Универсальный тиристорный генератор импульсов малой длительности

Союз Советских Социалистических Республик(22) Заявлено 201178 (21) 2686053/18-21с присоединением заявки Йо(51)М, Кл. Н 03 К 3/53 Государственный комитет СССР по делам изобретений и открытий(71) Заявитель Харьковский ордена Ленина политехнический институт им. В. И. Ленина(54) УНИВЕРСАЛЬНЬИ ТИРИСТОРНЫЙ ГЕНЕРАТОР ИМПУЛЬСОВ МАЛОЙ ДЛИТЕЛЬНОСТИ Изобретение относится к областиэлектроэрозионной обработки и предназначено для использования в качестве источника питания электроэрозионных прецизионных станков. 5Известен тиристорный генератор набазе мостовых последовательных инверторов, содержащий четыре тиристора,которые попарно отпираются от воздействия импульсов системы управления 11 .Недостатком данного генератораявляется неодинаковость условий запирания тиристоров каждой пары.Наиболее близким техническим реше- т 5нием к данному является генератор импульсов, который представляет собойтиристорный мостовой инвертор свключением эрозионного промежуткав цепь источника питания 2. рНедостаток данного генератора импульсов заключается в том, что он непозволяет вести плавно регулировкуамплитуды и длительности импульсовтока. 25Цель изобретения - улучшение условий коммутации тиристоров и регулирования амплитуды и длительности импульса тока через эрозионный проме.жуток. 30 Поставленная цель достигается тем, что в универсальном тиристорном генераторе импульсов малой длительности, содержащем включенные последовательно источник питания, тиристорный мостовой инвертор с двумя группами накопительных конденсаторов, токо- ограничивающий дроссель, звено магнитного сжатия и .эроэийный промежуток, одна иэ групп конденсаторов имеет среднюю точку, которая через регулируемый резистор подключена к полюсу источника питания.Эрозийный,промежуток подключен через выпрямитель между средней точкой одной из групп накопительных конденсаторов и полюсом источника питания. На фиг. 1 представлена принципиальная схема тиристорного генератора импульсов; на фиг. 2 - принципиальная схема тиристорного генератора импульсов с вариантом включения эрозийного промежутка на фиг. 3 - временные диаграммы, поясняющие работу.Тиристорный генератор импульсов содержит источник 1 питания, который .подключен одним полюсом к мостовому инвертору, состоящему из тиристоров 2, 3, 4 и 5, имеющему две группы790156 О 20 25 Токперезарядки накопительных конденсаторов 6, 7 и 8 протекает через источник 1 питания, тиристоры 3 и 5, токоограничивающий дроссель 9, звено 10 магнитного сжатия, эрозионный промежуток 11. Напряжение на накопительных конденсаторах показано на фиг.3 (а). Импульс тока через токоограничивающий дроссель 9 имеет вид, показанный на фиг, 3 (б). Этот импульс тока, проходя через звено 10 сжатия, принимает вид, показанный на фиг. 3 40 (в). Его амплитуда выше, длительность меньше. При процессе перезарядки накопительных конденсаторов 6, 7 и 8 вна чале при уменьшении напряжения в токоограничивающем дросселе 9 и частично в магнитном звене 10 сжатия накапливается энергия. Эта энергия затем отдается накопительным конденсато-. 50 рам 6 которые в свою очередь пере- заряжаются до напряжения большего, чем напряжение источника 1 питания. Накопительные конденсаторы 7 и 8 при этЬм перезаряжаются в зависимости от величины сопротивления резистора 12, которое может быть активным или индуктивным. При больших вел;ичинах этого сопротивления характер напряжения отличается от показанного нафиг. 3 (а). 60Ток перезарядки накопительных конденсаторов 7 и 8 имеет другие пере- зарядные цепи. Конденсатор 8 пере- заряжается через резистор 12, иСточник 1 питания, тиристор 3. По окон Между средней точкой одной изгрупп конденсаторов 7, 8 и полюсомпитания подключен через выпрямитель13 аэрозионный промежуток 11 (фиг. 2).Генератор импульсов работает сле-.дующим образом. накопительных конденсаторов 6, 7 и 8,Ко второму полюсу мостового инвертораподключен токоограничивающий дроссель9, который через звено 10 магнитногосжатия, подключен к эрозионному промежутку 11 и второму полюсу источникапитания 1. Сюда же через регулируемый резистор 12 подключена средняяточка группы накопительных конденсаторов 7 и 8. Импульсы управления подаются от автономной системы управления (на чертеже не показана), натиристоры 2, 4 и 3, 5,которые приэтом попарно отпираются.Генератор импульсов работает следующим образом,С подачей импульсов управленияна отпирание тиристоров 2 и 4, последние отпираются, создавая токзарядки накопительных конденсаторов 6, 7 и 8. В установившемся режиме напряжение на них будет иметьполярность, показанную на фиг. 1.