Способ защиты от коротких замыканий при электрохимической обработке Советский патент 1983 года по МПК B23P1/14 

Изобретение относится к электрофизическим и электрохимическим методам обработки, в частности к способам защиты электрохимических станков от коротких замыканий.

Известен способ защиты от коротких замыканий при электрохимической обработке, согласно которому регистрируют появление и измеряют амплитуду высокочастотных выбросов тока, повторно измеряют эту величину через промежуток времени равный разности времени развития короткого замыкания и времени отключения источника и в случае возрастания измеряемой величины отключают источник технологического тока 1.

Недостатками данного способа являются низкая надежность защиты и сложность технической реализации способа.

Низкая надежность защиты обусловлена дискреУностью слежения за изменением амплитуды высокочастотных выбросов тока. Трудоемкость технической реализации способа связана с необходимостью определения времени развития короткого замыкания для каждого технологического режима обработки.

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является способ электрохимической обработки, согласно которому в качестве информационного сигнала для системы управления процессом , обработки используют значения производной от вероятностной характеристики, например дисперсии высокочастотных выбросов тока в межэлектродном зазоре, предществующих короткому замыканию.

Согласно этому способу регистрируют появление и измеряют амплитуду высокочастотных выбросов тока, непрерывно определяют текущие значения производной от вероятностной характеристики высокочастотных выбросов тока, причем запоминают первоначальное значение производной, сравнивают его с текущим значением и в зависимости от разности формируют сигнал управления схемой отключения источника тока 2.

Известный способ тоже имеет низкую надежность защиты из-за отсутствия надлежащих критериев для оценки момента ерабатывания системы управления.

Цель изобретения - расщирение технологических возможностей способа путем повышения надежности защиты от коротких замыканий.

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу защиты от коротких замыканий при электрохимической обработке, по которому регистрируют появление и измеряют амплитуду высокочастотных выбросов тока в межэлектродном зазоре, непрерывно определяют текущее значение производной (от вероятностной характеристики высокочастотных выбросов тока, причем запоминают

первоначальное значение производной, сравнивают его с текущим в зависимости от их разности, формируют сигнал управления отключения источника тока, отключение источника тока производят в случае превыщения текущего .значения производной над первоначальным значением в 2-3 раза.

На чертеже показано семейство зависимостей вероятностных характеристик высокочастотных выбросов тока от времени при различных скоростях уменьшения межэлектродного зазора, приводящих к короткому замыканию.

В качестве вероятностной характеристики высокочастотных выбросов тока может быть выбрана дисперсия D, характеризующая интенсивность высокочастотных выбросов тока относительно их среднего значения.

На чертеже показано начальное значение производной дисперсии и текущее значение .

В таблице приведены экспериментальные данные, показывающие взаимосвязь величин:

tpKj -время развития короткого замыкания;tnp -время срабатывания системы -JT-начальное зафиксированное зна, р.. чение производной дисперсии; -J -значение производной дисперсии в

. момент срабатывания защиты; Ai v: / -отношение значений п|

произ водных.

Эксперименты проводятся на стальных (ЭЙ 961, XI8H9T) и титановых (ВТ9-1, ВТ9) образцах с использованием электролитов на основе 10% NaCl и 1% NaCl-b + 100/0 NaNO +1% глицерина.

-iDa dp; д. j+ dt

tpK3 tnp

Данные получены при выполнении следующих условий.

Время развития короткого замыкания (время, отсчитываемое с момента роста интенсивности высокочастотных выбросов тока до момента короткого замыкания) согласно применяемым режимам обработки ограничивается в 80-85% случаях развития замыканий значениями 5-22 мс. В остальных случаях (замыкания от пассивационных явлений и защламления электролита) время развития короткого замыкания tgKa не превышает 5 мс. При этом искомое время tnp, в течение которого защита от коротких замыкании должна принять решение о срабатывании, определяется как разность времени: tnp tpK3 toMn-tc3 , (1) где tcMn , - время отключения источника технологического напряжения; tea -время срабатывания электронных узлов системы защиты (отсчитывается с момента принятия решвг ния о срабатывании до появления выходного сигнала на отключение источника технологического напряжения). Времена 1оип , ty заранее известны, их ве ичины обусловлены конкретными типами источников технологического напряжения и систем защиты от коротких замыканий. Применением короткозамыкателей или источников с принудительным выключением эти времена сводятся к значениям, не превыщающим 1 мс, т. е. в подавляющем больщинстве случаев сумма toHn+tM 2 мс. В результате выражение (1) можно свести к виду -2(мс).(2) На основании выражения (2) проведены экспериментальные исследования, в ходе которых определяются значения производных -, вычисляемые с момента начала роста интенсивности высокочастотных выбросов тока до короткого замыкания (таблица ). В каждом опыте определяется время tpKs и по выражению (2) время tnp. Из вычислительных значений производных - находятся значения, соответствующие моменту начала роста интенсивности высокочастотных выбросов тока и моменту tnp , а также отношение этих значений - Ai. Из таблицы видно, что во всех случаях развития коротких замыканий превышение Ai находится в диапазоне значени.й 2-3, т. е. наиболее эффективное срабатывание защиты будет иметь место тогда, когда текущее значение производной -4 2-3 раза превысит первоначальное значение. Выбранный диапазон позволяет осуществить надежное срабатывание защиты на всех возможных режимах обработки. Система защиты не требует переналадок и регулировок при изменении режима обработки. Таким образом, выбранный диапазон обеспечивает универсальность и простоту использования в разнообразных технологических процессах. Использование производной в качестве управляющего сигнала не требует предварительной оценки времени развития короткого замыкания tpKj . Фактически это время складывается из времени, за которое производная -4 увеличится в 2-3 раза относительно первоначального значения -4%, и из заранее известных времен отключения источника технологического напряжения и срабатывания электронных узлов системы защиты.

СПОСОБ ЗАЩИТЫ ОТ КОРОТКИХ ЗАМЫКАНИЙ ПРИ ЭЛЕКТРОХИМИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКЕ, согласно которому регистрируют появление, а затем измеряют амплитуду высокочастотных выбросов тока в межэлектродном зазоре, непрерывно определяют текущее значение производной от вероятностной характеристики высокочастотных выбросов тока,, причем запоминают первоначальное значение производной, сравнивают его с текущими значениями в зависимости от их разности, формируют сигнал управления схемой отключения источника тока, отличающийся тем, что, с целью расщирения технологических возможностей путем повышения надежности защиты, отключение источника тока производят в случае превыщения текущего значения производной над первоначальным значением в 2-3 раза. (Л СП 1чЭ СА:) сд со