Генератор двухполярных импульсов

ОПИСАНИЕ ИЗОБР ЕТЕ Н И Я К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ3,9)1), 1,0;30 Сц вт. с)виду -сльиое,к 1 3.Ч., - Е э Р 13,д)г 3) 33)яв.1 с 310).05. 1 рисосд:3 цсцисм заявя Государственн 33 и комитет ссср,3:"),ОЬМ)3)1 С):3 бликовзцо 30 ло делам изобретении крыти 3 3 С Д Ч1 .35) Дата 3131) 3 г 1 КОЗЗ 7 Автор изоорстеиия)ето 71) Заяв)ель 4) ГЕНЕРАТОР ДВУХПОЛЯРНЫХ И 391 ПУДЬС Наиболее близким цию являстся гецсрат запускаюшсс устройс женця, подк;Очен;ы разряднык блока к о мотки согласующегоизобрстссодержит 1 к нацрярсшсциемОр, которь ГВОЦИиС, Ц;5 Мтрацсфо 01 т 1 з ЗЗР 51 ДИ 0- ЦШОй Ооорд к вто Перв рмат Изобретсцис относится к области эгСктрофизичсских методов обработки и может быть использовано в качестве источццка питания дл 51 элсктроэрозионной Оораоот 1 и токопроводяц)ик материалов.Известен генератор имцульсов для элсктроэрозионцой обработки матсриалов, содержащий источник пцтацця, подключеццый к мсжэлсктродиому промежутку через Последовательную цепь,из дву.; коммутируюП 1 ик пРи 001)ОВ. Д,15 О,Р 1 ци 13 ц 3 Я тока короткого замыкания п цовыц)сция КИЛ в гсцераторе между эм)ттсром первого и коллектором второго коммутирующего прибора включен дозируюший конденсатор, а эмиттер и коллектор одиого коммутируюшего прибора соедцнсцы через диодь Соответственно с эмиттором и коллектором другого коммутируюшсго Прибора. Од:3 ако цодключсицс выхода генератора к 1 зс Оомоткц дросселя, Всс Вит(и которого подк.1101 Вы к меакэлсктродцому 1)ромсжутку, и 3 озволяст формировать двух)оля 3)31 ыс импульсы.;ицшой обмотке которого Водил:очсн мсжэлс 3 тродцы й )роме.кто.Однако В этОм гсцср 3)торс цм 301 местоимпульсы тока, ири ко 01)ь). зззо Пробивается под действием цзцряжсция Обрзтшй полярности. При .;Огостьк имцульсзх цр) - мой цол 5)р 30 сти Вцстмк) ззт 3 3 11 в)13 энергия на формировзццс изпульсов Обратной цолярцост). Извсстцый гсцрдтор н ЦОЗВОЛ 51 СТ ДЦОВРС 31 Ц 31) Ц 01131011 ТЬ 3)130 ВЦЫС технико-экоцомцческ)3,д рактеристцки; произволитсльцость 3 роцессз, стойкость электрода-ццструмсцтд и 1,11;1.Целью цзобрстсцця является цо,ьцп 13 ипроизводис,)ц 10 стц Процесса, стойкосц электрода-ццструмецтд и КП,д.Цель достш зстся тсм, то В г 31 р 3)т 3)1)дВу.;ПОЛярцык ИЗ)цуЛЬСОВ. Содсргьдщцц ЗЗ- пускающее устроств 3) источник цостояц 1 юго наиряжсциЯ. По:кл 101;1:1 ый 3 рсз мцц 13 мум:3 Вз,)1 р.;,;31-р)3 з 3) Яд 113 ч,:лок 1 к сгчг 3- цпям цсргц)ч;Ой 00 мотк: 0: г)зсу)3)31: о трацсфо,)ъ 1 зт 01)1, к .;10 пич 1033 Обмотк к 6- торого подклочсн .1 ж),3 кт,Од: ый ир 0399- 25 жутОК, ГВЕдец ЗдцуСКЗЮ:ццц г;)дцфорыаТОр,ЦЕРВ 31 г 1 иаЯ ООМОТКЗ 1 ЮТ 3)РО 10 З 3+3 ЮЧ 3111 Ц- с.сдоздтельцо с мс)кэ.1 ктподз):)3 цпо)1- )К"1 К 3)г. С 1 Ц 11 Ц Ц "3.33 3 Н 033к)3 цсо трансформатор)1:-ы 3,: с ., 33"- 0 мстричцым: и исовз; 3 з . Вк. 0 сцдвстречно другим, причем запускающее устройство подключено к зарядпо-разрядномублоку, подключенному к первой секции согласующего трансформатора, а вторичныеобмотки упомянутого запускающего тран.форматора подключены к зарядно-разр:,.ным блокам, подключенным к второй и последующим секциям согласующего трансформатора,Такой генератор позволяет за счет исключения из зарядных цепей активных сопротивлений повысить КПД, снизить энергоемкость процесса и выходное напряженкеисточника постоянного напряжения,На фиг. 1 изображена принципиальна"электрическая схема предложенного генератора двухполярных импульсов; на фиг. 2зависимость напряжения на межэлектродном промежутке от времени прп отсутствпптока; на фиг. 3 - то же при наличии тка; на фиг. 4 - зависимость тока, проходящего через межэлектродный промежуток отвремени,Питание генератора осуществляется отисточника 1 постоянного напряжения с конденсатором-фнльтром 2.