Универсальный тиристорный генератор импульсов малой длительности

 

Союз Советских

Социалистических

Республик

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 201178 (21) 2686053/18-21 с присоединением заявки ¹ (23) Приоритет

Опубликовано 231280. Бюллетень ¹ 47

Дата опубликования описания 23.1 280 (51)М. Кл.

Н 03 К 3/53

Государственный комитет

СССР по делам изобретений и открытий (53) УДК 621. 373 (088.8) Е. М. Белявский, В. Л. Бенин, Н. В. Кутовой, Д. И. Резников, A. И. Беслик и Д. Ж. Коломенский (72) Авторы изобретения (71) Заявитель

Харьковский ордена Ленина политехнический институт им. В. И. Ленина (54) УНИВЕРСАЛЬНЬИ ТИРИСТОРНЫЙ ГЕНЕРАТОР

ИМПУЛЬСОВ МАЛОЙ ДЛИТЕЛЬНОСТИ

Изобретение относится к области электроэрозионной обработки и предназначено для использования в качестве источника питания электроэрозионных прецизионных станков. 5

Известен тиристорный генератор на базе мостовых последовательных инверторов, содержащий четыре тиристора, которые попарно отпираются от воздействия импульсов системы управле- 10 ния j1) .

Недостатком данного генератора является неодинаковость условий запирания тиристоров каждой пары.

Наиболее близким техническим реше- 15 нием к данному является генератор импульсов, который представляет собой тиристорный мостовой инвертор с включением эрозионного промежутка в цепь источника питания (2 . 20

Недостаток данного генератора импульсов заключается в том, что он не позволяет вести плавно регулировку амплитуды и длительности импульсов тока. 25

Цель изобретения — улучшение у1=ловий коммутации тиристоров и регулирования амплитуды и длительности импульса тока через эрозионный проме.жуток. 30

Поставленная цель достигается тем, что в универсальном тиристорном генераторе импульсов малой длительности, содержащем включенные последовательно источник питания, тиристорный мостовой инвертор с двумя группами накопительных конденсаторов, токоограничивающий дроссель, звено магнитного сжатия и .эроэийный промежуток, одна иэ групп конденсаторов имеет среднюю точку, которая через регулируемый резистор подключена к полюсу источника питания.

Эрозийный,промежуток подключен через выпрямитель между средней точкой одной из групп накопительных конденсаторов и полюсом источника питания.

На фиг. 1 представлена принципиальная схема тиристорного генератора импульсов; на фиг. 2 — принципиальная . схема тиристорного генератора импульсов с вариантом включения эрозийного промежутка; на фиг. 3 — временные диаграммы, поясняющие работу.

Тиристорный генератор импульсов содержит источник 1 питания, который подключен одним полюсом к мостовому инвертору, состоящему из тиристоров 2, 3, 4 и 5, имеющему две группы

790156 накопительных конденсаторов 6, 7 и 8.

Ко второму полюсу мостового инвертора подключен токоограничивающий дроссель 9, который через звено 10 магнитного сжатия, подключен к эрозионному промежутку 11 и второму полюсу источника питания 1. Сюда же через регулируемый резистор 12 подключена средняя точка группы накопительных конденсаторов 7 и 8. Импульсы управления подаются от автономной системы управления (на чертеже не показана), на тиристоры 2, 4 и 3, 5,которые при этом попарно отпираются.

Генератор импульсов работает следующим образом.

С подачей импульсов управления на отпирание тиристоров 2 и 4, последние отпираются, создавая ток зарядки накопительных конденсаторов 6, 7 и 8. В установившемся ре- . жиме напряжение на них будет иметь полярность, показанную на фиг. 1.

После окончания зарядки накопительных конденсаторов 6, 7 и 8 тиристоры 2 и 4 закроются. Затем подаются импульсы управления на тиристоры 3 и

5, которые отпираются, создавая ток перезарядки накопительных конденсаторов 6, 7 и 8.!

20

При процессе перезарядки накопительных конденсаторов 6, 7 и 8 вна- 4$ чале при уменьшении напряжения в токоограничивающем дросселе 9 и частично в магнитном звене 10 сжатия накапливается энергия. Эта энергия затем отдается накопительным конденсато-. 50 рам 6,, которые в свою очередь перезаряжаются до напряжения большего, чем напряжение источника 1 питания.

Накопительные конденсаторы 7 и 8 при этЬм перезаряжаются в зависимости от величины сопротивления резистора 12, которое может быть активным или индуктивным. При больших вел.ичинах этого сопротивления характер напряжения отличается от показанного на фиг. 3 (а). 60

Ток перезарядки накопительных конденсаторов 7 и 8 имеет другие перезарядные цепи. Конденсатор 8 перезаряжается через резистор 12, источник 1 питания, тиристор 3. По окон- 65

Ток перезарядки накопительных конденсаторов 6, 7 и 8 протекает через источник 1 питания, тиристоры 3 и 5, токоограничивающий дроссель 9, звено

10 магнитного сжатия, эрозионный промежуток 11. Напряжение на накопительных конденсаторах показано на фиг.3 (а). Импульс тока через токоограничивающий дроссель 9 имеет вид, показанный на фиг, 3 (б). Этот импульс тока, проходя через звено 10 сжатия, принимает вид, показанный на фиг. 3 40 (в). Его амплитуда выше, длительность меньше. чании перезарядки напряжение на конденсаторе 8 изменяет знак и достигает величины большей, чем напряжение источника 1 питания. К тиристору 3 прикладывается отрицательное напряжение равное разности напряжений заряженного конденсатора 8 и источника 1 питания. Под действием этого напряжения тиристор 3 запирается.

