Генератор импульсов для электроэрозионной обработки

 

Использование: генератор импульсов относится к электроэрозионной импульсной обработке. Сущность изобретения: устройство содержит источник питания повышенной мощности для питания обрабатываемой зоны высокочастотными импульсами тока, индуктивность линии обработки, возвращающую накопленную в ней энергию в зону обработки. В генераторе предусмотрен промежуточный источник, включенный последовательно с обрабатываемой деталью и электродом-инструментом в контур возвращения энергии. В генераторе предусмотрены средства направления возвращаемой энергии из промежуточного источника в источник повышенной мощности. 5 з.п.ф-лы, 12 ил.

Изобретение относится к генераторам управляемых импульсов для обработки при помощи прерывистых электрических разрядов (или электроэрозии), позволяющим получать импульсы с хорошим энергетическим КПД, непрерывно подстраивать их энергетический уровень и контролировать их длительность и частоту.

Известно применение для ограничения мощности источника питания постоянного тока электроэрозионного генератора вместо включенных последовательно с электродами сопротивлений (см. Патент Швейцарии N 563835, кл. В 23 Р 1/08, 1975 г. и патент Швейцарии N 377951, кл. 21 Н 30/02), с целью устранения рассеивания мощности в этих сопротивлениях, аккумулятора энергии, к которому прикладывается вся мощность источника, которая затем возвращается в зону обработки. (См. фиг.1, соответствующую фиг.6 патента СН N 377951 и фиг.1, 4, 5 и 6 патента СН 563835).

Благодаря применению устройства, описанного в патенте СН 563835, ток, циркулирующий в этом аккумуляторе, может поддерживаться на определенном уровне, что достигается за счет управления длительностью и частотой импульсов, благодаря возможности направлять энергию аккумулятора в шунтирующий (параллельный) контур, имеющий преимущественно низкий импеданс. (См. фиг.2, соответствующую фиг. 1, 4, 5 и 6 патента СН 563836, на которых ток i, возвращаемый аккумулятором Z₁, циркулирует через ввод и устройство замыкания-размыкания).

В некоторых вариантах, описанных выше, устройство аккумулятор может даже возвращать энергию в источник питания благодаря контуру рекуперации, в котором возвращаемый аккумулятором ток проходит через источник в направлении, инверсном направлению тока, отдаваемого этим источником.

В том случае, когда зона обработки включена в контур рекуперации, спад тока обработки происходит очень быстро в результате его прохода в инверсном направлении через источник, так как напряжение этого источника противоположно напряжению аккумулятора. Отсюда проистекает название "колодец" для этого типа контуров. В этом случае ток разрядов может быть повышенным и длительность разрядов короткой. (См. фиг.3,а, соответствующую фиг.6 патента СН 377951).

В том случае, когда зона обработки не включена в этот контур рекуперации, конец токового импульса в зоне обработки не обязательно совпадает с моментом, когда аккумулятор полностью исчерпал всю накопленную энергию: именно в интервале времени между двумя последовательными импульсами имеет место эта рекуперация, причем возвращаемый аккумулятором ток проходит через цепь возвращения одновременно с обрывом контура обработки. (См. фиг.3,б, соответствующую фиг.7 патента СН 563835).

Схемы описанного типа позволяют уменьшить мощность источника питания более чем в три раза по сравнению со схемами, имеющими последовательные резисторы. Другим их преимуществом является способность поддеpживать непрерывно постоянный уровень тока импульсов вне зависимости от вариаций напряжения источника, зависящих от флуктуаций питающей сети.

Для улучшения характеристик генератора импульсов известно также использование вспомогательного источника запуска (закипания) малой мощности, предназначенного для запуска разрядов, причем включение собственно источника питания (или источника мощности) происходит только после обнаружения запуска разрядов. Это справедливо для генератора с двумя источниками управляемых импульсов, каждый из которых объединен с аккумулятором энергии и установлен параллельно зоне обработки, как это показано на фиг.7 патента СН 563835, или же для генератора со вспомогательным релаксационным источником зажигания, установленным также в параллель, описанного в патенте Швейцарии N 644290, кл. В 23 Р/08, 1984 г. В схеме, описанной в патенте СН 563835, упомянутом выше, амплитуда тока обработки имеет одну или несколько определенных величин. Напротив, может представлять интерес возможность контроля, благодаря устройству, описанному в патенте СН 644290, амплитуды тока каждого разряда в функции от длительности его зажигания, поддерживая в то же время его длительность на определенной величине. В случае, когда изменение амплитуды в функции от задержки зажигания в релаксационном генераторе происходит автоматически, только описанное выше устройство позволяет его осуществить при помощи генератора управляемых импульсов.

