Релаксационный генератор импульсов для питания электроэразионных станков

ОПИСАНИЕ ИЗОЬЕЕТ ЕНИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУСоюз Советских Социалистических Республик,01.74 (21 51) 2 В 23 Р 1/02 с присоединением за и Государственный комитет Совета Министров СССР) Дата опубликования сания 1. Отто и М, В. Коренблюм 71) Заявитель ого Красного Знамени Экспериментальный научательский институт металлорежущих станков ена Труд исслед 4) РЕЛАКСАЦИОННЫЙ ГЕНЕРАТОР ИМПУЛЪСОВ ДЛЯ ПИТАНИЯ ЭЛЕКТРОЭРОЗИОННЫХ СТАНКОВ изИзобретение относится к электроэрозионной обработке материалов и, в частности, к источникам питания электроэрозионных станИзвестны релаксационные генераторьпульсов, обеспечивающие возможностьмирования коротких и достаточно мощразрядных импульсов, адаптируемость к состоянию эрозионного промежутка, они сравнительно просты и надежны, но малопроводительны,С целью повышения их производительности, например, зарядка емкостного накопителя осуществляется несколькими корол кимиимпульсами тока, По этому способу работаетсхема, состоящая из источника постоянногонапряжения, транзисторных ключей и накопительной емкости, в которой возможен вариант, когда зарядные блокинг-генераторывозбуждаются (открываются) в функции состояния эрозионного промежутка путем снятия сигнала с нелинейного сопротивления.Известная схема имеет недостаточно высокую выходную мощность вследствие импульсного заряда емкости (что увеличивает времязаряда), большой ток короткого замыкания,ухудшенную чистоту поверхности из-за наложения на импульсы разряда емкости тока цепи заряда.Целью изобретения является увеличение выходной мощности релаксационного генераторабез ухудшения чистоты поверхности и резкоеснижение тока короткого замыкания.Для достижения указанной цели в релакса 5 ционном генераторе с транзисторным зарядным ключом применена схема запирания транзисторов (например, одновибратор), вход которой подключен к линейному датчику тока вцепи разряда емкостного накопителя, либо и0 датчику напряжения, фиксирующему пробойэрозионного промежутка. Схема запираниятранзисторов выполнена безынерционной, т. е,не имеет задержки на срабатывание.С целью автоматического изменения задержки на включение транзисторов в зависимости от длительности тока разряда времязависимая схема, например пик-детектор,подключенная к разрядной цепи, или переключатель величины накопительной емкостисоединены в схеме запирания с теми цепями,которые определяют момент обратного опрокидывания схемы.В случае использования датчика напряжения вход схемы запирания транзисторов соединен через диод с выходом дифференцирующей цепи, подключенной параллельноэрозионному промежутку,На фиг. 1 и 2 даны блок-схема и принципиальная схема предлагаемого релаксационЗ 0 ного генератора.3Силовая часть генерагора состоит (фиг. 1) из источника 1 постоянного напряжения, транзисторного ключа 2 с токоограничивающим сопрогивлепием накопительной емкости 3 и эрозионного промежутка (ЭП) 4. Вход схемы 5 запирания зарядных транзисторов (размыкания ключа 2) соединен с линейным датчиком 6 тока, либо датчиком / напряжения на Э 11. Времязависимая схема 8, подключенная к разрядной цепи, соединена с теми цепями схемы 5 запирания, которые определяют время ее обратного опрокидывания.Зарядный транзисторный ключ 2 (фиг. 2) состоит из параллельно соединенных каскадов на транзисторах 9, 10 с коллекторными сопротивлениями 11, 12. Суммарное токоограничивающее сопротивление зарядной цепи определяется количеством включенных каскадов,Схема 5 запирания выполнена в виде одновибратора на транзисторах 13, 14, в котором длительность импульса определяется хронирующими элементами 15, 16, а время установления в исходное состояние - емкостью 17 обратной связи.Управление силовыми транзисторами 9 и 10 осуществляется от усилителя 18 (на транзисторе 9), соединенного с одновибратором 5, Одновибратор 5 и усилитель 18 питаются от комбинированного источника 20, 21 и источника 22 запирающего смещения. Общая точка источников 20 и 21 соединена с эмиттерами силовых транзисторов 9, 10, у которых отпирающие базовые токи формируются сопротивлениями 23, 24 от источника 20, а запирание осуществляется через диоды 25, 26 от источника 21. Г 1 ереключение емкостей 3 и 17 производится одновременно через связь 27. Вход одновибратора 5 подключен к датчику 6 тока (трансформатору) в разрядной цепи генератора.Генератор работает следующим образом.