門邏輯電路F經(jīng)第一光耦隔離電路H與IGBT驅(qū)動(dòng)電路E電連接，第二與非門邏輯電路G經(jīng)第二光耦隔離電路I與可控硅觸發(fā)電路D電連接，IGBT驅(qū)動(dòng)電路E的輸出端電連接主電路A，可控硅觸發(fā)電路D的輸出端電連接主電路A，主電路A的工作輸出端電連接電磁線圈。
[0013]圖3示出了圖2中電壓比較器電路和信號(hào)發(fā)生電路的放大圖。
[0014]電壓比較器電路C由第一電阻R1、第二電阻R2、第三電阻R3、第四電阻R4、第十八可變電阻R18、第一穩(wěn)壓管D1、第十極性電容C10、第一電容Cl、電壓比較器組成；主電路電壓信號(hào)輸出端連接電壓比較器電路的第三電阻R3的一端，第三電阻R3的另一端連接電壓比較器的反向輸入端腳4,電壓 比較器的同相輸入端腳5連接第一電阻Rl的一端,第一電阻Rl的另一端連接第十八可變電阻R18的可變端，第十八可變電阻器R18的兩個(gè)固定端分別連接電源VCCl和接地GND-A，電壓比較器的電源端接電源VCC2，運(yùn)算放大器的端腳3接地GND-B,電壓比較器的輸出端腳2連接第二電阻R2的一端，第二電阻R2的另一端連接第一穩(wěn)壓管Dl的陰極、第四電阻R4的一端、第一與非門邏輯電路F的輸入端和第二與非門邏輯電路G的輸入端，第二電阻R2的另一端連接電壓比較器的同相輸入端腳3，第一穩(wěn)壓管Dl的陽極接地GND-B，電壓比較器的端腳I連接電源VCC2和第一電容Cl的一段和第十極性電容ClO的正極，第一電容Cl的另一端和第十極性電容ClO的負(fù)極接地GND-B。
[0015]信號(hào)發(fā)生電路B由555芯片、第五電阻R5、第六電阻R6、第七電阻R7、第十九變阻器R19、第二十變阻器R20、第二電容C2、第三電容C3、第四電容C4、第十一極性電容C11、第六二極管D6、第七二極管D7、第二穩(wěn)壓管組成D2 ；555芯片的復(fù)位輸入端腳4和電源端腳8連接電源VCC3，555芯片的腳6和腳2、第三電容C3的一端連接第十九可變電阻器R19的一個(gè)固定端，第十九可變電阻器R19的另一個(gè)固定端和可變端連接第二十可變電阻器R20的可變端，第二十可變電阻器R20的兩個(gè)固定端分別連接第六二極管D6的陽極端和第七二極管D7的陰極端，第六二極管D6的陰極端連接第六電阻R6的一端，第六電阻R6的另一端、第七二極管D7的陽極端和第五電阻R5的一端連接555芯片的腳7,第五電阻R5的另一端連接電源VCC3，555芯片的輸出腳3連接第七電阻R7的一端，第七電阻R7的另一端連接第二穩(wěn)壓管D2的陰極端、第一與非門邏輯電路的輸入端和第二與非門邏輯電路的輸入端，555芯片的接地端腳1、第二電容C2的另一端和第二穩(wěn)壓管D2的陽極接地GND-B，第四電容C4的一端和第^ 極性電容Cll的正極連接電源VCC3,第四電容C4的另一端和第^ 極性電容Cll的負(fù)極接地GND-B。
[0016]圖4示出了圖2中第一光耦隔離電路、第二光耦隔離電路、第一與非門電路、第二與非門電路和可控硅觸發(fā)電路的放大圖。
[0017]第一與非門邏輯電路F由第一與非門U2A、第一非門U3A組成；電壓比較器電路的輸出端連接第一與非門的輸入端腳1，信號(hào)發(fā)生電路的輸出端連接第一與非門U2A的輸出端腳2，第一與非門U2A的輸出端腳3連接第一非門U3A的輸入端腳I上，第一非門U3A的輸出端腳2連接第一光耦隔離電路的輸入端。