После окончания зарядки накопительных конденсаторов 6, 7 и 8 тиристоры 2 и 4 закроются. Затем подаютсяимпульсы управления на тиристоры 3 и5, которые отпираются, создавая токперезарядки накопительных конденсаторов 6, 7 и 8. чании перезарядки напряжение на конденсаторе 8 изменяет знак и достигает величины большей, чем напряжение источника 1 питания. К тиристору 3 прикладывается отрицательное напряжение равное разности напряжений заряженного конденсатора 8 и источника 1 питания, Под действием этого напряжения тиристор 3 запирается. Перезарядка накопительного конденсатора 7 происходит по цепи: тиристор 5, токоограничивающий дроссель 9, магнитное звено 10 сжатия, резистор 12. По окончании перезарядки накопительного конденсатора 7 отрицательное напряжение прикладывается к тиристору 5, который запирается. Часть тока перезарядки накопительных конденсаторов 7 и 8 протекает через те же цепи, что и накопительного конденсатора 6, Величина этого тока зависит от величины сопротивления резистора 12. Чем меньше его величина, тем меньше составляющая этого тока, Величина сопротивления резистора 12 влияет на добротность схемы, на время перезарядки накопительных конденсаторов 6, 7 и 8 (фиг.3 а, пунктирные линии). В этом случае сопротивление резистора 12 не велико по сравнению с другими сопротивлениями в цепи прохождения тока накопительных конденсаторов 6, 7 и 8 и добротность ниже, перезарядка происходит быстрее, накопительные конденсаторы перезаряжаются до меньшей величины напряжения. Соответственно меньшее значение имеют токи через токоограничивающий дроссель 9 и магнитное звено 10 сжатия, меньшее значение . имеет ток через эрозионный промежуток.12 (фиг. 3, пунктирные линии).Изменяя величину резистора 12, можно регулировать величину и длительность ;.мпульса тока через эрозионный промежуток 11. Кроме того, гейератор импульсов после незначительной переделки может быть использован для формирования импульсов малой длительности (при-, мерно,1-2,5 мкс). До начала работы накопительные конденсаторы 6, 7 и 8 заряжены до напряжения указанной на фиг. 1 полярности. От системы управления (на схеме не показано) подаются импульсыуправления на тиристоры 3 и 5, которые отпираются. Накопительные конденсаторы 6, 7 и 8 перезаряжаются.Перезарядка накопительного конденсатора 6 происходит, как в предыдущем случае. Накопительный конденсатор 8 перезаряжается по цепи: тиристор 3, источник 1 питания, выпрямитель 13 и эрозионный промежуток 11. Так как цепь короткая, перезарядка происходит5 за малое время, и формируется мощный короткий импульс тока. Одновременно происходит перезарядка накопительного конденсатора 7 по цепи: резистор 12, магнитное звено 10 сжатия, токоограничивающий дроссель 9, тиристор 5, Токи перезарядки накопительных конденсаторов 7 и 8 имеют разные знаки. Через эрозионный промежуток 11 протекает ток перезарядки 15 накопительного конденсатора 8, уменьшенный за счет тока перезарядки накопительного конденсатора 7. Начальные участки у обоих токов примерно одинаковы и определяются в основном 20 свойствами тиристоров (временем распространения включенного состояния и т,д.) и на этих участках они взаимно исключают друг друга. На других участках ток перезарядки накопительного конденсатора 7 мал, и существенного влияния не оказывает, Таким образом, начальный пологий участок тока эрозионного промежутка 11 исключен, а оставшаяся часть импульса тока имеет крутой передний фронт и малую дли- З 0 тельность. При подаче импульсов управления на тиристоры 2 и 4 рабочий цикл повторяется. Формула изобретения1. Универсальный тиристорный генератор импульсов малой длительности, содержащий включенные последовательно источник питания, тиристорный мостовой инвертор с двумя группами накопительных конденсаторов, тбкоограничивающий дроссель, звено магнитного сжатия и эрозионный промежуток, о тл и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью улучшения условий коммутации тиристоров и регулирования амплитуды и дли" тельности импульса тока через эрозионный промежуток, одна из групп конденсаторов имеет среднюю точку, которая через регулируемый резистор подключена к полюсу источника питания2. Универсальный тиристорный генератор импульсов малой длительности по и 1, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что., с целью уменьшения длительности импульса тока, эрозийный промежуток подключен через выпрямитель между средней точкой одной из групп накопительных конденсаторов и полюсом источника питания.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Цжентри Ф., Гутцвиплер Ф. и др.Управляемые полупроводниковые вентили. Пер. с англ, М. "Мир", 1967,с.408, фиг. 9,11.2. Авторское свидетельство СССРпо заявке Р 1619793/25-08.7901 5 б 2 ИИПИ Заказ 9059 лиал ППП Патент Тираж 995 ПодписноеУжгород, ул, Проектн