Генератор импульсов

ЬП ИСАНИЕ ИЗЬБРЕТЕНИЯ Союз СоветскихСоциалистическихРеспублик(23) Приоритет -Гфсударетеекнык кемитет СССР ло делам лзееретенкй и аткрмтий(54) ГЕНЕРАТОР ИМПУ,ЛЬСОВ Изобретение относится к созданию генераторов электрических импульсов, которые могут быть использованы, в частности, в процессах электрозональной обработки,Известен генератор импульсов, который5 содержит трехфазный источник переменного тока с тремя отдельными выходными фазными обмотками, три цепочки, каждая из которых состоит соответственно из последовательно соединенных фазной обмотки упомянутого источника, силового конден О сатора и одной обмотки трехобмоточно го линейного дросселя, каждая обмотка которого отводом от части ее витков разделена на две секции, три полупроводниковых элемента, например тиристор и два диода, один из которых своим анодом подключен к точке соединения силового конденсатора и первой обмотки линеиного дросселя первой цепочки, емкостной накопитель, положительная обкладка которого подключена к катоду тиристора, причем вторая и третья обмотки 20 трехобмоточного линейного дросселя соединены между собой последовательно-встречно, и на номинальной частоте источника переменного тока емкостное сопротивление силового конденсатора каждой цепочки по абсолютной величине равно индуктивному сопротивлению секции трехобмоточного линейного дросселя, которая непосредственно соединена с соответствующим силовым конденсатором, и блок контроля напряжения и управления тиристором, причем катоды диодов соединены с положительной обкладкой емкостного накопителя, а его отрицательная обкладка соединена с началами обмоток трехобмоточного линейного дросселя, фазные обмотки упомянутого источника соединены по схеме звезды, а анод диода (тиристора) соединен с точкой соединения силового конденсатора и второй (третьей) обмотки трехобмоточного линейного дросселя 1.Генератор импульсов характеризуется следующими недостатками. Наличие трех тиристоров в трехфазном управляемом выпрямителе неизбежно приводит к достаточно сложной схеме управления тиристорами, и как следствие, к неоправданно завышенным показателям массы и габаритов блока контроля напряжения и управления тиристорами. Кроме того, такое устройство имеетсравнительно невысокое максимальное зарядное напряжение на емкостном накопителе, величина которого равна 0,5 Я Емф, где Я - добротность контура, состоящего из двух силовых конденсаторов, двух обмоток трехобмоточного линейного дросселя и двух фазных обмоток источника переменного тока, где Е, - амплитудное значение фазного напряжения трехфазного источника переменного тока, что ограничивает функциональные возможности генератора, а также отрицательно сказывается на его энергетических показателях, например величине максимальной энергии, запасаемой за один цикл заряда емкостным накопителем, отнесенной к массе всего генератора.Целью изобретения является расширение функциональных возможностей генератора и улучшение его энергетических показателей путем увеличения максимального зарядного напряжения емкостного накопителя.Цель достигается тем, что генераторимпульсов дополнительно снабжен двумяконденсаторами, один из которых включенмежду точкой соединения анода тиристораи катода одного диода и точкой соединениятретьей обмотки линейного дросселя и силового конденсатора третьей цепочки, а второйвключен между началом первой обмоткилинейного дросселя и точкой соединенияотрицательной обкладки емкостного накопителя и анода другого диода, катод которого подключен к началу второй обмоткитрехобмоточного линейного дросселя, причемначала выходных фазных обмоток источникапеременного тока подключены к отводамот части витков соответствующих обмотоктрехобмоточного линейного дросселя, а концы первой и второй обмоток его соединенымежду собой,Такое схемное решение позволяет увеличить максимальное зарядное напряжениена емкостном накопителе до величины, которая в 5,4 К Я раз превышает амплитудноезначение фазного напряжения трехфазногоисточника переменного тока, но при практическом сохранении массы и габаритовустройства, обеспечивает увеличение электрической энергии, запасаемой емкостнымнакопителем за один цикл заряда, а следовательно, и расширяет функциональныевозможности предложенного генератора,На чертеже схематически представленгеенератор импульсов для электроэрозионной обработки.Устройство содержит емкостной накопитель 1, три цепочки, каждая из которыхвыполнена из последовательно соединенныхобмоток 2 (3 и 4) трехобмоточного линейного дросселя, каждая обмотка которого выполнена с отводом от части ее витков, силового конденсатора 5 (6 и 7) и выходной фазной обмотки 8 (9 и 10) трехфазногоисточника переменного тока, управляеемыйдиодно-конденсаторный выпрямитель-умножитель напряжения, выполненный на двухдиодах 11 и 12, тиристоре 13 и двух конденсаторах 4 и 15, который выходом подключен к емкостному накопителю 1 и блок 16контроля напряжения и управления тирис,тором. Диод 12 катодом подключен к точкесоединения анода тиристора 13 и конден 10 сатора 14, свободная обкладка которогоподключена к точке соединения обмотки 2трехобмоточного линейного дросселя и силового конденсатора 5, диод 11 своим катодомподключен к точке соединения обмоток 2и 3 трехобмоточного дросселя; а анодом -к точке соединения накопительного конденсатора и конденсатора 15, другая обкладкакоторого соединена с началом обмотки 4трехобмоточного линейного дросселя. Начала выходных фазных обмоток 8, 9 и 1020 источника переменного тока соединены сотводами от части витков соответствующихобмоток 2, 3 и 4 трехобмоточного линейногодросселя, а концы обмоток 3 и 4 трехобмоточного линейного дросселя подсоединенык аноду диода 12.