[0018]第二與非門邏輯電路G由第二與非門U2B、第二非門U3B、第三非門U3C組成；電壓比較器電路的輸出端連接第二非門U3B的輸入端腳3，信號(hào)發(fā)生電路的輸出端連接第三非門U3C的輸入端腳5，第二非門U3B的輸出端腳4與第三非門U3C的輸出端腳6分別連接第二與非門U2B的輸入端腳4和輸入端腳5上，第二與非門U2B的輸出端腳6連接第二光耦隔離電路的輸入端。
[0019]第一光耦隔離電路H由第一光耦開關(guān)U1、第八電阻R8、第九電阻R9、第十電阻R10、第五電容C5、4043芯片、第三與非門U4A、第一發(fā)光二級(jí)管DSl組成。第一與非門邏輯電路的輸出端連接第三與非門的輸入端腳2,第三與非門的輸出端腳3和第一發(fā)光二極管DSl的陽極相連，第一發(fā)光二級(jí)管的陰極DSl和第十電阻RlO的一端相連，第三與非門U4A的輸入端腳I和4043芯片的輸出端腳Q相連,4043芯片的輸入端S和第八電阻R8的一端和第五電容C5的一端分別相連,第八電阻R8的另一端接地GND-B,第五電容C5的另一端和第一光I禹開關(guān)Ul的輸出端腳4連接電源VCC4上,第一光I禹開關(guān)Ul的輸出端腳3和4043芯片R腳之間串聯(lián)第十電阻R1`0，第一光耦開關(guān)Ul的輸入端腳分別連接IGBT觸發(fā)電路的兩個(gè)輸入端上。
[0020]第二光耦隔離電路I由第二光耦開關(guān)U2，第^^一電阻Rll，第二發(fā)光二級(jí)管DS2組成；第二與非門邏輯電路的輸出端連接第二光耦開關(guān)U2的輸入端腳2，第二光耦開關(guān)U2的輸入端腳I與第二發(fā)光二級(jí)管DS2的陰極之間串聯(lián)第十一電阻Rll，第二發(fā)光二級(jí)管DS2的陽極連接電源VCC4，第二光耦開關(guān)U2的輸出端腳3和腳4分別連接可控硅觸發(fā)電路的二個(gè)輸入端上。
[0021]可控硅觸發(fā)電路D是由第十三電阻R13、第十四電阻R8、第六電容C6、第七電容C7、第十二極性電容C12、第一 NPN三極管Ql開關(guān)組成；第二光耦開關(guān)U2和電源VCC5之間串聯(lián)第十二電阻R12，電源VCC5和可控硅Q2之間串聯(lián)第十四電阻R14，第二光耦開關(guān)U2的輸出端腳3與接地端GND-C之間串聯(lián)第十三電阻R13，第七電容C7并聯(lián)在第十三電阻R13的兩端，第一 NPN三極管Ql的基極連接第二光耦開關(guān)U2的輸出端腳3，第一三極管NPNQl的發(fā)射極接地，第一三極管NPNQl的集電極連接可控硅Q2的陰極端，第六電容C6的一端和第十二極性電容Cl2的正極連接電源VCC5，第六電容C6的另一端和第十二極性電容Cl2的負(fù)極接地GND-C。
[0022]圖5示出了圖2中IGBT驅(qū)動(dòng)電路和主電路的放大圖。
