Генератор импульсов для электроэрозионной обработки

ОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоветскикСоциалистическииРеспублик ц 1994190(23) Приоритет 511 М, Кд.з В 23 Р 1/02 Государственный комитет СССР по делам изобретений и открытий(54 ) ГЕНЕРАТОР ИМПУЛЬСОВ ДЛЯ ЭЛЕКТРОЭРОЗИОННОЙОБРАБОТКИ и=1 И 1, СИзобретение относится-к устройствам для электроэрозионной обработки, в частности к источникам технологического тока.5По основному авт. св. В 704748 . известен генератор импульсов на основе тиристорного инверторного моста, два плеча которого выполнены в виде двухобмоточного дросселя со10 встречно включенными, обмотками, последовательно с которыми включены -диоды, Каждая из обмоток со своим диодом зашунтирована цепью, состоя щей из Двух встречно включенных ключевых элементов, общие точки которых подключены к эрозионному промежутку 1.Описанная, схема, как и другие инверторные схемы с емкостным накопите лем, имеет существенные недостатки. Она имеет относительно низкую частоту и малую производительность на мяг-, ких режимах обработки.Для схем с емкостным накопителем длительность импульсов и их амплиту да описывается, уравнениями где с - длительность импульса;И- амплитудное значение токаав нагрузке;0 - рабочее напряжение;О. - напряжение на эрозионномонпромежутке после его пробоя;ь - индуктивность рабочего кон-,тура;С - рабочая емкость конденсатора,.Из уравнения (1) видно, что призаданной величине индуктивности Ь,определяемой конструкцией генератора, длительность импульса 1 можетбыть уменьшена только за счет уменьшения величины емкости С, чтоприводит к уменьшению амплитуды тока(уравнение 2), поэтому очевидна необходимость увеличения напряженияисточника питания,С уменьшением емкости конденсатора вследствие потерь при коммутации тиристора падает добротностьзарядного контура до величины 9 - О,5.В этом случае схема не может обеспечить заряд рабочего конденсатора донапряжения, превышающего напряжение источника питания, что необходимо для надежного запирания тиристора. Это прйводит к увеличению временивосстановления запирающих свойств тиристора и снижению рабочей частотыгенератора.Проведенные исследования инверторных схем показали, что для обеспечения минимального времени восстановления запирающих свойств тиристора кнему необходимо приложить обратноенапряжение в пределах 50-100 В.Недостатком схемы-прототипа, каки других инверторных схем, является 10и то, что при добротности контуровОса 0,5 длительность импульса тока вцепи тиристоров больше длительностиимйульсов тока в эрозионном промежутке. Это объясняется тем, что после прекращения прохождения зарядного импульса тока через эрозионныйпромежуток дозаряд рабочего конденсатора до напряжения источника питанияосуществляется через тот же тиристор, но уже по цепи холостого ходагенератора, имеющей большое сопротивление.Разряд конденсатора через разрядный тиристор осуществляется также через эрозионный промежуток до мо-мента, когда О =0 , после чего токразряда проходит также через устройство холостого хода.Увеличение времени прохожденияимпульсов тока через тиристоры также ЗОснижает частоту генератора и егопроизводительность.Таким образом, схема-прототип имеет существенный недостаток - низкуюпроизводительность на мягких режимах. 35Цель изобретения - создание устройства, повышающего производительность на мягких режимах обработки.Эта цель достигается тем, что генератор импульсов для электроэрози О онной обработки по авт. св. Р 704748снабжен конденсатором малой емкости,подключенным к средней точке обмотокдросселя и к общей точке цепей, образованных двумя парами встречновключенных диодов.