Транзисторный генератор для электроэрозионной обработки Советский патент 1985 года по МПК H03K3/02 B23H7/00 

Изобретение относится к силовой преобразовательной технике, в частности к генераторам импульсов для электроэрозионных станков, и- может быть использовано в металлообрабаты вающей промышленности и в других от раслях народного хозяйства. Для электроэрозионной обработки металлов используются униполярные импульсы ступенчато-прямоугольной формы, которые могут быть получены с помощью различных генераторов. Известен генератор импульсов, по воляющий получить униполярные им пульсы ступенчато-прямоугольной формы, содержащий два источника пи тания, последовательный инвертор, о нофазный выпрямитель, переключающий TiipHCTOp, присоединенный к электро- эрозионному промежутку через огра ничивающее сопротивление СгЗ. Недостатками устройства являются относительная сложность, весьма низ кий КПД того, что ток нагрузки в течение всего време ш формирования импульсов протекает через ограничивающее сопротивление, а такж невозможность плавного изменения в широких пределах поджигающего участ ка рабочих импульсов и автоматического контроля момента пробоя элек троэрозионного промежутка и подключения к нему силрвого источника питания. Наиболее близким к изобретению по технической сущности является транзисторный генератор для электро эрозионнрй обработки, содержащий поджигающими источник питания, под- ключенньй положительным выводом через первый транзисторньш ключ к ано ду, а отрицательным выводом к катоду электроэрозионного промежутка, силовой источник питания, подключенный положительным выводом к ано- ру разделительного диода, а отрицаНрелышм выводом через второй транзистор ньй ключ - катоду электрозр зионного промежутка блок управлени первый, и второй выходы которого сое динены соответственно с базами первого и второго транзисторных ключей кнопку пуска, соединенную с первым входом блока управления, резистивны датчики тока, включенные между выхо дом первого транзисторного ключа и анодом электроэрозирнного промежутка 2, Недостатками известного, устройства являются низкий КПД за счет потерь в резисторах поджигающего источника питания и в системе управления, сложность управления силовым источником питания, а также невозможность защиты генератора при коротких замыканиях электроэрозионного промежутка, что снижает надежность генератора. Цель изобретения - повьшение на дежности и КПД генератора. Поставленная цель достигается тем, что в транзисторный генератор для электроэрозионной обработки, содержащий поджигающий источник питания, подключенный положительным выводом через первый транзисторный ключ к . аноду, а отрицательным выводом - к катоду электроэрозионного промежутка, силовой источник питания, подключенный положительным выводом к аноду разделительного диода, а отрицательным выводом через второй транзисторный ключ - к катоду электроэрозионного промежутка, блок управления, первый и второй выходы которого соединены соответственно с базами первого и второго транзисторных ключей, кнопку пуска, соединенную с первым входом блока управления, . введены двухпороговый и логический элементы и дополнительный диод, причем его.анод и катод соединены соответственно с катодом электроэрозионного промежутка и анодом разделительного диода, параллельно дополнительному диоду подключен двухпо- роговый элемент, первый выход которого соединен с вторым входом блока управления, а второй выход - с первым входом логического элемента, выход которого соединен с третьим входом блока управления, второй и третий входы логического элемента соединены соответственно с первым и ; вторым выходами блока управления. На фиг. 1 изображена схема гене.ратора; на фиг. 2 - структура порогового элемента; на фиг. 3 - структура логического элемента; на фиг. 4 - структура блока управле- , ния; на фиг. 5 - временные диаграммы сигналов, поясняющие функционирование генератора. Генератор содержит поджигающий .источник 1 питания с напряжениемVy , подключенный .через первый транзисторный ключ 2 к электроэрозионному промежутку 3, силовой источник 4 питания с напряжением Уд , положительный вывод которого через разделительный диод 5 соединен с анодом промежутка 3,.а .минусовый вывод через второй транзисторный ключ 6 - с катодом электроэрозион ного промежутка 3, дополнительный диод 7, подключенный между анодом диода 5 и минусовым выводом источника 1 питания, параллельно диоду включен двухпороговый элемент 8, первый выход которого соединен с вт рым входом блока 10 управления, а второй выход - с третьим входом логического элемента 9, выход которого соединен с третьим входом блока 10 управления, причем первый и второй входы логического элемента 9 соединены соответственно с пер вым и.вторым выходами блока 10 упра ления, а первый вход его соединен с кнопкой 11 пуска, Двухпороговый элемент 8 (фи. 2 состоит из источника I2 опорного напряжения с двумя выходными папряж ниями VY и Vj, компаратора 13 перво го порогового уровня (V-,) и компара тора 14 второго порогового уровня (V,).. Логический элемент 9 {фиг. 3) со тоит из элемента 15 типа 2-ИЛИ и элемента 16 типа 2-Й. Блок 10 управления (фиг, 4) сос тоит из задающего генератора 17 импульсов, дифференцирующей цепочки 18, логического элемента 19 типа 2-Й, триггеров 20 и 21, логических элементов 22 и 23 типа 3-Й и формирователей 24 и 25 управляющих импул сов транзисторных ключей 2 и 6. На фиг. 5 изображены осциллограм мы напряжений на входах транзистор ных ключей 2 и 6 соответственно и, и и , напряжения Uj на дополнительном диоде 7, напряжения U, на электроэрозионном промежутке 3 и указаны уровни напряжений срабатывания двухпорогового элемента 8 при пробое Vj и при коротком замыкании Vg электрозрозионного промежутка. Генератор работает следующим образом (фиг. 1 и 4). Выходной импульс в нагрузке начи нает формироваться с приходом на бй транзисторного ключа 2 отпирающего лмпульса Uj (фиг. 5) с блока 10 уп равления, запуск которого происходит синхронно с передним фронтом импульса задающего генератора 17 при нажатии кнопки 1I Пуск за счет использования дифференцир.ующей цепочки 18 и логического злемента 19. При этом триггер 20 устанавливается в единичное состояние и положительный импульс с генератора 17 проходит через элемент 22 на вход формирователя 24, так как триггер 21 также устанавливается в единичное состояние передним фронтом импульса генератора 17. Управляющий импульс формирователя 24 подается на транзистор 2. В первый момент времени t электроэрозионный промежуток 3 имеет высокое сопротивление, и к диодам 5 и 7 прикладывается обратное напряжение. При пробое промежутка 3 в момент времени t диод 5 отпирается, а величина напряжения на диоде 7 уменьшается от V до величины напряжения У на промежутке 3 в послепробойной стадии. При.пробое промежутка 3 (.) на вход R триггера 21 поступает импульс с компаратора 13 двухпорогового элемента 8 и устанавливает его в нулевое состояние. При этом происходит переброс (переключение ) положительного импульса с входа формирователя 24 на вход формирователя 25, т.е. импульс управления подается на транзисторный ключ 6. После окончания положительного импульса с выхода генератора 17 (tj) запирается формирователь 25. С приходом следующего импульса с генератора 17 процесс повторяется. В случае короткого замыкания промежутка 3 в интеррале управления t. -t на вход триггера 20 проходит импульс с компаратора 14 элемента 8 через логический элемент 9 и устанавливает триггер 20 в нулевое состоя ние. В результате запираются элементы 22 и 22 к мгновенно прекращается работа формирователей 24 и 25, т.е. генератор отключается. Последующее включение блока 10 управления осуществляется только при нажатии кнопки И Пуск. Таким образом, предлагаемый генератор имеет повышенные надежность за счет автоматического контроля как момента пробоя электроэрозионного промежутка, так и момента его корот51138927

