Транзисторный генератор для электроэрозионной обработки

СО 1 ОЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКРЕСПУБЛИК ГОСУДАРСПО ДЕЛ НИЕ ИЗ ЕНИЯ К АВТОРСНО ЬСТВУ нина ав оры Ф ЕННЦЙ КОМИТЕТ СССРЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ(72) И,Л. Аитов и Б.Б. Костенко (71) Уфимский ордена Леиационный институт им. Ордж е (53) 621.374(088.8)(56) 1, Авторское свидетельство СССР Иф 370001, кл. В 23 Р 1/02, 19732. Лившиц А.Л. и др. Генерат импульсов, М., "Энергия", 1970, с. 178 (прототип).(54)(57) ТРАНЗИСТОРНЫЙ ГЕНЕРАТОР ДЛЯ ЭЛЕКТРОЭРОЗИОННОЙ ОБРАБОТКИ, содержащий поджигающий источник питания, подключенный положительным выводом, через первый транзисторный ключ к аноду, а отрицательным выводом - к катоду электроэрозионного промежутка, силовой источник питания подключенный положительным выводом к аноду разделительного диода, а отрицательным выводом через второй транзисторный ключ - к катоду электро,.801138927(51) Н 03 К 3/02 эрозионного промежутка, блок управления, первый и второй выходы которого соединены соответственно с базами первого и второго транзисторныхключей, кнопку пуска, соединенную спервым входом блока управления,о т л и ч а ю щ и й с я тем, что,с целью повышения надежности и КПД,в него введены двухпороговый илогический элементы и дополнительньпдиод, причем его анод и катод соединены соответственно с катодомэлектроэрозионного промежутка и анодом разделительного диода, параллелно дополнительному диоду подключендвухпороговый элемент, первый выходкоторого соединен с вторым входомблока управления, а второй выход -с первым входом логического элементвыход которого соединен с третьимвходом блока управления, второй итретий входы. логического элементасоединены соответственно с первым ивторым выходами блока управления.Изобретение относится к силовойпреобразовательной технике, в частности к генераторам импульсов дляэлектроэрозионных станков, иможетбыть использовано в металлообрабатывающей промьппленности и в других отраслях народного хозяйства,Для электроэрозионной обработкиметаллов используются униполярныеимпульсы ступенчато-прямоугольнойформы, которые могут быть полученыс помощью различных генераторов,Известен генератор импульсов, позволяющий получить униполярные импульсы ступенчато-прямоугольной 15формы, содержащий два источника питания, последовательный инвертор, од.нофаэный выпрямитель, переключающийтиристор, присоединенный к электроэрозионному промежутку через ограничивающее сопротивление 13.Недостатками устройства являютсяотносительная сложность, весьма низкий КПД из-за того, что ток нагрузки в течение всего времени формирования импульсов протекает через ограничивающее сопротивление, а такженевозможность плавного изменения вшироких пределах поджигающего участка рабочих импульсов и автоматичес- ЗОкого контроля момента пробоя электроэрозионного промежутка и подключения к нему силового источникапитания.Наиболее близким к изобретениюпо технической сущности являетсятранзисторный генератор для электроэрозионной обработки, содержащийподжигающий источник питания, подключенный положительным выводом через первый транзисторный ключ к аноду, а отрицательным выводом - к катоду электроэрозионного промежутка,силовой источник питания, подключенный положительным выводом к ано,цу разделительного диода, а отрицагельным выводом через второй транзисторный ключ в . к катоду электроэро-зионного промежутка блок управления,первый,и второй выходы которого сое Одинены соответственно с базами первого и второго транзисторных ключей,кнопку пуска, соединенную с первымвходом блока управления, резистивныедатчики тока, включенные между выходом первого транзисторного ключа ианодом электроэрозионного промежутка 21,Недостатками известного, устройства являются низкий КПД за счет потерь в резисторах поджигающего источника питания и в системе управления, сложность управления силовым источником питания, а также невозможность защиты генератора при коротких замыканиях электроэрозионного промежутка, что снижает надежность генератора,. Цель изобретения - повышение на дежности и КПД генератора.Поставленная цель достигается тем, что в транзисторный генератор для электроэрозионной обработки, содержащий поджигающий источник питания, подключенный положительным выводом через первый транзисторный ключ к аноду, а отрицательным выводом - к катоду электроэрозионного промежутка, силовой источник питания, подключенный положительным выводом каноду разделительного диода, а отрицательным выводом через второй транзисторный ключ - к катоду электроэрозионного промежутка, блок управления, первый и второй выходы которого соединены соответственно с базами первого и второго транзисторных ключей,:кнопку пуска, соединенную с первым входом блока управления, введены двухпороговый и логический элементы и дополнительный диод, причем его,анод и катод соединены соответственно с катодом электроэрозионного промежутка и анодом разделительного диода, параллельно дополнительному диоду подключен двухпороговый элемент, первый выход которого соединен с вторым входом блока управления, а второй выход - с перУвым входом логического элемента, выход которого соединен с третьим входом блока управления, второй и третий входы логического элемента соединены соответственно с первым и вторым выходами блока управления.