Тем не менее, энергетические характеристики известных генераторов импульсов для электроэрозионной обработки остаются еще недостаточными, так как самая большая часть энергии, создаваемой источником питания, накапливается в индуктивности, в частности в источнике мощности, и не может быть использована для обработки. Было бы чрезвычайно выгодно иметь возможность возвращать в источник питания по меньшей мере часть этой энергии. Таким образом, целью настоящего изобретения является создание генератора управляемых импульсов, который объединяет преимущества двух упомянутых выше схем (хорошие энергетические соотношения,контроль (управление) амплитуды тока обработки, длительности и частоты разрядов, используя вспомогательный источник зажигания и контуры возвращения энергии, которая не потребляется при обработке, и который является нечувствительным к флуктуациям питающей сети благодаря оригинальному типу питания, большим преимуществом которого является необходимость только в одной регулировке напряжения.

Вышеприведенные принципы реализованы в генераторах, соответствующих данному изобретению, которые построены с возможностью рекуперации рассеиваемой в линейном дросселе энергии, и в которых источник тока повышенной мощности может запитывать зону обработки между электродами высокочастотными импульсами тока управляемой величины, которые являются короткими, имеют большую амплитуду и крутые фронты, и в которых энергия, накопленная дросселем в линии обработки, возвращается в зону обработки, в частности в течение интервалов времени, разделяющих два последовательных импульса, генерируемых источником повышенной мощности; при этом в генераторах согласно изобретению предусмотрен промежуточный источник, включенный последовательно с электродом-инструментом и обрабатываемой деталью в контур, именуемый "возвратным", а также средства направления этой энергии из этого промежуточного источника в источник повышенной мощности.

Под контуром, именуемым "возвратный", понимают контур, включенный таким образом, чтобы возвратный (инверсный) ток, пропорциональный энергии, накопленной в индуктивности линии обработки, именуемой "линейный дроссель", проходил через источник в направлении инверсному току, который вырабатывает этот источник.

В патенте СН 644290 предлагается заменять батарею включенных последовательно с источником питания резисторов дросселями, включенными по одной из схем, описанных в патенте СН 563835, что позволяет трансформировать схему в генератор управляемых импульсов с аккумулятором энергии. В полученном таким образом генераторе зона обработки никогда не включается последовательно с источником в контуре возврата энергии. В генераторах, соответствующих данному изобретению, напротив, зона обработки может пересекаться током, который возвращает энергию, накопленную в линейном дросселе источника, выполненного по схеме "колодца".

Генераторы, соответствующие настоящему изобретению, отличаются от известных схем по следующим пунктам: энергия, накапливаемая индуктивностью в линии обработки, возвращается в промежуточный (или вторичный) источник, а не непосредственно в источник питания энергией зоны обработки (основной источник или источник мощности), или же непосредственно в отдельный источник зажигания этого промежуточного источника; генераторы содержат схему повышения напряжения со стабилизатором напряжения, включенную между этими двумя источниками, позволяющую накапливать эту энергию в промежуточном источнике, а затем ее возвращать по желанию в основной источник питания (и, в случае необходимости, в отдельный источник зажигания этого промежуточного источника); источники, запитывающие зону обработки (основной источник и, в случае необходимости, источник зажигания) запитываются только от промежуточного источника, а он подключен к питающей сети; основной источник не содержит регулятора; регулятор, стабилизирующий возвращенное напряжение, интегрирован в промежуточный источник, вырабатывающий только необходимую для основного источника энергию; кроме того, ограничение его мощности осуществляется при помощи линейного дросселя.

