Генератор импульсов

 

1 Заявитель (54) ГЕНЕРАТОР ИМПУЛЬСОВ

Изобретение относится к машиностроению, касается электрофизических методов обработки материалов, и может быть использовано в генераторах импульсов для электроэрозионной обработки.

Известен генератор импульсов для электроэрозионной обработки, содер.жащий трехфазный трансформатор с раздельными вторичными обмотками, линейный дроссель, четыре диода, три силовых конденсатора, тиристор, катод которого подключен к аноду рабо- чего органа генератора, а анод - к точке соединения первого силового конденсатора и катода первого диода,,анод которого соединен с началом первой вторичной обмотки трехфазного трансформатора, и блок контроля напряжения на электроэрозионном промежутке и управления тиристором, при этом второй диод катодом соединен с другой обкладкой первого силового

2 конденсатора, а анодом - с одним концом обмотки, например второй, линейного дросселя, третий диод анодом соединен с началом третьей вторичной обмотки трехфазного трансформатора,. а четвертый диод катодом соединен с обкладкой третьего силового конденсатора. Кроме того, генератор содержит еще пять диодов и два тиристора, включенных в схему генератора опре- деленным образом, обеспечивающих совместно с вышеперечисленными элементами работу генератора импульсов на станках с трехпостовыми рабочими ор15 ганами 1

К недостаткам этого известного генератора следует отнести завышен" ное количество полупроводниковых элементов, как управляемых, так и не20 управляемых, что отрицательно сказывается на массо -габаритных показателях устройства; и более громоздкую. схему управлейия тиристорами, что так3 95997 же влечет за собой увеличение массы, габаритов и усложнение блока управления тиристорами. Кроме того, этот генератор имеет достаточно узкий диапазон регулирования величины напряжения в электроэрозионном промежутке, максимальное значение напряжения между электродами одного поста которого равно всего лишь амплитуде фазного напряжения на вторичных об- 1О мотках трехфазного трансформатора, а следовательно недостаточно мощный разрядный импульс тока, что существенно ограничивает Функциональные возможности генератора по его ис- i5 пользованию в технологическом оборудовании различного назначения.

Целью изобретения является расширение функциональных возможностей ге- >О нератора путем увеличения диапазона регулирования напряжения в электроэрозионном промежутке и увеличение мощности разрядного импульса тока.

Эта цель достигается тем, что генератор дополнительно снабжен четвертым силовым конденсатором и тремя резонансными конденсаторами, а линей.,ный дроссель выполнен трехфазным с тремя раздельными обмотками, каждая из которых снабжена отводом от части ее витков, который через соответствующий резонансный конденсатор соединен с соответствующим концом вторичной обмотки трехфазного трансформа35 тора, причем первая обмотка линеиного дросселя одним концом подключена к катоду второго диода, а другим - к аноду первого диода и обкладке вто. рого силового конденсатора, другая

40 обкладка которого соединена одновременно с катодом третьего диода, другим концом второй обмотки .линейного дросселя и с началом второй вторичной обмотки трехфазного трансформатора, третья обмотка линеиного дроссе45 ля одним концом подключена к катоду четвертого диода, а другим концомк аноду третьего диода и к обкладке четвертого силового конденсатора, другая обкладка которого подсоединена 5в к аноду четвертого диода и к катоду рабочего органа генератора, свободная обкладка третьего силового конденсатора подключена к аноду второго диода.

При этом на частоте источника переменного тока индуктивное сопротивление секции обмотки трехфазного ли9 1 нейного дросселя, включенной между соответствующими вторичной обмоткой трехфазного трансформатора и силовым конденсатором, по абсолютному значению равно величине емкостного сопротивления упомянутого силового конденсатора.

Такое решение обеспечивает сокращение количества диодов до четырех, тиристоров - до одного, что положительно сказывается на массо-габаритных показателях генератора и упрощение блока управления. Кроме того, такое решение позволяет увеличить диапазон регулирования величины напряжения в электроэроэионном промежутке и мощность разрядного импульса.

Все это в совокупности при практическом сохранении массы и габаритов генератора позволяет. существенным образом расширить его функциональные возможности по использованию в технологическом оборудовании с однопостовыми рабочими органами.

На чертеже представлена принципиальная электрическая схема генератора импульсов, Генератор содержит трехфазный, трансформатор 1 с раздельными вторичными фазными обмотками 2-4, выпрямитель, выполненный на четырех силовых конденсаторах 5-8, четырех диодах

9- 12 и тиристоре 13, три резонансных конденсатора 14- 16, трехфазный линейный дроссель, обмотки 17- 19 которого снабжены отводами от части их витков, и блок 20 контроля напряжения на электроэроэионном промежутке и управления тиристором 13. Силовые конденсаторы 5-8 образуют четыре накрест лежащие плеча мостового.выпрямителя с„ тремя входными диагоналями, четыре другие плеча которого образуют диоды 9- 12, причем в три диагонали моста включены соответствующие обмотки 17- 19 трехфазного. линейного дросселя. Катод первого диода 9 совместно с обкладкой первого силового конденсатора 5 подключены к катоду тиристора 13, катод которого соединен с анодом рабочего органа генератора. Анод четвертого диода 12 совместно с обкладкой четвертого силового конденсатора 8 подключены к катоду рабочего органа генератора.

Отводы от части витков делят обмотки трехфазного линейного дросселя на две секции - первую и вторую, при

5 95997 этом вторичные обмотки 2-4 трансфор-. матора 1 подключены через резонансные конденеаторы 14-16 к первым секциям обмоток 17-19 трехфазного линейного дросселя. 5

Генератор работает следующим об. разом.

