Ждущий генератор для электро-импульсного диспергирования струй расплавов Советский патент 1987 года по МПК B23H1/02 

113

Изобретение относится к устройствам для электрофизических методов обработки материалов, в частности предназначено для использования -в качестве источника тока для электронмпульс- ного дробления, металлических струй и получения дисперсных мeтaлJiичecкнx порошков.

Целью изобретения является повышение КПД генератора путем синхронизации частоты разрядных импульсов с частотой замыкания электродов разрядника струей расплава,

На фиг.1 изображенгг схема генера- ropaj на фиг.2 - временные диаграммы изменения токов и напряжений.

Ждущий генератор (фиг.1) содержит выпрямитель 1, зарядную индуктивность 2, накопительный конденсатор 3, тиристор 4, соединенные последовательно с образованием зарядной цепи, разрядник 5, подключенный параллельно накопительному конденсатору 3,, причем вход выпрямителя 1 соединен с источником переменного напряжения, датчики 6 и 7 тока зарядной и разрядной Цепей, первый 8 и второй 9 инверторы сигнала, формирователь 10 импульсов, выход которого соединен с катодом и управляющим электродом тиристора 4, блок 11 управления, содержа 1ий RS- триггер, логический элемент И 13 и . коммутатор. При этом датчик 6 тока зарядной цепи через первый инвертор 8 сигнала соединен с 8-в:кодом ЯЗ-тркг /гера 12, выход которого соединен с первым входом логического элемента И 13, выход которого подключен к входу формирователя 10 импульсов, адат- 1 чик 7 тока разрядной цепи через вто- I рой инвертор 9 сигнала подключен к R-входу RS-триггера 12р второму входу логического элемента И 13 и через коммутатор 14 - с общей шиной; а второй вход формирователя 10 импульсов соединен с накопитеяьньм конденсатором 3.

Ждущий генератор работает следующим образом..

При замыкании коммутатора 14 логический нуль подается на Р.-вход RS- триггера 12 и на первый вход элемента И 13, RS-триггер переходит в состояние, когда на его инверсном ходе появляется логическая единица, которая подается на второй вход элемента И 13. При отпирании коммутатора 14 на первый вход злемектз И 13

0

поступает лгическая единица от второго инвертора 9 сигнала, после чего на вьжоде элемента И 13 образуется также логическая единица, которая подается на вход формирователя 10 импульсов и запускает его в момент времени ty (ф1{г,2). Отпирающие импульсы (фнг.2ж) подаются на управляюпшй электрод и катод тиристора 4, который отпирается и через него и зарядную индуктивность 2 течет тока заряда 1, накопительной емкости 3 от выпрямителя 1S носяпр й колебательный

5 характер. Наличие тока I, заряда воспринимается датчиком 6 тока зарядной цепи и передается ггервому инвертору 8 сигнала, который при наличии сигнала с датчика 6 тока зарядной цепи образует логический нуль и передает его на КЗ-триггера 12. RS-триг- (тер переходит в новое состояние,- когда на инверсном Q-вьгходе появляется логический нуль, поступающий на

5 второй вход элемента И 13, на выходе которого появлетя логический нуль и формирователь 10 импульсов отключается. Однако тиристор 4 остается от.- крытым, так как по нему протекает

0 тока заряда 1 ; в проводящем направлении, и запирается только при nep,exo-J де тока заряда Ij через нуль в момент времени с. Поэтому длительность про : текания тока заряда 1 равна половине периода собственных колебаний зарядной цепи и определяется из выражения

5

rrt .„

R|

4L

где T, (tj-t)

длительность протекания тока заряда I , с,

L - индуктивность зарядной цепи, Гн, .

С - величина накопительной емкости Ф,

RJ - сопротивленяе зарядной цепи. Ом.