Другие отличия между генераторами, соответствующими настоящему изобретению, и известными генераторами будут изложены ниже.

На фиг.1 3 изображены различные известные схемы, упомянутые во введении; на фиг. 4 первый вид выполнения генератора в соответствии с изобретением, в котором источник зажигания и мощный источник питания запитываются от одного и того же промежуточного источника, подключенного к сети; на фиг.5,а,б осциллограммы импульсов напряжения и импульсов тока, приложенных между электродами в зоне обработке схемы по фиг.4; на фиг.6 - осциллограммы импульсов для окончательной обработки; на фиг.7 схема повышения напряжения, включенная между промежуточным источником контура возврата и одним или несколькими источниками контура обработки; на фиг.8 - другой вид выполнения генератора по настоящей заявке, в котором подключенный к сети промежуточный источник играет также роль источника зажигания; на фиг.9 - первый вариант схемы "колодца", приведенного на фиг.4; на фиг.10 второй вариант схемы "колодца", показанного на фиг. 4; на фиг.11 третий вариант схемы "колодца", приведенного на фиг.4; на фиг.12, а,б другой вариант схемы с промежуточным источником, приведенным на фиг.4 и график тока, соответственно.

Известные схемы, показанные на фиг.1 3, содержат: источник 3 (именуемый (а, в) в патенте СН 377951 и В1 в патенте СН 563835); два устройства замыкания-размыкания 7 и 8 (позиции 12 и 13 в патенте СН 377951 и S₁ и S₂ или S₄ и S₅ в патенте СН 563835); два диода 4 и 5 (позиции 14 и 15 в патенте СН 377951 и Д₁ и Д₂ в патенте СН 563835); один аккумулятор (накопитель) энергии 6 (катушка самоиндукции, именуемая 1 в патенте СН 377951 и L₁ в патенте СН 563835).

Устройство замыкания-размыкания 7 установлено в ветви АВ, а катушка самоиндукции 6 в ветви ВС, второе устройство замыкания-размыкания 8 включено или в ветвь СД, или параллельно 6. Электроды могут располагаться последовательно с 6 в ветви ВС, последовательно или параллельно с 8 в ветви СД, или же в ветви СД, когда 8 установлен параллельно 6, или же еще в параллель с 6, когда 8 находится в ветви СД.

Для первого состояния двух устройств замыкания-размыкания энергия, накопленная в 6, передается между электродами (фиг.1).

Для второго состояния двух устройств замыкания-размыкания, энергия накопителя (аккумулятора) направляется в шунтирующий контур и никакой ток не проходит между электродами (фиг.2).

Для третьего состояния этих двух устройств замыкания-размыкания, ток накопителя протекает через источник питания в инверсном направлении по отношению к выдаваемому им току. Зона обработки включена в этот контур рекуперации, в этом случае речь идет о схеме "колодца" (фиг.3,а).

Для четвертого состояния этих двух устройств замыкания-размыкания, ток накопителя протекает как и в предыдущем случае в инверсном направлении через источник питания, но зона обработки не включена в этот контур рекуперации (фиг.3,б).

Показанный на фиг. 4 генератор согласно изобретению содержит промежуточный источник 9, подключенный к сети R и включенный последовательно с зоной обработки, то есть пространством между электродом-инструментом или проволокой 1 и обрабатываемой деталью 2, два возвратных контура типа "колодец" и один источник зажигания (или пуска) 4, установленный параллельно источнику мощности 3, способному обеспечивать в зоне обработки токовые импульсы значительной интенсивности.

Источники 3 и 11 не подключены непосредственно к сети, но при помощи схем повышения напряжения 50, 51 (описанных ниже) подсоединены каждый к промежуточному источнику 9. Они могут представлять собой конденсаторы значительной емкости. Напряжение этих источников удерживается определенным благодаря наличию стабилизатора, включенного между ними и промежуточным источником 9, как это объяснено при рассмотрении фиг.7.

