Генератор импульсного напряжения

 

ГЕНЕРАТОР ИМПУЛЬСНОГО НАПРЯЖЕНИЯ , содержащий подключенный к источнику постоянного напряжения через входной дроссель инвертирующи мост с коммутирующим L, с-контуром в диагонали переменного тока и двумя встречно-последовательно включенным разделительными тиристорами, соединенными с указанной диагональю анодами , а катодами связанн1Л1и с цепью нагрузки, связанной с двумя другими встречно-последовательно соединенны ми разделительными тиристорами, а «KW, также две фильтровые ЦО-цепи, подключенные параллельно инвертирующему мосту, отличающийся тем, что, с целью улучшения технико-экономических показателей путем повышения жесткости рабочего участка внешней характеристики и крутизны переднего фронта выходных импульсов напряжения, он снабжен двумя диодными ограничителями и выходным трансформатором, каждая пара первичных обмоток которого включена между соответствующими двумя встречно-последовательно соединенными разделенными тиристорами, а вторичная обмотки через выпрямитель соединена с нагрузкой, причем другие встречно-последовательно соес дипенные тиристоры подключены к диагонали переменного тока инверторного моста катодами, а точка соединения обмоток трансформатора, включенных между их анодами, соединена через диодный ограничитель со средней точкой фильтровой LC-Цепи, конденсатор которой подключен к отрицательному входному выводу, соединенному с дросселем другой фильтровой. Lfc-цепи , средняя точка которой через -Другой диодный ограничитель соединена с точкой соединения обмоток трансформатора , включенных меяаду катодами разделительных тиристоров.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (19) (И) 3(Я) 2 М 3 315

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

° ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н ABTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3463709/24-07 (22) 05,07.82 (46) 23,01,84. Бюл. У 3 (72) С.М.Кацнельсон, Ю.В.Ознобкин, В.И.Полянки, Н.A.Ñêðèïêo и Е.И.Снятков (71) Уфимский авиационный институт им. Орджоникидзе (53) 621..314. 57 (088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

М 340501, кл. В 23 Р 1/02, 1968.

2. Asторское свидетельствo CCCP

9 396622, кл. В 23 Р 1/02, 1971.

3. Лукес Ю.Х, Схемы на полупроводниковых диодах. Пер. с нем.. М., Энергия, 1972, с.128-129, рис. 5-29.

4. Авторское свидетельство СССР

М 908560, кл. В 23 P 1/02, 1980. (54)(57) ГЕНЕРАТОР ИМПУЛЬСНОГО НАПРЯЖЕНИЯ, содержащий подключенный к источнику постоянного напряжения через входной дроссель инвертирующий мост с коммутирующим (.С-контуром в диагонали переменного тока и двумя встречно-последовательно включенными разделительными тиристорами, соединенными с указанной диагональю анодами, а катодами связанными с цепью нагрузки, связанной с двумя другими встречно-последовательно соединенными разделительными тиристорами, а также две фильтровые LC-цепи, подключенные параллельно инвертирующему мосту, отличающийся тем, что, с целью улучшения технико-зкономических показателей путем повышения жесткости рабочего участка внешней характеристики и крутизны переднего фронта выходных импульсов напряжения, он снабжен двумя диодными ограничителями н выходным трансформатором, каждая пара первичных обмоток которого включена между соответствующими двумя встречно-последовательно соединенными разделенными тиристорами, а вторичная обмотка через выпрямитель соединена с нагрузкой, причем другие встречно-последовательно сое- а диненные тиристоры подключены к диагонали переменного тока инверторного моста катодами, а точка соединения обмоток трансформатора, включен- С" ных между их анодами, соединена через диодный ограничитель со средней точкой фильтровой L0 — цепи, конденсатор которой подключен к отрицательному входному выводу, соединенному с дросселем другой фильтровой. LC-цепи, средняя точка которой через другой диодный ограничитель соединена с точкой соединения обмоток трансформатора, включенных между катодами разделительных тиристоров.

1069090

Изобретение относится к преобразовательной технике и может, найти применение в качестве источника питания установок размерной электроэроэион1 ной и совмещенной электроэроэионнохимической обработки металлов. . 5

Известны генераторы импульсного напряжения для питания электроэрозионных станков, выход которых непосредственно или через трансформатор подключается к нагруэочной цепи, состоящей иэ межэлектродного промежутка и токоограничивакщего резистора 1 и (21.

