Широкодиапазонный транзисторный генератор для питания прецизионных электроэрозионных станков

СОЮЗ СОВЕТСКИХсо,иааююесникРЕСПУБЛИК 3(5 П В 23 Р 1 ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕН озицепьвыси ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТ(54)(57) 1. ШИРОКОДИАПАЗОННЫЯ ТРАНЗИСТОРНЫЙ ГЕНЕРАТОР ДЛЯ ПИТАНИЯПРЕЦИЗИОННЫХ ЭЛЕКТРОЭРОЗИОННЫХСТАНКОВ, содержащий источник постоянного напряжения, подключенный кэрозионному промежутку через разделительный диод и силовые блоки, управляемые блоками. предварительныхусилителей и задающим генератором,выполненным на базе блокинг-генератора, запускающего три блока ждущихмультивибраторов и Формирователей,о т л и ч а ю щ и й с я тем, что,с целью получения импульсов разряд. ного тока дйительностью порядка сотен и тысяч килогерц, в него введенвысокочастотный блок, выход которогоподключен параллельно эрозионномупромежутку, а вход - к выходу одногоиз блоков предварительных усилителей.2. Генератор по п.1, о т л и ч аю щ и й с я тем, что в высокочастот-ном блоке, с целью увеличения коэффи,.ЯО 256912 А циента усиления и улучшения частотных характеристик, в выходных каскадах с трансформаторным запуском токо- ограничивающие сопротивления включены в эмнттерную цепь, а общая эр онная нагрузка. - в коллекторную транзисторов выходных каскадов, ходные обмотки залускающего тран .Форматора включены между базой и эмиттером транзисторов выходных каскадов3, Генератор о пп.1 и 2, о тл и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью получения на выходе генератора пакетов высокочастотных импульсов, следующих с частотой до десятков килогерц, и импульсов тока ступенчатойФормы с регулируемой паузой между импульсами и пакетами; между выходами двух блоков ждущих мультивибраторов и Формирователей и входами блоков предварительных усилителей, один из которых подключен к высокочастотному а блоку, включены импульсные схемы сов- . падения, одновременно соединенные с выходом третьего блока ждущего мультивибратора и Формирователя, к входу которого подключена импульсно-потенциальная схема совпадения, причем ее вход через переменное сопротивление подключен к входу указанного блока,. и потенциальный вход - к его выходу.известны транзисторные генераторы для питания электроэрозионных станков, содержащие источник постоянного напряжения, подключенный к эрозионному промежутку через разделительный диод, и силовые блоки, управляемые блоками предварительных усилителей и задающим генератором, выполненным на базе блокинг-генератора, запускающего три блока ждущих мультинибраторов иормирователей. 1 ОИзвестные транзисторные генераторы не обеспечивают частоты следования импульсов порядка сотен и тысяч килогерц, которая необходима для прецизионных электроэрозионных станков. Датчик устройства ликвидации коротких замыканий в этих генераторах является высокоомным, что приводит в некоторых 1 случаях к неустойчивой работе регулятора рабочей подачи ( особенно на высоких частотах ), известные генеО раторы не обеспечивают регулирования паузы между импульсами тока ступенчатой Формы, что необходимо для увеличения стабильности процесса безизносных режимах обработки; не обеспечивают Формирования пакетов высокочастотных импульсов порядка десятков кило- герц, необходимыхпри прецизионных режимах обработки. Кроме того, для Формирования пакетов импульсов в ЗО этих генераторах приме не но дополнительное устройство, что усложняет их схему.В описываемом генераторе упрощена схема выходных каскадов, а их конструктивное выполнение обеспечивает получение необходимых для прецизионйых электроэрозионных станков параметров высокочастотных импульсов.Генератор имеет более высокий КПД,40 позволяет повысить стабильность процесса и обеспечивает регулирование паузь между импульсами тока ступенчатой формы и пакетами высокочастотных импульсов, следующих с частотой до десятков килогерц.Описываемый генератор содержит высокочастотный блок, выход которого подключен параллельно эрозионному промежутку, а вход к - выходу одного из блоков предварительных усили О телей.Для управления транзисторами выходных каскадов высокочастотного блока использован трансформаторный запуск, причем выходные обмотки за пускающего трансформатора включены между базой и эмиттером транзисторов выходных каскадов.