EMPT技术 – 作用原理

磁场对通电导体具有作用力,此作用力以其发现者 Hendrik Anton Lorentz 的名字命名为洛伦兹力. 通电导体本身也产生一个磁场。如通过电流方向相同,则两个平行的通电导体将相吸. 如将此效应运用到位于线圈内部的管材,线圈则作为导体,管材作为第二个导体. 这时如施加交流电至线圈,则根据楞次定律,线圈将相向地通过电流感应到管材.由此将产生一个径向力作用于管材旋转轴.

例如:金属变形

如线圈通过电流更换方向,则管材内部将感应生成相向的感应电流。因此作用于管材的力的方向保持不变(参见左下图).

然而管材的变形和电流特性曲线具有时间差,这主要决定于动件的惯性. 因此,以下图像(参见中间下方的图)显示了计算得出的EMPT样件的变形量.

电流处于正弦电流的上升时间段,管件在横截面方向的作用力增大,管件尺寸会变小。在此时间段内,管材内部形成持续增大的应力. 这个力一方面应克服材料的流动极限,另一方面需克服惯性力。如应力达到足够大,管材直径将快速减小,在后续过程中,直径减小速度加快 在电流方向更换前,变形在25µs 即已结束完成金属成型.

EMPT - 作用原理
管材变形的FEM模拟
经变形的管材

EMPT技术:低成本- 高性能

生成磁场所需的电流将由脉冲生成器提供. 此装置由超级电容和相关充电装置和开关装置组成. 为了使工具线圈中的工件成型,我们首先需要对超级电容进行充电,,此过程需要3至8秒. 在充电完成后,一个高压开关会闭合工具线圈和超级电容放电线路. 电流将呈脉冲状流入工具线圈行程一个脉冲.

通过上述设备工作原理,可确保提供设备所需的数百千安培的脉冲电流。因为给超级电容充电需要3至8秒的充电时间,这样所需的电源总功率就可以做得很低,我们的设备总功率上限只有380V/32A.

使用一台PS64-16(64kJ) 设备时 ,单个脉冲的电费用仅为0.0015欧元!

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