Preview

Известия Высших Учебных Заведений. Черная Металлургия

Расширенный поиск

СИСТЕМА АВТОМАТИЧЕСКОГО УПРАВЛЕНИЯ ПРОЦЕССОМ ЭЛЕКТРОСТИМУЛИРОВАННОГО ВОЛОЧЕНИЯ

https://doi.org/10.17073/0368-0797-2018-8-613-619

Полный текст:

Аннотация

Рассмотрена система регулирования параметров электростимулированного волочения (температуры в зоне деформации и усилия волочения), формирующая управляющий сигнал на генератор мощных импульсов тока, принцип действия которого основан на периодическом разряде предварительно заряженного конденсатора на низкоомную нагрузку. Для реализации возможности регулирования амплитуды импульса и увеличения его мощности вместо нерегулируемого источника постоянного тока в зарядном устройстве используются два нереверсивных, включенных последовательно и однонаправленно тиристорных преобразователя, которые позволяют получить регулируемое напряжение на силовых конденсаторах. С целью оптимизации процесса заряда конденсаторов выполнена двухконтурная система подчиненного регулирования параметров с внешним контуром регулирования напряжения и внутренним контуром регулирования тока заряда конденсаторов. В связи с высоким быстродействием переходных процессов при электростимулированном волочении (высокая степень нарастания температуры в зоне деформации из-за значительной величины токового импульса до 10 кА и частоты его воспроизведения до 400 Гц), регулирование параметров вручную практически невозможно. С целью повышения надежности и качества процесса электростимулированного волочения с использованием генератора мощных импульсов тока реализована система автоматического управления электростимулированным процессом волочения (САУЭСВ), которая содержит одноконтурную систему регулирования усилия волочения, а также задержанную обратную связь по температуре в зоне деформации. Зависимости изменения усилия волочения и температуры от частоты воспроизведения импульсов получены по результатам выполненных лабораторных исследований и расчетов с использованием известных и оригинальных методик. Для анализа режимов работы при электростимулированном волочении с использованием системы автоуправления выполнена модель САУЭCВ в среде MATLAB-Simulink. Модель адекватна реальным параметрам, полученным в процессах исследования электропластического эффекта. Разработанная модель позволила усовершенствовать технические характеристики и режимы работы системы. Рассмотрены структурная схема, модель системы в среде MATLAB-Simulink, осциллограммы переходных процессов.
Одноконтурная система автоматического управления усилием волочения с гибкой обратной связью по температуре в зоне деформации позволяет оптимизировать режимы работы, а также повысить надежность процесса электростимулированного волочения. Система рекомендована для применения при исследовании процессов электростимулированной деформации, а также для внедрения в производство при волочении проволоки.

Об авторах

В. А. Кузнецов
Сибирский государственный индустриальный университет
Россия

к.т.н., доцент кафедры электротехники, электроэнергетики и промышленной электроники

654007, Россия, Кемеровская обл., Новокузнецк, ул. Кирова, 42



Е. С. Кузнецова
Сибирский государственный индустриальный университет
Россия

к.т.н., доцент кафедры электротехники, электроэнергетики и промышленной электроники

654007, Россия, Кемеровская обл., Новокузнецк, ул. Кирова, 42



В. Е. Громов
Сибирский государственный индустриальный университет
Россия

д.ф.-м.н., профессор, заведующий кафедрой естественнонаучных дисциплин им. проф. В.М. Финкеля

654007, Россия, Кемеровская обл., Новокузнецк, ул. Кирова, 42



Д. А. Косинов
Сибирский государственный индустриальный университет
Россия

к.т.н., старший научный сотрудник управления научных исследований (УНИ)

654007, Россия, Кемеровская обл., Новокузнецк, ул. Кирова, 42



Список литературы

1. Троицкий О.А., Лихтман В.И. Об анизотропии действия электронного и α-облучения на процесс деформации монокристаллов цинка в хрупком состоянии // ДАН СССР. Техническая физика. 1963. Т. 148. № 2. С. 332 – 334.

2. Okazaki K., Kagawa M., Conrad H. A study of the electroplastic effect in metals // Scripta Metallurgica. 1978. Vol. 12. No. 11. P. 1063 – 1068.

3. А.с. 884092 СССР. Генератор мощных импульсов тока / В.А. Кузнецов, В.Е. Громов, В.П. Симаков; заявл. 26.03.1980; опубл. 21.07.1981.

4. Кузнецов В.А., Громов В.Е., Перетятько В.Н. Применение генератора мощных импульсов тока при электростимулированном волочении // Промышленная энергетика. 1986. № 10. С. 17 – 19.