Предложенный генератор импульсов дляэлектроэрозионной обработки работает следующим образом,Каждая фазная обмотка 8 (9 и 10)трехфазного источника переменного токазо с соответствующей секцией обмотки 2 (3, 4)трехобмоточного линейного дросселя и силовым конденсатором 5 (6, 7) образуютпоследовательные 1.С - контуры, индуктивные и емкостные сопротивления которыхна частоте источника по модулю равны межЗ ду собой, В этом случае в контуре имеетместо резонанс напряжений, при котороммгновенные значения резонансных напряжений, возникающих на индуктивно-емкостных элементах каждого контура по абсо 4 О лютной величине равны между собой и противоположны по фазе. При этом за счеттрехфазного источника переменного токамгновенные значения резонансных напряжений на соответствующих индуктивноемкостных элементах всех трех контуров4 и, в частности, на трех соответствующихсекциях трехобмоточного линейного дросселя, сдвинуты друг относительно друга на120 электрических градусов, и их амплитудыравны ЯЕгде Я - добротность контура,о содержащего одну фазную обмотку 8 (9 и 10)источника переменного тока, соответствующую секцию обмотки 2 (3 и 4) трехобмоточного линейного дросселя и один силовой конденсатор 5 (6 и 7), Е- амплитуда фазного напряжения трехфазного источника переменного тока. При достаточно высокойдобротности контура можно исключить из рассмотрения величину напряжения на выходных фазных обмотках трехфазного испозволяет в 3 раза сократить и улучшить массо-габаритные показатели блока управления, при одновременном увеличении более чем в 10 К раз, по сравнению с известным генератором импульсов, диапазона регулирования максимального значения зарядного напряжения на емкостном накопителе,45 точника переменного тока, поскольку она значительно меньше величины напряжений, возникающих на индуктивно-емкостных элементах этих резонансных контуров. При закрытом тиристоре 13 электромагнитныенпроцессы, имеющие место в устроистве, протекают следующим образом. Конденсатор 14 (15) при открытом диоде 12 (11) заряжается по цепи 2 - 3 - 12 - 14 (11 - 3 - 4 - 15) до напряжения, равного КГЗ Я где К коэффициент трансформации. Это происходит в течение промежутка времени, при котором к аноду диода 12 (11) приложен положительный по отношению к его катоду потенциал, определяемый суммой мгновенных значений напряжений на обмотках 2 и 3 (3 и 4) трехобмоточного линейного дросселя и напряжением на конденсаторе 14 (15). При открытии тиристора 13 максимальное значение напряжения, которое может быть приложено к емкостному накопителю, определяется суммой напряжений на конденсаторах 14 (15), равной 2/3 КЯ Е, и мгновенным значением напряжения йа трех - обмотках 2, 3 и 4 трехобмоточного линейного дросселя, максимальное значение которого определяется геометрической суммой этих напряжений и равно 2 К Я Е В связи с этим. максимальное значение за- . рядного напряжения на емкостном накопителе составит величину, равную (2+23)х Х К Я Ет. е. 5,4 К Я Е.Ток заряда в этом режиме (к концу цйкла заряда) течет по цепи 15 - 4 - 3 - 2 - 14 - 13 - . Блок 16 осуществляет контроль напряжений на емкостном накопителе 1, а также подачей импульсов управления на управляющий электрод тиристора 13 обеспечивает возможность регулирования уровня напряже- З 5 ния, до которого требуется зарядить емкостной накопитель 1. Схема управления тиристором 13 может быть выполнена по любой из известных схем управления.Таким образом, предложенный генератор импульсов для электроэрозионной обработки ф что улучшает его удельные энергетическиепоказатели.Формула изобретенияГенератор импульсов, содержащий трехфазный источник переменного тока с тремя отдельными выходными фазными обмотками, трехобмоточный линейный дроссель, каж. дая обмотка которого отводом от части ее витков разделена на две секции, а вторая и третья обмотки соединены между собой последовательно-встречно, три цепочки, каждая из которых состоит из последовательно соединенных обмотки трехфазного источника переменного тока, обмотки трехобмоточного линейного дросселя и силового конденсатора, тиристор и два диода, один из которых своим анодом подключен к точке соединения силового конденсатора и первой обмотки линейного дросселя первой цепочки; емкостной накопитель, положительная обкладка которого подключена к катоду тиристора, блок контроля напряжения и управления тиристором, отличающийся тем, что, с целью улучшения энергетических показателей генератора за счет увеличения количества электрической энергии, запасаемой за один цикл заряда емкостным накопителем, он дополнительно снабжен двумя конденсаторами, один из которых включен между точкой соединения анода тиристора и катода одного диода и точкой соединения третьей обмотки линейного дросселя и .силового конденсатора третьей цепочки, а второй включен между началом первой обмотки линейного дросселя. и точкой соединения отрицательной обкладки емкостного накопителя и анода другого диода, катод которого подключен к началу второй обмотки линейного дросселя, причем начала выходных фазных обмоток источника переменного тока подключены к отводам от части витков соответствующих обмоток линейного дросселя, а концы первой и второй сбмоток его соединены между собой.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР736298, кл. Н 02 М 7/06, 1980.ИИПИпо дел5, МосППП 113илиал Составитель В. ШадринаТехред И. Верес КорректорТираж 153 ПодписноГосударственного комитета СССРам изобретений и открытийва, Ж - 35, Раушская наб., д. 4/5Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 еренц