кого замыкания, и КПД за счет исклкН чения мощности потерь в резистивных датчиках тока и применения простой и экономичной системы управления, а

также позволяет получать любые импульсы ступенчато-прямоугольной формы, параметры которых могут меняться в широких пределах.

ТРАНЗИСТОРНЫЙ ГЕНЕРАТОР ДЛЯ ЭЛЕКТРОЭРОЗИОННОЙ ОБРАБОТКИ, содержа1Г№1й поджигакиций источник питания, подключенный положительным выводом, через первый транзисторный ключ к аноду, а отрицательным выводом - к катоду электроэрозионного промежутка, силовой источник питания, подключенный положительным выводом к аноду разделительного диода, а отрицательным вьшодом через второй транзисторный ключ - к катоду электроэрозионного промежутка, блок управления, первый и второй выходы которого соединены соответственно с базами первого и второго транзисторных ключей, кнопку пуска,соединенную с первым входом блока управления, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности и КПД, в него введены двухпороговый и логический элементы и дополнительный диод, причем его анод и катод соединены соответственно с катодом электроэрозионного промежутка и анодом разделительного диода, параллельно дополнительному диоду подключен двухпороговый элемент, nepBbrii выход которого соединен с вторым входом (Л блока управления, а второй выход с первым входом логического элемента, выход которого соединен с третьим входом блока управления, второй и третий входы.логического элемента соединены соответственно с первым и вторым выходами блока управления. со 00 М со N5 S ii

Фиг. г

аа.

18

tl

W

л;