К положительному полюсу псточни(а 1подсоединено несколько зарядно-разрядныхблоков, каждый из которых состоит пз коллектор-эмиттерного перехода первого коммутирующего прибора 3, дозирующего конденсатора 4, коллектор-эмиттерного перехода второго коммутирующего прпоораи секции первичной обмотки согласующсготрансформатора б, вторичная обмотка которого подключена к нагрузке, представ.ляющсЙ собой промеж ток 7 межд электродом инструментом и обрабатываемой деталью, при этом коллектор первого коммутирующего прибора соединен через диод 8при прямом включении с коллектором второго коммутирующего прибора, а их эмпттеры тоже при прямом включении соединены другим диодом 9,Общая (средняя) точка секций первичной обмотки согласующего трансформатораб соединена с отрицательным полюсом источника 1 постоянного напряжения, т. с,другие сскцип включены встречно к первойсекции,В качестве коммутируюгцих приборовмогут быть использованы полупроводниковые триоды, например транзисторы, четырехслойные управляющие диодь. (на чертеже не показаны) н т. д. Для управления коммутирующими приборами 8 и б с.лужит запускающее устройство,10, формирующее импульсы на базаэмиттерные переходы с амплитудами, достаточными для полного насыщения коллекторно-эмиттерных переходов. Цепи управления,коммутирующих приборов и схема запускаюгцего устройства аналогичны известны м.5 0 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 В цепь вторичной обмотки согласующего трансформатора б и последовательно смежэлектродным промежутком 7 включенапервичная обмотка 1-го запускающеготрансформатора 11, вторичные оомоткп которого подл(лючены через диоды 12 и 11, ивторичные обмотки 2-го запускающеготрансформатора 14 и базо-эмиттерпым переходам коммутирующих приборов второгозарядно-разрядного блока,Последовательно со 2-ым зарядпо-разрядным блоком включена первичная обмотка 2-го запускающего трансформатора 14,вторичные обмотки которого подключенычерез диоды 16 и 16, и вторичные обмотки3-го запускающего трансформатора 17 кбазо-эмиттерным переходам коммутирующих приборов третьего зарядно-разрядногобло(а.Последовательно с 3-пм зарядно-разрядным блоком включена первичная обмотка3-го запускающего трансформатора 17, вторичные обмотки которого вышеописаннымспособом подключены к цепям управленцследующего блока и т. д.Предлагаемый генератор работает следующим образом.В исходном состоянии, т. е. перед началом работы, все коммутирующие приборызакрыты (находятся в непроводящем состоянии) и при включении источника 1 постоянного напряжения начинаются резонансные заряды дозирующих конденсаторовчерез соответственно диоды и секции первичной обмотки трансформатора 6. В этихусловиях конденсаторы могут зарядитьсяпочти до удвоенного напряя(енпя источника1 постоянного напряжения.