Питание промежуточного источника 9 осуществляется при помощи трехфазного трансформатора мощностью несколько КВА; он имеет первичную обмотку с напряжением несколько сот вольт и вторичную обмотку, способную отдать ток в несколько десятков ампер при адекватном напряжении после выпрямления трехфазной мостовой схемой; трансформатор имеет также дополнительную вторичную обмотку, необходимую для создания источника 12, являющегося вспомогательным в источнике зажигания. Источник 12 является источником низкого напряжения, необходимого для использования в схеме ограничения, роль которой будет объяснена ниже.

В любом случае источник 3 остается источником мощности, так как цепи генератора по данной заявке включены так, чтобы напряжение на клеммах 3 было намного выше, чем на клеммах промежуточного источника 9 (например, соответственно 200 В и 100 В).

Также как и генераторы, описанные в патенте СН 644290, генератор по данной заявке позволяет благодаря наличию источников 3 и 11 осуществлять зажигание при низком напряжении, а затем использовать высокое напряжение для обеспечения быстрого нарастания тока, чтобы получать таким образом короткие и мощные импульсы с крутыми фронтами, благоприятные, например, для резки при помощи инструмента в виде проволоки. Генератор содержит блок синхронизации 10, при помощи которого определяется наличие зажигания, фиксируется время t_o паузы между двумя импульсами напряжения, так же как и минимальный промежуток времени t_r, разделяющий начало импульс напряжения от момента включения источника питания 3. Генератор включает в себя также регулятор 20, измеряющий задержку зажигания t_d и регулирующий максимальную амплитуду импульса тока, создаваемого источником мощности 3 (пиковый ток), в функции от задержки зажигания.

В любом случае, источник зажигания 11 не является более релаксационным, а использует управляемые импульсы. Он включен в схему, аналогичную показанной на фиг.1 патента СН 563835, содержащую дроссель 13, резистор 15 и ограничитель тока ЗО, способный установить определенную интенсивность циркулирующего в этом дросселе тока путем управления органом замыкания-размыкания 33, включенным последовательно перед этим дросселем 13. В схеме имеются также два диода 14 и 25 и вспомогательный источник 12, его функционирование будет объяснено в дальнейшем.

Каждый из источников 9 и 12 включает в себя конденсатор, соответственно 22 и 24, включенный параллельно клеммам соответствующего источника. Источник 3 мгновенно отдает энергию в момент прохождения фронта токового импульса, в то время как конденсатор 22 мгновенно рекуперирует энергию из линии обработки во время спада этого импульса. Эти конденсаторы также предназначены для хранения возвращаемой различными накопителями энергии генератора энергии.

Промежуточный источник 9 включен в две схемы "колодец", которые функционируют аналогично схеме "колодец" (содержащей два синхронизированных органа замыкания-размыкания и два элемента с односторонней проводимостью), описанной в патенте СН 377951, но они содержат единственный орган замыкания-размыкания, транзистор 7 или соответственно 27, и единственный элемент односторонней проводимости, диод 4 (соответственно 16).

При замыкании органа замыкания-размыкания 7 (27), ток от источника 3 (11) замыкается через линейный дроссель 21 (соответственно, 18) и межэлектродный промежуток. Этот ток не проходит через диод 4 (соответственно, 16), полярность которого инверсна. Напротив, при прерывании питающих токов путем размыкания органов замыкания-размыкания 7 и 27, накопленная в линейных дросселях 21 и 18 энергия возвращается и начинает протекать обратно в контур, включающий в себя дроссель 21, электроды, промежуточныйисточник 9 и диод 4, или же дроссель 18, электроды, промежуточный источник 9 и диод 16. Диоды 4 и 16 включены таким образом, что этот обратный ток должен протекать через источник 9 в инверсном направлении относительно вырабатываемого им тока. Так, например, при резке заготовок проволокой-электродом, осуществляемой при скорости 300 мм² в минуту для мощности, получаемой от сети, порядка 3000 Вт, колодец позволяет возвратить накопленную в линиях мощного источника 3 в промежуточный 9 источник мощность порядка 2000 Вт. Таким образом, потребовалось бы около 5000 Вт мощности для передачи источнику мощности 3, из которых более одной трети рекуперируется. Добавим, что только 1700 Вт поглощается самой обработкой, что меньше рекуперированной мощности.

