Генератор импульсного напряжения

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК П 9) П 350 2 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ пи, гой с т форм разд ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ(56) 1. Авторское свидетельство СССРМ 340501, кл, В 23 Р 1/02, 19682, Авторское свидетельство СССРР 396622, кл. В 23 Р 1/02, 1971,3. Лукес Ю.Х, Схемы на полупроводниковых диодах. Пер. с нем МЭнергия, 1972, с.128-129,рис, 5-29,4, Авторское свидетельство СССРМ 908560, кл. В 23 Р 1/02, 1980.(54)(57) ГЕНЕРАТОР ИМПУЛЬСНОГО НАПРЯЖЕНИЯ, содержащий подключенный кисточнику постоянного напряжениячерез входной дроссель инвертирующиймост с коммутирующим 1,С-контуром вдиагонали переменного тока и двумявстречно-последовательно включеннымиразделительными тиристорами, соединенными с указанной диагональю анодами, а катодами связанными с цепьюнагрузки, связанной с двумя другимивстречно-последовательно соединенными разделительнуии тиристорами, а также две фильтровые (С-цепи, подключенные параллельно инвертирующему мосту, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью улучшения технико-зкономических показателей путем повышения жесткости рабочего участка внешней характеристики и крутизны переднего фронта выходных импульсов напряжения, он снабжен двумя диодными ограничителями н выходным трансформатором, каждая пара первичных обмоток которого включена между соответствующими двумя встречно-последовательно соединенными разделенными тиристорами,а вторичная обмотка через выпрямитель соединена с нагрузкой, причем другие встречно-последовательно сое- а диненные тиристоры подключены к диа- ф гонали переменного тока инверторного моста катодами, а точка соединения обмоток трансформатора, включен- Сфф ных между их анодами, соединена через диодный ограничитель со средней точкой фильтровой (.С-цепи, конденсатор которой подключен к отрицательному входному выводу, соединенному с дросселем другой фильтровой.).б-цесредняя точка которой через Юрудиодный ограничитель соединена очной соединения обмоток трансатора, включенных между катодами елительных тиристоров.Изобретение относится к преобразовательной технике и может, найти применение в качестве источника питания установок размерной электроэроэионной и совмещенной электроэроэионнохимической обработки металлов. . 5Известны генераторы импульсного напряжения для питания электроэрозионных станков, выход которых непосредственно или через трансформатор подключается к нагруэочной цепи, 10 состоящей иэ межэлектродного промежутка и токоограничивающего резистора 13 и 21.Однако наличие токоограничивающего резистора в нагрузочной цепи 5 генераторов импульсного напряжения значительно снижает КПД и жесткость внешней вольт-амперной характеристики, что приводит к снижению производительности и точности обработки.Известны диодные ограничители тока, особенностью которых является то, что ограничение начинается с наперед заданного значения тока, а до этого значения диодные ограничители практи чески не оказывают сопротивления току нагрузки. При включении диодного ограничителя в цепь импульсного тока в качестве токоограничивакицего элемента в них может быть применен индуктивный дроссель . Активное сопротивление обмотки дросселя и напряжения низковольтного истоника постоянного напряжения, питающего диодный ограничитель, определяют заданное значение .тока, с которого начинается 35 ограничение 3 .Наиболее близким к изобретению является генератор импульсного напряжения, содержащий подключенные к источнику постоянного напряжение че рез входные дроссели инвертирукщие мосты с коммутирующими С -цепями в диагоналях переменного тока, фильтро выедай-цепи иэ защитного дросселя и фильтрового конденсатора, включен ные между вершинами инвертирующих мостов, две пары разделительных тиристоров, аноды которых подключены к концам коммутирующей цепи, а общая точка катодов и катодные вершины инвертирующих мостов образуют выходные зажимы, к которым подключена нагрузочная цепь 41. Защитный дроссель в известномгенераторе входит в цепь выходного 55тока, что приводит к снижению крутизны переднего фронта импульсовнапряжения на нагрузочные цепи, жесткости внешней вольт-амперной характеристики и, как следствие, к снижению производительности и точности обработки. В то же время защитный дроссель необходим для обеспечения надежности работы инвертирующего моста,Целью изобретения является улучшение технико-экономических показателей путем повышения жесткости рабочего участка внешней характеристики и крутизны переднего фронта выходных импульсов напряжения.Для достижения поставленной цели генератор импульсного напряжения, содержащий подключенный к источнику постоянного напряжения через входной дроссель инвертирующий мост с коммутирующим С -контуром в диагонали переменного тока и двумя встречно-последовательно включенными разделительными тиристорами, соединенными с указанной диагональю анодами, а катодами связанными с цепью нагрузки, связанной с двумя другими встречно-последовательно соединенными разделительными тиристорами, а также две фильтровые .