На фиг. 1 изображена схема гене,ратора; на фиг. 2 - структура порогового элемента; на фиг. 3 - структура логического элемента; нафиг. 4 - структура блока управле-, ния; на фиг. 5 - временные диаграммы сигналов, поясняющие функционирование генератора.Генератор содержит поджигающий источник 1 питания с напряжением Ч, подключенный через первый транзисторный ключ 2 к электроэрозион,ному промежутку 3, силовой источник 4 питания с напряжением 74,положительный вывод которого черезразделительный диод 5 соединен санодом промежутка 3, а,минусовыйвывод через второй транзисторныйключ 6 - с катодом электроэрозионного промежутка 3, дополнительныйдиод 7,. подключенный между анодомдиода 5 и минусовым выводом источ- Оника 1 питания, параллельно диодувключен двухпороговый элемент 8,первый выход которого соединен с вторым входом блока 1 О управления,а второй выход - с третьим входом цлогического элемента 9, выход которого соединен с третьим входом блока 10 управления, причем первыйи второй входы логического элемента 9 соединены соответственно с первым и вторым выходами блока 10 управления, а первый вход его соединенс кнопкой 11 пуска,Двухпороговый элемент 8 (фиг. 2)состоит из источника 12 опорного 25напряжения с двумя выходными напряжениями Ч 1 и 7 , компаратора 13 первого порогового уровня (Ч ) и компаратора 14 второго. порогового уровня(Ч)ЭОЛогический элемент 9 (фиг, 3) состоит из элемента 15 типа 2-ИЛИ иэлемента 16 типа 2-И.Блок 1 О управления (фиг. 4 состоит иэ задающего:генератора 17 импульсов, дифференцирующей цепочки18, логического элемента 19 типа2-И, триггеров 20 и 21, логическихэлементов 22 и 23 типа 3-И и формирователей 24 и 25 управляющих импуль 40сов транзисторных ключей 2 и 6.На фиг. 5 изображены осциллограммы напряжений на входах транзисторных ключей 2 и 6 соответственноУ. и О, , напряженияна дополнйтельйом диоде 7, напряжения 1на электроэроэионном промежутке 3и указаны уровни напряжений срабатывания двухпорогового элемента 8при пробое Ч и при коротком замы 1 50канин Ч электроэрозионного промеВжутка.Генератор работает следующим образом (фиг. 1 и 4).Выходной импульс в нагрузке начиИнает формироваться с приходом на базутранзисторного ключа 2 отпирающегоимпульса П (фиг. 5 ) с блока 10 уп 4равления, запуск которого происходитсинхронно с передним фронтом импульса задающего генератора 17 при нажатии кнопки 1 "Пуск" за счет использования дифференцирующей цепочки18 и логического элемента 1.9. Приэтом триггер 20 устанавливается вединичное состояние и положительныйимпульс с генератора 17 проходит через элемент 22 на вход формирователя24, так как триггер 21 также устанавливаетея в единичное состояниепередним фронтом импульса генератора 1.7, Управляющий импульс формирователя 24 подается на транзистор 2.В первый момент времени 1 электроэрозионный промежуток 3 имеет высокоесопротивление, и к диодам 5 и 7 при-.,кладывается обратное напряжение. Припробое промежутка 3 в момент времени 1 диод 5 отпирается, а величинанапряжения на диоде 7 уменьшается отЧ до величины напряжения 7 на промежутке 3 в послепробойной стадии.При пробое промежутка 3 (Ч (Ч сЧ)на вход В триггера 21 поступает импульс с компаратора 13 двухпорогового элемента 8 и устанавливает его внулевое состояние. При этом происходит переброс (переключениеположительного импульса с входа формирователя 24 на вход формирователя 25,т.е. импульс управления подается натранзисторный ключ 6После окончания положительногоимпульса с выхода генератора 17 ( )запирается формирователь 25. С приходом следующего импульса с генератора17 процесс повторяется,В случаекороткого замыкания промежутка 3 в интеррале управленияС -1 э. на вход триггера 20 проходитимпульс с компаратора 14 элемента 8через логический элемент 9 и устанавливает триггер 20 в нулевое состояние. В результате запираются элементы 22 и 23 и мгновенно прекращаетсягенератор отключается. Последующеевключение блока 10 управления осуществляется только при нажатии кнопки 11 "Пуск". Таким образом, предлагаемый генератор имеет повышенные надежность за счет автоматического контроля как момента пробоя электроэроэионного промежутка, так и момента его корот 1138927кого замыкания, и КПД за счет исклю-чения мощности потерь в резистивныхдатчиках тока и применения простой иэкономичной системы управления, а"с также позволяет получать любые импуль"сы ступенчато-прямоугольной формы,параметры которых могут меняться вшироких пределах,