Запитка межэлектродного промежутка токовыми импульсами описана со ссылкой на фиг.5. Она состоит из четырех фаз: фаза пуска (от момента t₁ до момента t₃), в течение которой вначале включают в момент t₁ источник зажигания (или источник запуска) 11, замыкая орган замыкания-размыкания 27, напряжение U_i устанавливается между его электродами, регулируемое, например, между 80 и 200 В. В конце задержки пуска произвольной длительности t_d в момент t₂ происходит разряд и источник пуска 11 выдает ток разряда величиной I_o в контур зажигания, в то время как напряжение между электродами падает до величины U_e. Этот ток I_o имеет порядок, например, от 1 до 16А. Этот контур включает в себя последовательно включенные орган замыкания-размыкания 27, линейный дроссель 18 и электроды 2 и 1. Ток разряда не проходит по диодам 16 и 14, полярность которых инверсна. Это зажигание определяется блоком синхронизации 10, который запоминает задержку пуска t_d; модулирует выдаваемую мощность в функции от t_d и включает в момент t₃ источник питания 3, замыкая орган замыкания-размыкания 7.

первая фаза обработки (от момента t₃ до момента t₄), во время которой возрастает до пиковой величины I_р амплитуда токовых импульсов (являющаяся функцией от t_d) в связи с установлением тока значительной интенсивности в мощном контуре питания. Этот последний включает в себя источник 3, транзистор 7, линейный дроссель 21, электроды 2 и 1. Этот ток не проходит через диоды 4 и 17, полярность которых инверсна. Величина тока I_p может изменятьcя, например, от 50 А до многих сотен ампер. Оба источника 3 и 11 удерживаются включенными в течение времени t_l, не зависящем от величины I_р и определяемым блоком 10; значительная часть выдаваемой источником 3 и 11 мощности накапливается в аккумуляторах схемы, в особенности в линейных дросселях 21 и 18, в то время как меньшая часть энергии рассеивается между электродами;
вторая фаза обработки (от момента t₄ до момента t₅). В момент t₄ отключают оба источника 3 и 11, размыкая органы замыкания-размыкания 7 и 27. Начиная с этого размыкания возвратный ток начинает циркулировать между электродами, проходя через промежуточный источник 9 в инверсном направлении относительно направления выдаваемого им тока и через диоды 4 и 16. Так как напряжение источника 9 противоположно по знаку напряжениям на линейных дросселях 21 и 18, то ток резко спадает от величины I_р до нулевого значения (в момент t₅) с наклоном, определяемым величиной I_р и длительностью t₅ t₄,
время паузы (от момента t₅ до момента t₀), во время которой удерживают источник 3 и 9 вне контура.

Как показано на фиг.5, получают импульсы тока длительностью t_e, мощной амплитуды и приблизительно треугольной формы, с крутыми фронтами нарастания и спада.

Кроме того, этот генератор может также функционировать в режиме генератора окончательной обработки, если в нем использовать только источник зажигания 11, не включая в контур мощный источник 3. Известно, что импульсы с крутыми фронтами не являются желательными для окончательной обработки, поэтому вместо того, чтобы возвращать в конце каждого токового импульса энергию, накопленную в линейном дросселе 18, в промежуточный источник 9 при размыкании органа замыкания-размыкания 27, что привело бы к прохождению возвратного тока через источник 9 в инверсном направлении относительно направления выдаваемого им тока, и, следовательно, к резкому спаду тока между электродами, открывают (размыкают) транзистор 33, удерживая проводящим органом замыкания-размыкания 27. Питание от источника 11 (и от вспомогательного источника 12) прерывается, в то время как ток, протекающий в межэлектродном промежутке за счет энергии, накопленной в линейном дросселе 18 и дросселе 13, проходит через орган замыкания-размыкания 27, затем между электродами и через диод 14 медленно уменьшаясь.

Это показано на фиг.6, где
от момента t₂ до момента t₄ орган замыкания-размыкания 27 и транзистор 33 являются проводящими;
от момента t₄ до момента t₁' размыкают транзистор 33.

Таким образом, получают трапецеидальный импульс с пологими фронтами нарастания и спада тока.