При подсоединении источников питания транзисторы 9 и 10 открыты и протекает ток заряда емкости 3, Если напряжение на ЭП и расстояние между электродами таковы, что возможен пробой, начинает формироваться импульс разрядного тока. При этом появляется импульс напряжения на обмотке трансформатора 6, приводящей к запуску одновибратора 5. Транзистор 13 запирается, а транзистор 19 усилителя 18 открывается, приводя к форсированному запиранию силовых транзисторов 9, 10 (от источника 21 через открытый транзистор 19 и диоды 25, 26).Таким образом, при формировании импульса разрядного тока зарядная цепь отключается, т, е. устраняется главный недостаток релаксационной схемы, что позволяет многократно увеличить выходную мощпость. Длительность импульса одновибратора 5 вместе с временем установления его в исходное состояние выбираются большими, чем сумма длительностей разрядного импульса и восстановления диэлектрической прочности ЭП. 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 б 5 После обратного опрокидывания одновибратора 5 транзистор 19 запирается, а силовыс транзисторы 9, 10 открываются. Цикл повторяется. Максимальная частота повторения разрядных импульсов определяется времязадающими элементами 15, 16, 17.В предлагаемом генераторе схема запирания транзисторов бсзынерционна, т. е. не имеет принципиально задержки на срабатывание, а используемые транзисторы должны быть высокочастотными (с временем переключения 30 в 1 нсек). В противном случае на ток разряда емкости 3 будет накладываться зарядный ток через ключ 2.Датчик 6 тока выполнен линейным, что позволяет при использовании времязависимой схемы 8, например пикдетектора, подключенного к выпрямителю сигналов трансформатора тока, автоматически изменять задержку на включение зарядных транзисторов в функции длительности разрядных импульсов.Поскольку длительность разрядных импульсов определяется при прочих равных условиях величиной накопительной емкости 3, то одновременно с переключением этой емкости (фиг. 2) переключается емкость 17 в цепи обратной связи одновибратора 5, величина которой определяет время его обратного опрокидывания. В результате с увеличением длительности разрядных импульсов автоматически снижается максимальная частота их следования, задаваемая схемой 5 запирания. В одновибраторе 5 это снижение может быть выполнено также с помощью переключения хронирующих элементов 15, 16.В случае короткого замыкания (к.з.) ЭП нарастающий ток к.з, вызывает срабатывание одновибратора 5 и запирание зарядных транзисторов 9, 10: ток через ЭП 4 прекращается, Через время, определяемое длительностью импульса и длительностью установления одновибратора в исходное состояние, наступает обратное опрокидывание схемы, в результате которого транзисторы 9, 10 опрокидываются. Вновь начинает протекать ток к. з. Цикл повторяется, Лмплитуда импульсов зависит от уровня срабатывания схемы 5, Короткие пучки тока формируются до тех пор, пока к.з. не будет ликвидировано, Таким образом при коротких замыканиях ЭП ток к.з. оказывается много меньше его рабочих значений, когда транзисторы 9, 10 не оказывают влияния на разрядные импульсы.В случае применения датчика 7 напряжения, фиксирующего пробой эрозионного промежутка, параллельно последнему подключается дифференцирующая цепь, соединенная через диод со входом схемы 5 запирания.Итак, предлагаемая схема релаксационного генератора с транзисторным ключом в зарядной цепи позволяет многократно увеличить его выходную мощность без ухудшения чистоты поверхности, поскольку зарядная цепь разобщается от разрядной на время формирования рабочих импульсов, вследстибобе Заказ 918/1 Изд.320 Ти рственного комитета Совет по делам изобретений и от 5, Москва, Ж, Раушская раж 1178Министров Срытийнаб., д. 4/5 ПодписнР Н осу пография, пр. Сапунова вие чего величина зарядного сопротивления может быть резко уме. :ьшена. Кроме того, в генераторе по предлагаемой схеме ток короткого замыкания много меньше рабочего (в известных генераторах он примерно вдвое превышает рабочий). В результате при обработке исключается возможность прижогов на детали.Формула изобретения Релаксационный генератор импульсов дляпитания электроэрозионных станков с зарядными транзисторными ключами, связаннымИ с датчиком состояния эрозионного промежутка в разрядной цепи, отличающийся тем, что, с целью увеличения выходной мощности 5 и снижения тока короткого замыкания, в качестве датчика использован линейный датчик тока или датчик пробоя, а указанная связь осуществляется через безынерционную схему запирания, например одновибратор, выход 10 которой подключен к усилителю с комбинированным источником питания.