Перезарядка накопительного конденсатора 7 происходит по цепи: тиристор

5, токоограничивающий дроссель 9, магнитное звено 10 сх .атия, резистор

12. По оконч †.:нии перезарядки накопительного конденсатора 7 отрицательное напряжение прикладывается к тиристору 5, который запирается. Часть тока перезарядки накопительных конденсаторов 7 и 8 протекает через те же цепи, что и накопительного конденсатора 6. Величина этого тока зависит от величины сопротивления резистора 12. Чем меньше его величина, тем меньше составляющая этого тока.

Величина сопротивления резистора 12 влияет на добротность схемы, на время перезарядки накопительных конденсаторов 6, 7 и 8 (фиг.3 а, .пунктирные линии). В этом случае сопротивление резистора 12 не велико по сравнению с другими сопротивлениями в цепи прохождения тока накопительных конденсаторов 6, 7 и 8 и добротность ниже, перезарядка происходит быстрее, накопительные конденсаторы перезаряжаются до меньшей величины напряжения. Соответственно меньшее значение имеют токи через токоограничивающий дроссель 9 и магнитное звено 10 сжатия, меньшее значениеимеет ток через эрозионный промежуток 12 (фиг. 3, пунктирные линии).

Изменяя величину резистора 12, можно регулировать величину и дли.тельность;.мпульса тока через эрозионный промежуток 11.

Кроме того, гейератор импульсов после незначительной переделки может быть использован для формирования импульсов малой длительности (при-, мерно,1-2,5 мкс).

Между средней точкой одной из групп конденсаторов 7, 8 и полюсом питания подключен через выпрямитель

13 аэрозионный промежуток 11 (фиг. 2).

Генератор импульсов работает сле-дующим образом.

До начала работы накопительные конденсаторы 6, 7 и 8 заряжены до напряжения указанной на фиг. 1 полярности. От системы управления .(на схеме не показано) подаются импульсы управления на тиристоры 3 и 5, которые отпираются. Накопительные конденсаторы 6, 7 и 8 перезаряжаются.

790156

Перезарядка накопительного конденсатора 6 происходит, как в предыдущем случае. Накопительный конденсатор 8 перезаряжается по цепи: тиристор 3, источник 1 питания, выпрямитель 13 и эрозионный промежуток 11. Так как цепь короткая, перезарядка происходит

5 за малое время, и формируется мощный короткий импульс тока. Одновременно происходит перезарядка накопительного конденсатора 7 по цепи: резистор 12, магнитное звено 10 сжа(0 тия, токоограничивающий дроссель 9, тиристор 5. Токи перезарядки накопительных конденсаторов 7 и 8 имеют разные знаки. Через эрозионный промежуток 11 протекает ток перезарядки накопительного конденсатора 8, уменьшенный за счет тока перезарядки накопительного конденсатора 7. Начальные участки у обоих токов примерно одинаковы и определяются в основном 20 свойствами тиристоров (временем распространения включенного состояния и т.д.) и на этих участках они взаимно исключают друг друга. На других участках ток перезарядки накопительного конденсатора 7 мал, и существенного влияния не оказывает, Таким образом, начальный пологий участок тока эрозионного промежутка 11 исключен, а оставшаяся часть импульса тока имеет крутой передний фронт и малую дли- З0 тельность. При подаче импульсов уп равления на тиристоры 2 и 4 рабочий цикл повторяется.

Формула изобретения

1. Универсальный тиристорный генератор импульсов малой длительности, содержащий включенные последовательно источник питания, тиристорный мостовой инвертор с двумя группами накопительных конденсаторов, тбкоограничивающий дроссель, звено магнитного сжатия и эрозионный промежуток, о тл и ч а ю шийся тем, что, с целью улучшения условий коммутации тиристоров и регулирования амплитуды и длительности импульса тока через эрозионный промежуток, одна из групп конденсаторов имеет среднюю точку, которая через регулируемый резистор подключена к полюсу источника питания °

2. Универсальный тиристорный генератор импульсов малой длительности по п.1, отличающийся тем, что., с целью уменьшения длительности импульса тока, эрозийный промежуток подключен через выпрямитель между средней точкой одной из групп накопительных конденсаторов и полюсом источника питания.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Цжентри Ф., Гутцвиплер Ф. и др.

Управляемые полупроводниковые вентили. Пер. с англ. M. "Мир", 1967, с.408, фиг. 9 11.

2. Авторское свидетельство СССР по заявке Р 1619793/25-08.

7901 5б

Фиг. 2 фиг 3

ВНИИПИ Заказ 9059/58 Тираж 995 Подписное

Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4