С-цепи, подключенные параллельно инвертирующему мосту, снабжен двумя диодными ограничителями и выходным трансформатором, каждая пара первичных обмоток которого включена между соответствующими двумя встречно-последовательно соединенными разделительными тиристорами, а вторичная обмотка через выпрямитель соединена с нагрузкой, причем другие встречно- последовательно соединенные тиристоры подключены к диагонали переменного тока инверторногомоста катодами, а точка соединения обмоток трансформатора, включенных между иэ анодами, соединена через диодный ограничитель со средней точкой фильтровой ЬС-цепи, конденсатор которой подключен к отрицательному входному выводу, соединенному с дросселем другой фильтровой ЬС.-цепи, средняя точка которой через другой диодный ограничитель соединена с точкой соединения обмоток трансформатора, включенных между катодами разделительных тиристоровПри подключении вершин выходного моста к средним точкам фильтровых С -цепей, защитные дроссели исключаются иэ цепи выходного тока, но остаются в цепи коммутирующего тока инвертирующего моста. За счет этого повышается жесткость внешней вольтамперной характеристики генератора и крутизна переднего фронта импульсов напряжения на нагруэочной цепи.На чертеже представлена схема генератора импульсного напряжения.Генератор импульсов напряжения содержит подключенный к источнику 1 постоянного напряжения через входной дроссель 2 инвертирующий мост, выполненный на тиристорах 3-6, зашунтированных встречными диодами 7"10, с коммутирующим кон;уром, состоящим из последовательно, соединенных конденсатора 11 и дросселя 12, в диаго1069090 ВНИИПИ Заказ 11486/52 Тираж б 72 Подписное филибл ППП "Патент", г.ужгород,ул.Проектная,4 нали переменного тока, фильтровцепоследовательные цепи, состоящиеиз конденсаторов 13 и 14 и соответствукщих им защитных дросселей 15и.16, включенные параллельно межпувершинами инвертирукщего моста, выходной трансформатор, вторичная обмотка 17 которого через выпрямитель, выполненный на диодах 18 и 19,подключена к нагруэочной цепи, состоящей иэ дросселя 20 и межэлектродного промежутка 21, а первичныеобмотки 22-25 включены последовательно с соответствующими разделительными тиристорами 26-29 в плечивыходного моста, диагональ переменного тока которого подключена параллельно диагонали переменного токаинвертирукщего моста, а вершины через диодные ограничители 30 и 31тока подключены к средним точкамфильтровых цепей,Генератор работает следующим образом.При одновременной подаче импульсов управления на тиристоры 3, 5,26 и 29 по цепям тиристор 3 - конденсатор 11 - дроссель 12-тиристор 5 конденсатор 14-дроссель 16 и дроссель 15-конденсатор 13 - тиристор 3протекает колебательный импульс тока,перезарядка коммутирующего конденсатора 11. Параллельно по цепям тиристоры 3 и 26-обмотка 22-диодный ограничитель 30-конденсатор 13 -тиристор 3 и тиристор 5 - конденсатор 14 диодный ограничитель 31-обмотка 25- 35тиристоры 29 и 5 происходит разрядфильтровых конденсаторов 13 и 14 напервичные обмотки 22 и 25 выходноготрансформатора. При этом через тиристоры 3 и 5 одновременно протекает 40колебательный ток перезаряда конденсатора 11 и ток разряда конденсаторов 13 и 14,Амплитуда тока в первичных обмотках трансформатора ограничивается 45диодными ограничителями 30 и 31. Величина тока уставки диодных ограничителей определяет рабочий участоквнешней вольт-амперной характеристики генератора. 50После того как колебательиый токв коммутирующем контуре 11 и 12 сме-.нит направление и его обратная полуволна достигнет величины тока в первичных обмотках 22 и 25 трансформатора, тиристоры 3 и 5 выключаются ивключаются встречные диоды 7 и 9,которые вместе с тиристорами 26 и 29 проводят ток до тех пор, пока обратная полуволна колебательного тока не снизится до величины тока в обмотках 22 и 25 трансформатора, После выклю.чения диодов 7 и 9 колебательный ток замыкается по цепям конденсатор 11- тиристор 22-обмотка 22-ограничитель 30 - конденсатор 13 - дроссель 16 и дроссель 15-конденсатор 14-ограничитель 31- обмотка 25- тиристор 29- дроссель 12- конденсатор 11 и после прохождения этого тока через ноль тиристоры 26 и 29 выключаются, С выключением тиристоров 26 и 29 заканчивается первый полуцикл работы генератора,В течение времени пока включены тиристоры 3 и 5 и диоды 7 и 9 к первичным обмоткам 22 и 25 приложено напряжение фильтровых конденсаторов 13 и 14. В результате на вторичной обмотке 17 и на нагрузочной цепи 20 и 21 формируется импульс напряжения, амплитуда которого определяется напряжением на фильтровых конденсаторах и коэффициентом трансформации выходного трансформатора.Второй полуцикл, аналогичный первому, начинается с подачей импульсов управления на тиристоры 4, б, 27 и 28. Далее цикл многократно повторяется, в результате чего на нагрузочкой цепи формируются пакет прямоуголь ных импульсов напряжения с постоянной амплитудой.Длительность и скважность пакетов определяется интервалами времени подачи и снятия импульсов управления с тиристоров инвертирующего моста и разделительных тиристоров или только с разделительных тиристоров.При срывах инвертирования, фильтровые конденсаторы 13 и 14 переэаряжаются через свои защитные дроссели 15 и 16 и все тиристоры инвертирующего моста выключаютсяПо сравнению с известным устройством предлагаемый генератор позволяет при одинаковой потребляемой мощности повысить скорость обработки на 30 и снизить в 2 раза конусообразность при прошивке глубоких отверстий.Устройство может быть использовано в качестве источника питания установок размерной электрической обработки металлов., а также в других установках, где требуются источники импульсного напряжения с жесткой внешней характеристикой.