5. Жмакин Ю.Д., Романов Д.А., Рыбянец В.А. Экономичный способ регулирования электропотребления с применением генератора мощных токовых импульсов // Промышленная энергетика. 2012. № 4. С. 14 – 16.

6. Кузнецов В.А., Громов В.Е., Кузнецова Е.С., Гагарин А.Ю. Аппаратурное обеспечение электростимулированной обработки металлов // Изв. вуз. Черная металлургия. 2017. Т. 60. № 2. С. 157 – 163.

7. А.с. 12677668 СССР. Система управления устройством для обработки давлением металлической заготовки / В.А. Кузнецов, В.Е. Громов; заявл. 1.02.1985; опубл. 01.07.1986.

8. Asai S. Recent development and prospect of electromagnetic processing of materials // Sci. and Tech. of Advanced Materials. 2000. No. 1. P. 191 – 200.

9. Li X., Tang G., Kuang J., Li X., Zhu J. Effect of current frequency on the mechanical properties, microstructure and texture evolution inAZ31 magnesium alloy strips during electroplastic rolling // Mater. Sci. Eng: A. 2014. No. 612. P. 406 – 413.

10. Li X., Wang F., Li X., Tang G., Zhu J. Improvement of formability of Mg-3Al-lZn alloy strip by electroplastic-differential speed rolling // Mater. Sci. Eng: A. 2014. No. 618. P. 500 – 504.

11. Liu D., Li X., Tang G., Chen L., Wang H. An ultrasonic-electric surface modification of stainless steel treatment // Materials Science and Technology. 2014. Submission. Vol. 31. No. 13A. P. 1572 – 1576.

12. Ye Y., Li X., Tang G. The effect of electropulsing assisted ultrasonic impact treatment on the mechanical properties and microstructure evolution of steel // Materials Science and Technology. 2014. Submission. Vol. 31. No. 13A. P. 1583 – 1588.

13. Guan L., Tang G., Chu P.K., Jiang Y., J. Enhancement of ductility in Mg–3Al–1Zn alloy with tilted basal texture by electropulsing // Mater. 2009. Res. 24. P. 3674 – 3679.

14. Guan L., Tang G., Chu P.K., J. Recent advances and challenges in electroplastic manufacturing processing of metals // Mater. Res. 2010. No. 25. P. 1215 – 1224.

15. Xu Z., Tang G., Tian S., Ding F., Tian H., J. Research of electroplastic rolling of AZ31 Mg alloy strip // Mater. Process. Technol. 2007. Vol. 182. P. 128–133.

16. Столяров В.В., Угурчиев У.Х. Электроимпульсное стимулирование деформируемости никелида титана при прокатке с током // Заготовительные производства в машиностроении. 2016. № 2. C. 41 – 44.

17. Терентьев В.Ф., Столяров В.В., Слизов А.К., Сиротинкин В.П., Рыбальченко О.В. Особенности электропластического деформирования трип-стали // Деформация и разрушение материалов. 2016. № 2. C. 35 – 41.

18. Столяров В.В. Роль структурного измельчения и импульсного тока в механическом поведении сплава с памятью формы // Проблемы машиностроения и автоматизации. 2015. № 1. C. 58 – 64.

19. Столяров В.В. Деформационное поведение ультрамелкозернистых материалов при растяжении с током // Изв. вуз. Физика. 2015. Т. 58. № 6. С. 57 – 60.

20. Коврев Г.С. Электроконтактный нагрев при обработке цветных металлов. – М.: Металлургия, 1975. С. 30 – 35.


Для цитирования:


Кузнецов В.А., Кузнецова Е.С., Громов В.Е., Косинов Д.А. СИСТЕМА АВТОМАТИЧЕСКОГО УПРАВЛЕНИЯ ПРОЦЕССОМ ЭЛЕКТРОСТИМУЛИРОВАННОГО ВОЛОЧЕНИЯ. Известия Высших Учебных Заведений. Черная Металлургия. 2018;61(8):613-619. https://doi.org/10.17073/0368-0797-2018-8-613-619

For citation:


Kuznetsov V.A., Kuznetsova E.S., Gromov V.E., Kosinov D.A. AUTOMATIC CONTROL SYSTEM FOR ELECTROSTIMULATED DRAWING PROCESS. Izvestiya. Ferrous Metallurgy. 2018;61(8):613-619. (In Russ.) https://doi.org/10.17073/0368-0797-2018-8-613-619

Просмотров: 58


Creative Commons License
Контент доступен под лицензией Creative Commons Attribution 4.0 License.


ISSN 0368-0797 (Print)
ISSN 2410-2091 (Online)