Включение дополнительного конденсатора малой емкости позволяет, не уменьшая величины емкости рабочего конденсатора, а значит не изменяя добротности зарядного контура и тем самым обеспечивая надежное,запирание тиристора, формировать короткие импульсы тока в эрозионном промежутке. В этом случае длительность импульсов в эрозионном промежутке определяет величина емкости дополнительного конденсатора, а надежность запирания тиристора обеспечивается величиной емкости основного конденсатора.60На чертеже изображена схема предлагаемого генератора.Генератор содержит зарядный 1 и разрядный 2 тиристоры, емкостной накопитель 3, дроссель с обмотками 4 65 и 5, диоды б, 7, 8, 9, 10 и 11, электроэрозионный промежуток 12, источник 13 питания, конденсатор 14 малой емкости.Генератор работает следующим образом.При открывании тиристора 1 рабочий конденсатор 3 заряжается по цепи;плюс источника 13 литания, тиристор 1конденсатор З,далее на холостом ходуобмотка 5 дросселя, диод 11, минусисточника 13 питания, на рабочем режиме и в режиме короткого замыканиядалее конденсатор 14, диод 7, эрозионный промежуток 12, диод 9. При этомчерез эрозионный промежуток проходитзарядный импульс, длительность которого в эрозионном промежутке определяется величиной емкости конденсатора 14.После того как конденсатор 14 зя-рядится примерно до напряжения источ-ника питания 13, зарядка конденсатора 3 осуществляется через обмотку 5дросселя и диод 11.Конденсатор 3 заряжается до напряжения, превышающего напряжение источника 13 питания, благодаря чемутиристор 1 надежно запирается.Далее открывается тиристор 2.При этом эрозионный промежуток 12оказывается под напряжением равнымсумме напряжений на конденсаторах3 и 14, что обеспечивает надежныйпробой.Разряд конденсатора 3 осуществляется по цепи: плюс конденсатора 3,тиристор 2, на холостом ходу далеедиод 10, обмотка 4 дросселя минусконденсатора 3, на рабочем режиме ив режиме короткого замыкания далеедиод б, эрозионный промежуток 12,диод 3, конденсатор 14, минус рабочего конденсатора 3, При этом про-ходит разрядный импульс тока. Конденсаторы 3 и 14 перезаряжаются. Полная перезарядка конденсатора 3 осуществляется по цепи; диод 10, обмотка 4 дросселя. Тиристор 2 закрывается.После следующего открывания ти -ристора 1 к эрозионному промежутку12 прикладывается напряжение, равное сумме напряжения источника 13.питания и напряжения перезаряда наконденсаторах 3 и 14,Таким образом удается значительно увеличить рабочее напряжение безприменения высоковольтного источникапитания. Увеличение рабочего напряже.ния позволяет увеличить амплитудутока 3 рабочего импульса (уравнение 2 ) без увеличения его длительности, а малая величина емкостиконденсатора 14 позволяет получатьв эрозионном промежутке импульсы тока малой длительности, т.е. импульсы тока с параметрами, необходимыми994190 Составитель В.актор Н Багирова ТехредТ, Фанта вский В, Бутяга р Заказ 713/8ВНИИПИ Г Подписное 104енного кетений и5, Раушс Тиражосударст по делам изоб 5, Москва, Жмитета СССРоткрытийая наб., д.4/5 иал ППП "Патентф, г. Ужгород, ул.Проектная, 4 для чистовых режимов электроэрозио-.фной обработки в токопроводящих,средах. При этом вследствие хороших условий запирания тиристоров также повышается надежность работы схема.Анализ проведенных испытаний устройства, показал, что по сравнению. с существующими устройствами (генера. торы типа ГИ, ГСВ, ГКИи др ) предлагаемое устройство позволяет в 2-6 раз уменьшить длительность импульсов, в 2-4 раза увеличить амплитуду напряжения импульсов, увеличить производительность на мягких режимах обработки в 1,5 - 3 раза,формула изобретенияГенератор импульсов для электроэрозионной обработки по авт. св.У 704748, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью увеличения про- изводительности, в генератор введен конденсатор, подключенный к общей точке обмоток дросселя и к общей точке цепей, образованных двумя парами встречно включенных ключевых эле ментов.Источники информациипринятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельсвто СССРВ 704748, клВ 23 Р 1/02, 1977.