Каждая вторичная обмотка 2 (3 или 4) совместно с резонансным конденсатором 14 (15 или 16) и первой 10 секцией обмотки 17 (18 или 19) трехфазного линейного дросселя образует независимый последовательный индук" тивно-емкостной контур. При равенстве по абсолютному значению на час- 15 тоте источника индуктивного сопротивления первой секции обмотки трехфазного линейного дросселя емкостному сопротивлению резонансного конденсатора на этих элементах возникают ð0 резонансные напряжения, амплитуды которых в 0 раз, а на каждой обмотке 17-19 в k Q раэ превышают амплитуду фазного напряжения на вторичных обмотках трехфазного трансформа- 25 тора. При этом мгновенные значения напряжений, возникающих на обмотках дросселя (также как и мгновенные зна-. чения напряжений, возникающих на резонансных конденсаторах) сдвинуты 5ф друг относительно друга на

120 эл. град. В связи с этим, при закрытом тиристоре 13, происходит заряд каждого из силовых конденсаторов

5 и 8 до величины k Q.E „ а конден саторов 6 и 7 до величины 43" .Q-Е ®.

Силовой конденсатор 5(8) заряжается в течение промежутка времени, при котором к аноду диода 9(12) приложен положительный по отношению к его като- > ду потенциал, складывающийся из мгно! венного значения напряжения. на обмотке 17(19) трехфазного линейного дросселя и конденсаторе 5(8), т.е, диод

9(12)открыт и ток заряда в этом случае течет по цепи 17-9-5119-8-12).

Конденсатор 6 (7) заряжается в течение промежутка времени, когда открыт диод 10(11) и к аноду приложен положительный по отношению- к его катоду потенциал, определяемый суммой мгновенных значений напряжений на обмотках 17 и 18(18 и 19) трехфазного линейного дросселя и напряжением на силовом конденсаторе 6(7). В этом

55 случае ток заряда течет по цепи

17-6-18-10 (18-7-19-11) . . При открытии тиристора 13 к элект" роэрозионному промежутку оказывается

9 6 приложенным напряжение, представляющее собой геометрическую сумму мгновенных значений напряжений на обмотках трехфазного линейного дросселя, максимальное значение которой равняется 2 k Q.Е,„, и алгебраическую сумму напряжений на силовых конденсаторах 5-8 (поскольку диоды 9-12 заперты), величина которой равняется

2 ° k: Q ° (2 +. Г3/Е,„ф, т.е. через электроэрозионный промежуток импульс тока разряда течет по цепи 8-19-7-18-6-175-13 - электроды рабочего органа.

Блок 20 контролирует величину напряжения B элентроэрозионном промежутке, а также осуществляет регулирование среднего значения тока, протекающего через электроэрозионный промежуток. Схема управления тиристором 13 может быть выполнена по любой из известных схем управления.

Таким образом, предложенный генератор импульсов для электроэрозионной обработки обеспечивает сокращение в три раза по сравнению с известным генератором количество управляемых полупроводниковых элементов, что упрощает электрическую схему управления, а также массу и габариты блока управления. Кроме того, предложенный генератор импульсов позволяет увеличить более чем в 7,4 М"0 раз по сравнению с известным максимальное значение напряжения, которое может прикладываться к электроэрозионному промежутку, что в значительной степени увеличивает мощность разрядного импульса тока, диапазон регулирования напряжения на эрозионном промежутке, в также позволяет сущест-. венным образом расширить по сравнению с известным функциональные возможности генератора импульсов по его использованию в технологическом оборудовании различного применения и. назначения. формула изобретения

Генератор импульсов для электроэрозионной обработки, содержащий трехфазный трансформатор с раздельными вторичными обмотками, линейный дроссель,, четыре диода, три силовых, конденсатора,.тиристор, катод которого подключен к аноду рабочего органа генератора, а анод тиристорак точке соединения первого силового

Составитель В. Влодавский

Техред М.Гергель Корректор А, Ференц

Редактор Н. Бобкова

Тираж 1153 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, )К-35, Раушская наб., д. 4/5

Заказ 7102/17

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 конденсатора и катода nepsoro диода, анод которого соединен с началом первой вторичной обмотки трехфазного трансформатора, и блок контроля напряжения на олектроэрозионном промежутке и управления тиристором, при этом второй диод катодом соединен с другой обкладкой первого силового конденсатора, а анодом - с одним концом обмотки, например второй, линей- 10 ного дросселя, третий диод анодом соединен с началом третьей вторичной обмотки трехфазного трансформатора, а четвертый диод катодом соединен с обкладкой третьего силового конден- 15 сатора, отличающийся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей генератора путем увеличения диапазона регулирования напряжения в электроэрозионном про- 20 межутке и увеличения мощности рязрядного импульса тока, генератор дополнительно снабжен четвертым силовым конденсатором и тремя резонансными конденсаторами, а линейный дроссель 15 выполнен трехфазным с тремя раздельными обмотками, каждая из которь1х снабжена отводом от части ее витков, ко орый через соответствующий резонанс79 8 ный конденсатор соединен с соответствующим концом вторичной обмотки трехфазного трансформатора, причем первая обмотка линейного дросселя одним концом подключена к катоду второго диода, а другим - к аноду первого диода и обкладке второго силового конденсатора, другая обкладка которого соединена одновременно с катодом треть" его диода, другим концом второй обмотки линейного дросселя и с началом второй вторичной обмотки трехфазного трансформатора, третья обмотка линейного дросселя одним концом подключена к катоду четвертого диода, а другим концом — к аноду третьего диода и к обкладке четвертого силового конденсатора, другая обкладка которого подсоединена к аноду четвертого диода и к катоду рабочего органа генератора, свободная обкладка третьего силового конденсатора подключена к аноду второго диода.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР по заявке М 2675256/08, кл. В 23 Р 1/02, 1979.