Когда транзистор 33 замкнут (проводит), а 27 разомкнут, вспомогательный источник 12 запитывает дроссель 13 через резистор 15 и транзистор 33; ток, циркулирующий через этот дроссель 13, повышается до определенной величины, заданной ограничителем тока 30, который при этом закрывает (включает) транзистор 33.

На фиг. 7 схематически показан один из видов выполнения схемы повышения напряжения 50, которая позволяет передать энергию из промежуточного источника 9 в мощный источник 3. Те же что и на фиг.4 позиции использованы для обозначения одних и тех же элементов. На фиг.7 можно видеть диод 4 и орган замыкания-размыкания 7.

Эта схема 50 содержит регулятор или стабилизатор напряжения 40, который позволяет конденсатору 19 оставаться заряженным до определенного напряжения U₁ (заключающегося между 170 и 200 В в этом примере), а также собственно схему повышения напряжения, включающую в себя катушку самоиндукции 26, органы сравнения тока i₅, циркулирующего в этой катушке 26, с верхним и нижним опорным уровнем, и средства управления органом замыкания-размыкания по сигналу, указывающему что ток i₅ достиг одного из опорных уровней.

В виде варианта, показанного на этой фиг.5, схема повышения напряжения содержит катушку самоиндукции 26, ключевой регулятор тока 38 с модуляцией коэффициента заполнения, предназначенный для управления транзистором 35, конденсатор 19 и диод 17.

Напряжение U₂ на клеммах промежуточного источника 9 повышено до заданной величины U₁ в соответствии со следующим принципом:
ток i₅, циркулирующий в катушке самоиндукции 26, удерживается между двумя крайними значениями благодаря регулятору тока 38 и транзистору 35. Этот регулятор 38 построен так, чтобы следить за изменениями тока i₅ между двумя опорными уровнями i₅₁ и i₅₂ и управлять размыканием 35 в момент достижения током i₅ верхнего предельного значения i₅₂ и замыканием S₅ при достижении нижнего предельного уровня i₅₁.

При замыкании транзистора 35 энергия, вырабатываемая промежуточным источником 9, накапливается в дросселе 26, вызывая увеличение тока i₅, циркулирующего в 26, транзистор 35 и возвращающегося в источник 9.

По окончании промежутка времени t₁ ток i₅ достигает величины i₅₂ и регулятор 38 размыкает транзистор 35, диод 17 включен так, что накопленная в 26 энергия должна передаваться через него в конденсатор 19, ток i₅ начинает уменьшаться и в конце промежутка времени t₂ достигает минимума i₅₁, когда регулятор 38 замыкает транзистор 35 и цикл возобновляется.

Пусть напряжение на конденсаторе 22 равно U₂, можно видеть, что

Таким образом, если U₂=80 В и t₁/t₂, например, равно 5/2, то имеет U₁= 200 В.

Напряжение U₁, "созданное" как это было объяснено выше, двойной схемой повышения напряжения, стабилизируется на определенной величине в соответствии со следующим принципом:
благодаря наличию дифференциальных усилителей 36 и 37, подключенных к клеммам мощного источника 3, стабилизатор 40 фиксирует любую вариацию разности потенциалов между клеммами этого мощного источника 3 с точностью, например, до одного токового импульса, и
управляет временем t₁ и t₂ размыкания и замыкания транзистора 35 таким образом, чтобы привести эту разницу потенциалов к заданной величине U₁.

Вторая схема 51 того же типа может быть использована для питания источника зажигания 11 от источника 9.

Промежуточный источник питания 9, подключенный к сети, может также играть роль источника пуска. На фиг.8 схематически показан один из видов выполнения такого контура, являющегося одновременно "колодцем", так как он способен осуществлять рекуперацию энергии, накопленной в линейном дросселе 21, а также стабилизировать и повышать напряжение, так как построен с возможностью передачи этой энергии в мощный источник 3 и источник зажигания.

Те же позиции, что и на фиг.4 и 7, использованы для обозначения одинаковых элементов. Можно, таким образом, видеть электроды 1 и 2, диоды 4 и 17, органы замыкания-размыкания 7 и 35, дроссель 26, стабилизатор напряжения 40 и регулятор 38.