После зарядки конденсаторов за счсгподачи импульсов от запускающего устройства 10 синхронно открываются коммутирующие приборы 3 и б, создающие условиядля запирания диодов Б и 9 при помощи напряжения заряженного конденсатора 4, Врезультате этого на 1-ой секции перигчнойобмотки согласующего трансформатора бвозбуждается сумма двух согласных напряжений; напдяжений источника 1 и заряженного копдснсатора 4, а на межэлсктродном зазоре 7 формируется импульс напряжения прямой полярности (см. фиг. 2), поддействием которого возникает проводящийканал и напряжение на зазоре резко падает,а ток, проходящий через него и первичнуюобмотку трансформатора 11 (см. фиг. 1),возрастает. Под действием этого тока наего вторичных обмотках формируются импульсы, открывающие через диоды 12 и Икоммутирующие приборы второго блока исоздающие условия для подключения суммарного напряжения источника 1 и конденсатора к 2-ой секции первичной обмоткитрансформатора б, За счет встречного включения вышеупомянутых секций происходитавтоматическое уменьшение поджига ющег оимпульса прямой полярностц ц возбуждения силового импульса обратной полярности ц ревсрсцрование тока, про)одя 1 цего через мсжэлсктродны 1 проме)кток. В этом случае открытое состояние транзисторов подпер)к 1 лается зэ с 1 ет нэпря)ксц 1, с 1- маемык с вторичц); обмоток 2-го запускаюцего трансформатора 14.В момент спада тока, про);одящсго через 2-ой зарядцо-разрядный блок ц первицро обмотку 2-го запускающего трансформатора 14 на его втор)ц 5 ы); обмотка); возбуждаются импульсы напряжения, создаошце условия для открывания через дцодь 1 15 и б коммутируОци); приборов третьего блока. В результате этого на вторичной обмотке трансформатора б, а следовательцо и на 1 С)кэлектродцом проС)ктке /, формцр; ется вышеописанным способом 2-ая нарастающая полуволна напряжения обратной полярности.При падении тока, про);одяцег) через 3-й зарядно-разрядный блок ц первицуо обмотку 3-го запускающего трансформатора 17, на его вторичны); обмотка.; возбужда)отся импульсы напряжения, под действием которых вклочаются коммутцруюие приборы 4-го зарядцо-разрядного блока, не показанного на чертеже. Благодаря этому формт 1 руется 3-я нарастающая полуволца цапряжеция.Вышеописанным способом открываются поочередно и следующие пары коммутцрующи); приборов, в результате чего проис);одцт волнообразное нарастание напряжения обратной полярности на межэлектродном промежутке 7 и через него протекает волнообразно царастаоший импульс тока.Поскольку все зарядно-разрядные блоки соединены по одинаковым скемам, то возбуждение коммутиру 1 оши); приборов последу)ощи.; блоков осуществляется так;кс вышеописанным способом, т. е. П); последовательное включение проис);одит автоматически прц;цобом количестве зарядно-разрядны) блоков. Оператор при обработке включает лишь запускаощее устройство 10,По мере про);ождения импульса тока нэцр 5 жсццс на кодецсэторэ. снижается, пс)- вым разряжается конденсатор первого блока, а последним - конденсатор последнего бло 1 э. В момент снижения напря)кен 1151 э первом конденсаторе до цуля диод 9 становится проводящим, что исключает переза,ряд конденсатора 4. Аналогичным образом исл 1 очэ 1 отся перезаряды и други); конденсаторов.В начале гроождсция импульса тока уменьшаются до нуля управлясмыс импульсы от запускаюцсго устройства 10, как следствие этого закрываются коммутирующие приборы 3 ц 5, и конденсатор 4 начинает заряжаться через диоды 8 ц 9,и 1-ую секцию первичной обмотки трансформатора б. Аналогичным образом заряжаются и по следующие кондецсаторь 1, за с Ст чего поддерживается разряд в чс)кэлектродном проме)куткс 7. Таким ооразом, не только процессы разряда коцдсцсаторол участвуют и формироваццц цмпул),сол тока, цро);одяцП); через межэлектродцый промежуток, но ц процессь 1, сопроло)кда)оцПс зэ 1)яды конденсаторов.