МеждУ выходами двух блоков ждущих мультивибраторон и формиронателей 6 О и входами блоков предварительных усилителей, один из которых подключен к высокочастотному блоку, включены импульсные схемы совпадения одновременно соединенные с выходом, третьего блока ждущего мультивибратора и Формирователя, к входу которого подключена импульсно-потенциальная схема совпадения, причем ее импульсный входчерез переменное сопротивление подключен к входу указанного блока, а потенциальный вход - .к его выходу.На фиг.1 приведена принципиальная схема описываемого генератора, наФиг.2 - то же высокочастотного блока.Задающий генератор 1 управляетблоками 2,2 и 2 ц предварительныхусилителей, а последние - силовымиблоками 3 и .высокочастотным блоком 4,Задающий генератор 1 представляетсобой блокинг-генератор, запускающий через разделительные каскады 5 и б ) блоки 7, 7 и 7 ждущих мультивибраторов и формирователей. На нход блока7 включена импульсно-потенциальная схема 8 совпадения, а на выходы блоков 7 и 7 ц - импульсные схемы 9 сов"; падения. Устройство 10 ликвидации коротких замыканий (УЛК) подключено к разделительному каскаду 5, Силовые блоки 3 и нысокочастотный блок 4 содержат параллельно включенные выходные каскады, представляющие собойсиловые транзисторные ключи с токоог. - раничивающими сопротивлениями, имеющие н качестве общей нагрузки эрозионный промежуток 11 или (при холостомходе генератора , сопротивление 12,.Высокочастотный блок 4 отделен от силовых блоков 3 диодом 13, Питание .силовых блоков 3 осуществляется от выпрямителя 14, а высокочастотного блока 4 - от выпрямителя 15. Оба выпрямителя подключены к общему силовомУ трансформатору 1 б. Блоки 2, 2, 2 ц, 7, 7 и 7 ц , УЛК 10, разделительные каскады 5 и б и блокинг-генераторпитаются от источников, объединенных в блок 17,В выходных каскадах высокочастотного блока 4 (см.фиг.2) токоограничинающие сопротивления 18 включены в эмиттерную цепь, а общая эрозионная нагрузка 11 - н коллекторную цепьтранзисторов 19. Запуск транзисторов19 осуществляется между базой иэмиттером через обмотки 20 ныходногоимпульсного трансформатора 21 предоконечного каскада 22. Перенапряжения на коллекторах транзисторов, 19устраняются с помощью общего высокочастотного демпфирующего диода 23,последовательно с которым включеносопротивление для предотвращения затягивания заднего фронта импульсонтока. Цепочка из диода 23 и сопротивления подключена параллельно общейэрозионной нагрузке 11,Генератор работает следующим образом.Положительные импульсы с выходаблокинг-генератора через диоды 24 и25 поступают на входы разделительныхкаскадов 5 и б, транзисторы 26 и 27 кьторых в исходном состоянии открыты до насыщения. На вторичных обмот- ках 28, 29 и 30 выходных импульсных трансформаторов каскадов 5 и 6 появ-. ляются при этом положительные импульсы, которые через диоды 31 и 32 запускают ждущие мультивибраторы на транзисторах 33 и 34 блоков 7 и 7". Импульсы заданной длительности, оп- ределяемой величиной переменных ем костей 35 и сопротивлений 36, поступают затем на входы двухкаскадных формирователей на транэйсторах 37 и 38. Обмотка 29 выходного транс: форматора разделительного каскада 5 вместе с диодом 39 образует импульсно-потенциальный вход, который подключен к коллектору транзистора 38 формирователя блока 7 . Транзистор 38 к моменту подачи положительного импульса на вход транзистора 33 ждущего мультивибратора блока 7 открыт донасьщения, т.е, диод 39 тоже открыт,Во время формирования мультивибратором блока 7 импульса заданной дли-тельности транзистор 38 формирователя заперт, т,е. его коллектор имеет отрицательный потенциал, запирающий диод 39, в результате чего положитель ные импульсы на вход транзистора 33 не поступают. После возвращения муль- о тивибратора блока 7 в исходное состоlяние начинается стадия установленя,. втечение которой положительные им,пульсы с обмотки 29 вновь поступают на вход транзистора 33, причем момент 35 следующего запУска мультивибратора зависит от амплитуды запускающих ймпульсов. Переменное сопротивление 40, включенное между диодом 39 и базой транзистора 33, позволяет легко и просто регулировать амплитуду запускающих импульсов и, следователь:- но, паузу мьжду импульсами ждущего мультивибратора блока 7 в широких пределах, причем частота следования этих импульсов может составлять десят ки килогерц.