Благодаря наличию ключа 29, диода 31 и ограничителя 34 становится возможным сначала подключать источник 9 к электродам, замыкая орган замыкания-размыкания 29, удерживая при этом орган замыкания-размыкания 7 в разомкнутом состоянии, при этом источник 9 обеспечивает протекание между электродами тока зажигания i инверсной полярности, протекающего через линейный дроссель 39. Блок синхронизации 10' связан со схемами управления 20 и 28 ключами 7 и 29, которые воздействуют на ключи, как это было описано для ключей 7 и 27 фиг.4.

Диод 31 позволяет возвращать в источник 3 энергию, накопленную в ограничителе 34; этим органом 34 может быть индуктивность или сопротивление любого известного типа; балластный резистор 32 предназначен для рассеивания избытка этой энергии.

В соответствии с определенными видами реализации изобретения, блок синхронизации 10' может входить в блок 10; часть схемы, включающая в себя последовательно включенные ограничитель 34 и орган замыкания-размыкания 29 может быть включена между 7 и 21, как показано на фиг.8, но также может быть включена между 21 и 18 и межэлектродным промежутком.

В соответствии с предпочтительным вариантом выполнения этой схемы, промежуточный источник 9 вырабатывает ток инверсной полярности, а в качестве источника зажигания используется отдельный источник 11. Такая схема показана на фиг. 9, где одинаковые с фиг.4 и 8 позиции использованы для обозначения одних и тех же элементов. Функционирование ключа 29, диода 31 и ограничителя 34 не отличается от описанного со ссылкой на фиг.8, когда ключ 29 замкнут, в то время как органы замыкания-размыкания 7 и 27 разомкнуты, импульсы тока инверсной полярности от источника 9 циркулируют между электродами в течение времени паузы между двумя последовательными импульсами первой полярности. Можно таким образом отрегулировать блок синхронизации 10, чтобы среднее напряжение обработки в течение одного или нескольких периодов было нулевым. В соответствии с вариантом, ключ 29 может быть заменен линейным регулятором, который осуществляет поляризацию межэлектродного промежутка постоянно или на время паузы, при этом блок синхронизации 10 регулирует амплитуду инверсного напряжения в течение одного или нескольких периодов.

Этот вид реализации настоящего изобретения является особенно предпочтительным. В самом деле, этот биполярный источник 9 позволяет избежать анодного растворения чувствительных деталей, таких как карбиды кобальта. Кроме того, это зажигание с применением положительного тока стабилизирует обработку заготовок при помощи инструмента и латунной проволоки и уменьшает необходимый запас заготовок.

В соответствии с другими предпочтительными видами реализации данного изобретения, дроссель 26 может быть заменен трансформатором, как это показано на фиг.10 и 11.

Действительно, схема повышения напряжения может быть выполнена по типу прямого изолированного конвертора, как это изображено на фиг.10.

Те же позиции, что и на фиг.7, использованы для обозначения одних и тех же органов. Можно видеть дифференциальные усилители 36 и 37 регулятора или стабилизатора напряжения, который позволяет конденсатору 19 оставаться заряженным до определенного напряжения U₁, а также ключевой регулятор тока 38 с модуляцией коэффициента заполнения импульсов, управляющий транзистором 35, конденсатор 19 и диод 17.

Транзистор 35 установлен последовательно с обмоткой 42 трансформатора, имеющего включенную последовательно с диодом 45 обмотку размагничивания 43, подключенные параллельно клеммам источника 9, параллельно соединению 42 и 35. Третья обмотка 44 подключена к выводам конденсатора 19.

Пусть U₁ и U₂ напряжения на зажимах 19 и, соответственно - промежуточного источника 9, тогда:
U₁/U₂=44,42xS,
где S коэффициент заполнения 35.

В качестве схемы повышения напряжения может также использоваться показанная на фиг. 11 схема с изолированным накопителем и неполным размагничиванием.