[0023]主電路A由扼流圈L、第十電容C10、第^^一電容C11、第十兒電容C12、第十八電阻R18、第十九電阻R19、第二十電阻R20、、第二十一電阻R21、IGBT模塊Q3、可控硅Q2、第九二極管D9組成。扼流圈L的一端連接電源VCC的輸出端,扼流圈L的另一端連接第十八電阻R18的一段和第十電容ClO的一端，第十八電阻R18的另一端連接IGBT模塊Q3的源極，IGBT模塊Q5的漏極連接第^ 電容Cll的一端、第十九電阻R19的一端和可控娃Q2的陽極，第十九電阻R19的另一端連接第二十電阻R20的一端和輸出電壓信號(hào)端，第二十一電阻R21的一端連接可控硅Q2的陽極，第二十一電阻R21的另一端與第十二電容C12的一端連接，可控硅Q2的陰極連接第九二極管D9的陰極端、第十二電容C12的另一端和輸出脈沖電流的一端，第十電容ClO的另一端、第^ 電容Cl I的另一端、第二十電阻R20的另一端、第九二極管D9的陽極端和輸出脈沖電流端的另一端接地GND-A。
[0024] IGBT驅(qū)動(dòng)電路E由第十五電阻R15、第十六電阻R16、第十七電阻R17、第八電容CS、第九電容C9、第八二極管D8、第三穩(wěn)壓管D3、第四穩(wěn)壓管D4、第五穩(wěn)壓管D5、841芯片組成；841芯片輸出端腳5連接第一光稱開關(guān)Ul的輸入端腳2,第一光稱開關(guān)Ul和電源VCC5之間串聯(lián)第十五電阻R15，841芯片輸入端腳15連接第十電阻RlO的另一端，841芯片的14腳接地GND-D，841芯片2腳接電源VCC5和第九電容C9的一端，第九電容C9的另一端連接第八電容C8的一端、841芯片的9腳和接地GND-D，第八電容C8的另一端連接841芯片的I腳和第三穩(wěn)壓管D3的陰極，第三穩(wěn)壓管D3的陽極連接第四穩(wěn)壓管D4的陽極和第十七電阻R17的一端，第四穩(wěn)壓管D4的陰極連接第五穩(wěn)壓管D5的陰極，第五穩(wěn)壓管D5的陽極和841芯片的3腳之間串聯(lián)第十六電阻R16，841芯片的6腳連接第八二極管D8的陽極，第八二極管D8的陰極連接IGBT模塊的源極端，第十六電阻R16的一端、第五穩(wěn)壓管D5的陽極端、第十七電阻R17的一端連接IGBT模塊的柵極端，第三穩(wěn)壓管D3的陽極端、第四穩(wěn)壓管D4的陽極端、第十七電阻R17的另一端連接IGBT模塊的漏極端。
【權(quán)利要求】
1.一種輔助水火彎板脈沖電磁力裝置，它包括進(jìn)行電連接的主電路(A)、信號(hào)發(fā)生電路(B)、電壓比較器電路(C)、可控硅觸發(fā)電路(D)、IGBT驅(qū)動(dòng)電路(E)、第一與非門邏輯電路(F)、第二與非門邏輯電路(G)、第一光耦隔離電路(H)和第二光耦隔離電路(I);其特征在于:所述主電路(A)的控制信號(hào)輸出端電連接電壓比較器電路(C)，電壓比較器電路(C)的輸出端分別電連接第一與非門邏輯電路(F)和第二與非門邏輯電路(G)，信號(hào)發(fā)生電路(B)的輸出端分別電連接第一與非門邏輯電路(F)和第二與非門邏輯電路(G)，第一與非門邏輯電路(F)經(jīng)第一光耦隔離電路(H)與IGBT驅(qū)動(dòng)電路(E)電連接，第二與非門邏輯電路(G)經(jīng)第二光耦隔離電路(I)與可控硅觸發(fā)電路(D)電連接，IGBT驅(qū)動(dòng)電路(E)的輸出端電連接主電路(A)，可控硅觸發(fā)電路(D )的輸出端電連接主電路(A)，主電路(A)的工作輸出端電連接電磁線圈。
【文檔編號(hào)】B21D11/22GK103480709SQ201310405711
【公開日】2014年1月1日 申請(qǐng)日期:2013年9月9日 優(yōu)先權(quán)日:2013年9月9日
【發(fā)明者】汪驥, 劉玉君, 劉強(qiáng), 李 瑞 申請(qǐng)人:大連理工大學(xué)