Однако наличие токоограничивающего резистора в нагрузочной цепи 15 генераторов импульсного напряжения значительно снижает КПД и жесткость внешней вольт-амперной характеристики, что приводит к снижению производительности и точности обработки.

Известны диодные ограничители тока, особенностью которых является то, что ограничение начинается с наперед заданного значения тока, а до этого значения диодные ограничители практи-. 25 чески не оказывают сопротивления току нагрузки. При включении диодного ограничителя в цепь импульсного тока в качестве токоограничивакицего элемента в них может быть применен индуктивный дроссель . Активное сопротивление обмотки дросселя и напряжения низковольтного исто ника постоянного напряжения, питающего диодный ограничитель, определяют заданное значение тюка, с которого начинается 35 ограничение (3 ).

Наиболее близким к изобретению является генератор импульсного напряжения, содержащий подключенные к источнику постоянного напряжение че- 40 рез входные дроссели инвертирукщие мосты с коммутирующими LC -цепями в диагоналях переменного тока, фильтро выедай -цепи иэ защитного дросселя и фильтрового конденсатора, включен- 45 ные между вершинами инвертирующих мостов, две пары разделительных тиристоров, аноды которых подключены к концам коммутирующей цепи, а общая точка катодов и катодные вершины инвертирующих MocTQB образуют выходные зажимы, к которым подключена нагрузочная цепь (4 ).

Защитный дроссель в известном генераторе входит в цепь выходного тока, что приводит к снижению крутизны переднего фронта импульсов напряжения на нагрузочные цепи, жесткости внешней вольт-амперной характеристики и, как следствие, к сни- 60 жению производительности и точности обработки. В то же время защитный дроссель необходим для обеспечения надежности работы инвертирующего моста.

Целью изобретения является улучшение технико-экономических показателей путем повышения жесткости рабочего участка внешней характеристики и крутизны переднего фронта выходных импульсов напряжения.

Для достижения поставленной цели генератор импульсного напряжения, содержащий подключенный к источнику постоянного напряжения через входной дроссель инвертирующий мост с коммутирующим LC -конту-! ром в диагонали переменного тока и двумя встречно-последовательно включенными разделительными тиристорами, соединенными с указанной диагональю анодами, а катодами связанными с цепью нагрузки, связанной с двумя другими встречно-последовательно соединенными разделительными тиристорами, а также две фильтровые

gC-цепи, подключенные параллельно инвертирующему мосту, снабжен двумя диодными ограничителями и выходным трансформатором, каждая пара первичных обмоток которого включена между соответствующими двумя встречно-последовательно соединенными разделительными тиристорами, а вторичная обмотка через выпрямитель соединена с нагрузкой, причем другие встречнопоследовательно соединенные тиристоры подключены к диагонали переменного тока инверторного моста катодами, а точка соединения обмоток трансформатора, включенных между иэ анодами, соединена через диодный ограничитель со средней точкой фильтровой

LC-цепи, конденсатор которой подключен к отрицательному входному выводу, соединенному с дросселем другой фильтровой LC — öåïè, средняя точка которой через другой диодный ограничитель соединена с точкой соединения обмоток трансформатора, включенных между катодами разделительных тиристоров °

При подключении вершин выходного моста к средним точкам фильтровых

LC -цепей, защитные дроссели исключаются иэ цепи выходного тока, но остаются в цепи коммутирующего тока инвертирующего моста. 3а счет этого повышается жесткость внешней вольтамперной характеристики генератора и крутизна переднего фронта импульсов напряжения на нагруэочной цепи.

На чертеже представлена схема генератора импульсного напряжения.