Те же позиции, что и на фиг.10 использованы для обозначения одинаковых органов. Можно видеть дифференциальные усилители 36 и 37 регулятора или стабилизатора напряжения, который позволяет конденсатору 19 оставаться заряженным до определенного напряжения U₁, также как и ключевой регулятор тока 38 с модуляцией коэффициента заполнения импульсов, воздействующий на транзистор 35, а также конденсатор 19 и диод 17.

Как и на фиг.10, транзистор 35 установлен последовательно с обмоткой 42 трансформатора и подключен к клеммам источника 9. Однако трансформатор не имеет обмотки размагничивания. Вторая обмотка 44 трансформатора подключена к клеммам конденсатора 19.

Пусть U₁ и U₂ напряжения, соответственно на зажимах 19 и 9, тогда
44/42=n₂/n₁xS/1-S,
где S коэффициент заполнения импульсов 35.

Эти варианты реализации особенно предпочтительны: они позволяют "бесплатно" создать вспомогательный источник 9 (см. фиг.4), делают ненужными балластные резисторы (см. например, резистор 32 на фиг.4 и 7), они позволяют экономить рассеиваемую на них энергию.

Как показано на фиг.11, в соответствии с определенными видами выполнения изобретения, трансформатор с двумя обмотками 46 и 47 может быть включен параллельно межэлектродному промежутку и источнику мощности 3, а также, в случае необходимости, источнику пуска 11.

В соответствии с последним вариантом выполнения изобретения, схематически показанным на фиг.12, орган замыкания-размыкания 48 включен параллельно межэлектродному промежутку и источнику мощности 3. Он управляется регулятором 49, связанным с блоком синхронизации 10. Это устройство позволяет получать токовые импульсы с двумя последовательными спадами тока, как это показано на фиг. 12, часть А соответствует случаю, когда органы замыкания-размыкания 7 и 48 разомкнуты, а часть В соответствует случаю, когда орган замыкания-размыкания 7 разомкнут, а 48 замкнут.

Во всех приведенных вариантах полярность источника 9 и 3 может быть инверсной. Если полярность других органов не инвертирована, то источник 9 передает тогда энергию источнику 3, понижая уровень потребляемой энергии.

Преимущества, которыми обладают генераторы, соответствующие настоящему изобретению, многочисленны, они позволяют рекуперировать энергию, рассеиваемую в линейном дросселе и понижать таким образом уровень необходимой для осуществления данных задач мощности. Благодаря их рациональному построению они содержат только два источника, только один из которых должен быть стабилизирован. Таким образом, получают генератор намного более простой, с лучшими свойствами и менее дорогостоящий, чем известные генераторы.

Формула изобретения

1. Генератор импульсов для электроэрозионной обработки, содержащий основной источник тока, соединенный с эрозионным промежутком через линейный дроссель и ключ для прерывания тока, и подключенный к эрозионному промежутку дополнительный контур, состоящий из линейного дросселя и встречно-последовательно соединенных между собой вентиля и дополнительного источника, отличающийся тем, что он снабжен повышающим регулятором напряжения, а дополнительный источник используется в качестве промежуточного и связан с основным источником через повышающий регулятор напряжения.

2. Генератор по п.1, отличающийся тем, что он снабжен контуром зажигания, состоящим из источника зажигания, соединенного последовательно с эрозионным промежутком через второй ключ для прерывания тока источника зажигания и блоком синхронизации работы обоих ключей, причем мощность источника зажигания меньше мощности основного источника и мощности промежуточного источника.

3. Генератор по пп.1 и 2, отличающийся тем, что промежуточный источник подсоединен к сети питания, а источники основной и зажигания соединены с промежуточным источником для подпитки.

4. Генератор по п.1, отличающийся тем, что он содержит стабилизирующий регулятор разницы потенциала.

5. Генератор по пп.1 и 2, отличающийся тем, что промежуточный источник выполнен в виде источника зажигания.

6. Генератор по п.5, отличающийся тем, что промежуточный источник содержит средства для подсоединения к электродам эрозионного промежутка в двух различных полярностях.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4, Рисунок 5, Рисунок 6, Рисунок 7, Рисунок 8, Рисунок 9, Рисунок 10, Рисунок 11, Рисунок 12