Импульсы с выхода б.юка 7 постУ- пают через диоды 41, 42 и 43 на входы блоков 2, 2 и 2 ц предварительных усилителей. На вход блока 2 поступают также импульсы с выхода блока 7 через диод 44, а на вход блока. 2 д импульсы с выхода блока 7 через дивод 45. Диоды 41, 44 и 43, 45 образуют импульсные схемы 9 совпадения. Первые каскады на транзисторах 46 блоков 2, 2 и 2" предварительных усилителей выполнены по схеме эмиттерного повторителя, причем в исходном состоянии транзисторы 46 закрыты, поскольку 68 транзисторы 38 формирователей в блоках 7, 7 и 7 ц открыты до насыщения и через диоды 41-45 шунтируют входы транзисторов 46. При формировании им-. пульсов ждущими мультивибраторами А 5 блоков 7, 7 и 7 транзисторы 33 закрыты, следовательно диоды 41-45 засперты, а транзисторы 46 открыты. Однако если импульс на выходе блока 7 закончился, то транзистор 38 этого блока оказывается вновь открытым, шунтируя через диоды 41 и 43 входы транзисторов 46 блоков 2 и 2" независимо от наличия импульсов на выходе блоков 7 и 7 . Таким образом, паузы между длинными импульсами,формируемыми блоком 7, определяют паузы между пакетами высокочастотных ымпульсов с выхода блоков 2 и 2", первый из которых запускает не менее 2/3 силовых блоков 3, а второй высокочастотный блок 4, Импульсы с выхода блока 2 по длительности и частоте следования в точности соответствуют импульсам на выходе блока 7 . Если длительность импульсов на1выходе блока 7. составляет несколько периодов высокочастотных колебаний блокинг-генератора, то на выходе генератора формируются импульсы тока ступенчатой бюрмы, причем отношение амплитуд в таких импульсах определяется отношением числа силовых блоков 3, подключенных к выходу блока 2, к числу силовых блоков 3, подключенных к выходу блока 2. Если же длительность импульсов на выходе блока 7 равна длительности импульсов на выходе блока 7, то генератор формирует импульсы тока с постоянной амплитудой, .На частотах порядка десятков килогерц в высокочастотном блоке 4 отключается не менее 2/3 выходных транзисторов 19 и он в этом случае является маломощным генератором поджигающих импульсов, Внутреннее сопротивление этого генератора может быть уменьшено в три-четыре раза по сравнению с внутренним сопротив лением генератора поджигающих импульсов в известных широкодиапазонных транзисторных генераторах за счет параллельной работы двух, трех или более выходных каскадов в высокочастотном блоке 4. Таким образом, сопротивление 12, сигнал с которого поступает на вход УЛК, может быть уменьшено соответственно в три-четыре раэа, что увеличит стабильность работы регулятора рабочей подачи. УЛК при коротких замыканиях эрозионного промежутка через диод 47 запирает разделительный каскад 5 и, следовательно,силовые блоки 3, выходные каскады которых питаются от выпрямителя 14. После разведения электродов регулятором рабочей подачи на эрозионном промежутке 11 сразу же появляется напряжение от высокочастотного блока 4, который не отключается при коротких замыканиях, и работа разделительного каскада 5 возобновляется, На частотах порядка сотен и тысяч килогерцотключаются силовые блоки 3 и высокочастотный блок 4 остается единственньм источником технологического тока. Высокочастотные импульсы или пакеты имгульозв с выхода блока 2 предвари. тельных усилителей поступают на вход блока 4,Использование трансформатора запуска между базой и эмиттером транзисторсз 19 позволяет при наличии общего радиатора ( коллектора ) получить схему включения с общий эмиттером, которая обладает наибольшим коэффициентом усиления и лучшими частотными свойствами по сравнению со схемой с общим коллектором. Кроме то го, трансформаторный запуск нескольких выходных каскадов от одного пред- оконечного каскада 22 уменьшает вероятность несинхронной работы транзис торов 19, что существенно при требуе 10 мой длительности импульсов порядка10 -10 ф сек.256912 й1 в 1 1орозова Техред В.Далекорей, КорректорИ.Ватрушкинаедакто Заказ 6361/1 Тираж 1106 Подпйсное ВНИИПИГосударственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д,4/ППП "Патент", г.ужгород, ул.Проектнаял