Генератор импульсов напряжения содержит подключенный к источнику 1 постоянного напряжения через входной дроссель 2 инвертирующий мост, выполненный на тиристорах 3-6, зашунтированных встречными диодами 7"10, с коммутирующим кон.;уром, состоящим из последовательно, соединенных конденсатора ll и дросселя 12, в диаго

1069090

ВНИИПИ Заказ 11486/52 Тираж 672 Подписное

Филиал ППП "Патент", г.ужгород, ул. Проектная, 4 нали переменного тока, фильтровые последовательные цепи, состоящие из конденсаторов 13 и 14 и соответствукицих им защитных дросселей 15 и.lб, включенные параллельно межпу вершинами инвертирукщего моста, вы- 5 ходной трансформатор, вторичная обмотка 17 которого через выпрямитель, выполненный на диодах 18 и 19, подключена к нагруэочной цепи, состоящей иэ дросселя 20 и межэлектрод- 30 ного промежутка 21, а первичные обмотки 22-25 включены последовательно с соответствующими разделительными тиристорами 26-29 в плечи выходного моста, диагональ переменного тока которого подключена параллельно диагонали переменного тока инвертирукщего моста, а вершины через диодные ограничители 30 и 31 тока подключены к средним точкам фильтровых цепей.

Генератор работает следующим образом.

При одновременной подаче импульсов управления на тиристоры 3, 5, 26 и 29 по цепям тиристор 3 — конденсатор 11 — дроссель 12-тиристор 5конденсатор 14-дроссель 16 и дроссель 15-конденсатор 13 — тиристор 3 протекает колебательный импульс тока .перезарядка коммутирующего конденсатора 11. Параллельно по цепям тиристоры 3 и 26-обмотка 22-диодный ограничитель 30-конденсатор 13 -тиристор 3 и тиристор 5 — конденсатор 14диодный ограничитель 31-обмотка 25тиристоры 29 и 5 происходит разряд фильтровых конденсаторов 13 и 14 на первичные обмотки 22 и 25 выходного трансформатора. При этом через тиристоры 3 и 5 одновременно протекает 40 колебательный ток перезаряда конденсатора 11 и ток разряда конденсаторов 13 и 14.

Амплитуда тока в первичных обмотках трансформатора ограничивается 45 диодными ограничителями 30 и 31. Величина тока уставки диодных ограничителей определяет рабочий участок внешней вольт-амперной характеристики генератора. 50

После того как колебательный ток в коммутирукщем контуре 11 и 12 сменит направление и его обратная полуволна достигнет величины тока в первичных обмотках 22 и 25 трансформатора, тиристоры 3 и 5 выключаются и включаются встречные диоды 7 и 9, которые вместе с тиристорами 26 и 29 проводят ток до тех пор, пока обратная полуволна колебательного тока не снизится до величины тока в обмотках

22 и 25 трансформатора. После выклю.чения диодов 7 и 9 колебательный ток замыкается по цепям конденсатор 11тиристор 22-обмотка 22-ограничитель 30 — конденсатор 13 — дроссель

16 и дроссель 15-конденсатор 14-ограничитель 31- обмотка 25- тиристор 29дроссель 12- конденсатор 11 и после прохождения этого тока через ноль тиристоры 26 и 29 выключаются. С выключением тиристоров 26 и 29 заканчивается первый полуцикл работы генератора.

В течение времени пока включены тиристоры 3 и 5 и диоды 7 и 9 к первичным обмоткам 22 и 25 приложено напряжение фильтровых конденсаторов 13 и 14. В результате на вторичной обмотке 17 и на нагрузочной цепи 20 и 21 формируется импульс напряжения, амплитуда которого определяется напряжением на фильтровых конденсаторах и коэффициентом трансформации выходного трансформатора.

Второй полуцикл, аналогичный первому, начинается с подачей импульсов управления на тиристоры 4, 6, 27 и 28. Далее цикл многократно повторяется, в результате чего на нагрузочкой цепи формируются пакет прямоуголь ! ных импульсов напряжения с постоянной амплитудой .

Длительность и скважность пакетов определяется интервалами времени подачи и снятия импульсов управления с тиристоров инвертирующего моста и разделительных тиристоров или только с разделительных тиристоров.

При срывах инвертирования, фильтровые конденсаторы 13 и 14 переэаряжаются через свои защитные дроссели 15 и 16 и все тиристоры инвертирующего моста выключаются °

По сравнению с известным устройством предлагаемый генератор позволяет при одинаковой потребляемой мощности повысить скорость обработки на 303 и снизить в 2 раза конусообразность при прошивке глубоких отв ерстий.

Устройство может быть использовано в качестве источника питания установок размерной электрической обработки металлов., а также в других установках, где требуются источники импульсного напряжения с жесткой внешней характеристикой.