После закрытия коммутцруОцП); приборов ) и 5 по очереди закрываются попарно ц другие коммутирующие приборы, но конденсаторы благодаря разрядам ЭДС самоцндукццц обмотки трансформатора 6 продол)кэ 10 т нското)Ос врем 1 запя)каться, затем процесс зарядки закан ивастс 51. Про:ожденпе то.э через с)кэлсктродцыЙ ц)оыежуток п)екрашэется, ц с. ема возврашается в исходное состояние, т. с. готова для формирования слсдуюц,его импульса.После окончания паузы ц прц поступлении следу)оицг упрэвл 5 смы); импульсов от зэпскэюцьего 1 строцствэ 1.7 коммтиреО- щце приборы 3 ц 5 вновь открываются, прц этом цепь разрядки дозцрующего конденсатора 4 замыкается на 1-о секцию перли 1- ной обмотки трансформатора б, э и межэлектродном зазоре 7 начинает иро)одцт 1. очередной импульс тока.Далее дрогссс работы генератора автоматцческц повторяется.Частота следования, форма ц энергия импульсов тока через мсжэлектродныЙ зазор и пх скважность могут быть выбраны независимо, они регулируются црц помощи управляемы); импульсов, )ормцруе.ьп запускающим устройством 17, количеством зарядно-разрядны): блоков, смк)стя.ц конденсаторов и числами витков секций первичной обмотки трансформатора 6. Прц этом нсоб)одцмо учитывать, что послс запцранця коммутируОцгц); приборов ток через межэлектродный зазор протекает сгцс небольшой промеж ток времени.При заданны.; частоте сл доващя и сСважности имп 1 льса ц цлдктцвностс Сскциц первичной обмотки согласующего трансформатора 6 дозцруОцПс конденсаторы огранцчива)от амплитуды импульсов тока прямой,ц о бр атно й поля р нос тц, т. е. необходимостьь в ограничительны); активны); сопротивлен)Я); Отпадает, что дает возможность увелц 5 цгть 1 ПД гсцсраторэ импульсов. 55 00 65 5 с 15 20 25 ЗО 35 40 45 50 Конденсаторявляется не только фильтром для источника 1 постояццого напряжения, но ц накопителем э:сргцц, позволяющим существенно умсньц)цть мощность, потребляемую цз сети.Из изложенного следует, что в тсчсцце всего импульса Обрабатывается только деталь, которая в начале импульса была анодом, а потом стала катодом.Электрод-инструмент, являющ 1 ьйся сначала катодом, а потом анодом н пзоготовлснцый, 1 ац)цмср, цз )сдц црактцсеки сподвергается износу.Формула изобрстсцияГС 51 ератор дву);цолярцык импульсов для электроэрозионной обработки материалов, содср)кацц 1 зацуокаюшсе устройство ц исто 1 ццк цост 051 ццо 0 цапря)ксцц 51) поди,и)- чеццый через минимум два зарядно-разрядив); Олока к сскии 51 м цсрвц)15 ОЙ об)0 ткц согласующего трацсформатора, к вторичной Обмот 1,е которого цодкл 01 С 51 ме)кэле 1 родный промежуток, о тл и ч а ющи й ся гсм, )110) с Ие,)ью цовьц)сцця ц)011 зводитссьцостц ц)щссс) Стойк)сц электрода-ццсг 1)у)с)цта и КПД, в цсго введен запускающий трацсформатор, цсрвичцая обмотка которого включена последовательно с межэлскт рОдцЫМ ПрОМСЮтКОМ, ССКНИИ ИЕрццгцОй Обмотки согласующего трансформатора вы- О;11 с 1 ы асцммсг)и 1 цыми ц 1 срва 5 цз ц 1) вклкгчеца встречно;ц)угцм, причем запускающее устройство подключено к зарядно- О )аз)51 дцому ОЛО 1 ц, подклочсццому к церв 051секции согласующего трансформатора, а вторичные обмотки упомянутого зацуска 10- щего трансформатора цодключсцы к зарядцо-разрядным блокам, подключенным к вто рой ц последующим секциям согласующеготрансформатора.