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1 引言 電熱鐓粗的工作原理如圖1所示。 電鐓過程是對一根細長的合金工件在導電夾持缸和砧子缸之間通一低電壓大電流，使工件利用自身的電阻加熱至塑性成型溫度，在液壓系統的推動下，局部鐓粗成形。在鐓粗過程中，鐓粗缸的速度V1、砧子缸速度V2、鐓粗壓力P和加熱電流I等參數對氣門毛坯的成形質量起著決定性作用。其中，加熱電流I是該控制系統中的一個最關鍵參數。 在圖1中，變壓器次級回路的等效電路如圖2所示。 根據全電路歐姆定律得： 其中：Us為次級電壓；Rs為次級電阻；Xs為次級漏電抗；Rm為毛坯自身電阻；Rj為接觸電阻。 由于Rs和Xs較小可匆賂不計．此時有： Rj開始較大，隨著鐓粗的進行不斷減少，最后進入穩定鐓粗階段基本不變。Rm在開始階段由于電阻率隨溫度的增加而增大，并隨著坯料橫截面的增加而變化，到終鐓階段為一定值。雖然Rj和Rm對加熱電流有影響，但和Us相比，其影響較小。因此加熱電流主要由次級電壓厭足。 2 兩種調壓電路原理分析 調壓電路設計的方法有2種：通過可控硅移相觸發控制和通過可控硅過零觸發控制。 2．1 可控硅移相觸發 圖3是觸發脈沖的移相觸發角分別為30°，90°，150°時的導通情況，由此可知，負載兩端的電壓及平均功率是隨移相觸發角的變化而變化的。 2．2 可控硅過零觸發 可控硅過零觸發是在電源電壓零點附近觸發晶閘管導通，通過改變設定周期內晶閘管導通的周波數，實現交流調壓和調功。圖4是定周期過零觸發工作原理圖。 圖中Tc為控制信號的周期，t1和t2分別為可控硅的通、斷時間，且Tc＝t1十t2。 該電路是通過改變可控硅的通斷時間比即改變通斷的周波數來實現功率調節，控制電路把負載與電源u=／2Usinω0·t在周期Tc時間內接通t1秒(通n個周波)，然后再斷開t2秒(斷m個周波)，則負載R上的交流電壓有效值為： 其中：U，IM,PM分別為可控硅連續導通時負載獲得的最大電壓、電流和功率。在本系統中我們是通過改變η來進行電流電壓調節的。 3 基子Labview的2種調壓電路的頻譜分析 我們采用美國NI公司的編譯型圖形化編程語言Labview，構建了自己的虛擬儀器仿真與測試系統。適當修改個別參數就可以得到可控硅移相觸發方式和過零觸發電路的時域波形和頻譜分析波形。修改η可修改可控硅的導通角和通斷時間比，圖5和圖6分別為η＝50％可控硅移相觸發方式和過零觸發電路的時域波形和頻譜分析圖。 通過上述頻譜分析可知，可控硅移相觸發方式無偶次諧波但奇次諧波嚴重，3次諧波占基波分量的60％左右，5次、7次、9次諧波也占較大比例，這樣在可控硅導通的瞬間使電網電壓畸變，功率因數下降，對電網的其他用電設備產生不良影響。而過零觸發電路無偶次諧波，奇次諧波也很小，只是存在一定程度的低頻干擾。并且，隨著η的增大，低頻分量也大幅減少。這對于我們的電鐓過程中的電阻性負載，很容易獲得良好的正弦波。過零觸發方式已在某汽車配件廠氣門生產中，得到了很好的驗證。 |