В момент времени t, тиристор 4

запирается и ток заряда

прекращает5

ся. В результате протекания тока Ij за ряда накопите-льная емкость 3 получает определенную величину энергии, которая необходима для диспергирования требуемого количества расплава. В том состоянии формирователь 10 им31326401

пульсов находится некоторое время до

замыкания разрядной цепи накопительной емкости 3 струей расплава. Эта пауза требуется для того, чтобы накопительная емкость 3 успевала заряжаться до требуемого значения, и тиристор 4 запирается. Струя расплава замыкает цепь разряда накопительной

ствует полному заряду накопительной емкости 3 и появлению сигнала U (фиг.2г) в цепи выхода первого интервала 8 сигнала, а в момент t начинается нарастание тока 1- (фиг.2а) (

разряда (уменьшение напряжения U на накопительном емкости 3 показано на емкости 3 в момент времени t, кото- ю фиг,2в, а появление сигнала логичес- рая начинает разряжаться через раз- кого нуля Uf,p в цепи выхода второго рядник 5 (форма импульса тока 1р раз- инвертора 9 сигнала и сигнала логи- ряда показана на фиг.2а). Наличие ческой единицы U,.p на Q-выходе RS- тока IP разряда воспринимается датчи- триггера 12 - соответственно нафиг.2д ком 7 тока разрядной цепи и передает- 5 и 2е).

ся второму инвертору 9 сигнала, кото- Момент времени t соответстЁует рый вьдает логический нуль на первый нарастанию тока (фиг.2а) 1р разряда вход элемента И 13 и R-вход RS-триг- до максимума. В момент Спд времени гера 12,измененяя его состояние. На происходит диспергирование струи рас- инверсном Q-выходе RS-триггера 12 по- 2о плава. Этот момент времени характериявляется логическая единица, которая подается на второй вход элемента И 13. Однако наличие на первом входе элемента И 13 логического нуля от второго инвертора 7 сигнала не позволяет включиться формирователю 10 импульсов в момент t- прекращения тока 1р разряда, сигнал с датчика 7 разрядного тока, передаваемый второму инвертору 9 сигнала, падает до зо вать величину энергии.

нуля. При этом второй инвертор сигнала формирует логическую единицу, поступающую на первый вход элемента И, на выходе которого также появляется логическая единица и передается на вход формирователя 10 импульсов, ко- торьй снова включается и подает отпирающие импульсы на тиристор 4, ко- торый отпирается, и снова происходит заряд накопительной емкости 3, только уже во время движения новой струи расплава в межэлектродном промежутке между электродами разрядника 5. Цикл повторяется, и генератор продолжает

35

40

Соединение накопительной емкости с электродами разрядника без коммутирующих устройств обеспечивает автоматическую подстройку работы схемы генератора к изменению режима истечения струи расплава и позволяет синхронизировать частоту разрядных импульсов тока с частотой замыкания электродов разрядника струей расплава.

Формула изобретения

Ждущий генератор для электроимпульс ного диспергирования струй расплавов.

работать в автоматическом режиме, .ге- . содержащий накопительную емкость,раз. .. ..-..- ,.. Д. т % ь-г ч г« гтт TiiL/mrm-/ / Q Т1Л -

нерируя импульсы тока 1, разряда,

Частота замыкания эрозионного промежутка между электро;чдми разрядника 5 струей расплава, т.е. частота генерируемых импульсов I, из выражения

Р

определяется

50

рядник, формирователь импульсов, тиристор, выпрямитель, вход которого соединен с источником переменного напряжения, а выход формирователя импульсов соединен с катодом и управляющим электродом тиристора, отличающийся тем, что, с целью повьшения КПД путем синхронизации частоты разрядных импульсов с частотой замыкания электродов разрядника струей расплава, в него введены датчики тока зарядной и разрядной цепей, первый и второй инверторы, зарядная индуктивность и блок управления, со

1

- ст

1

ИЛИ „ т +т iji-ip

fc

Чг

-частота замыкания эрозионного промежутка разрядника 5 струей расплава-,

-период замыка.ния эрозионного промежутка разрядника 5.

Момент времени с, (фиг.2) соответствует полному заряду накопительной емкости 3 и появлению сигнала U (фиг.2г) в цепи выхода первого интервала 8 сигнала, а в момент t начинается нарастание тока 1- (фиг.2а) (

зуется стабилизацией тока 1р разряда. Формирователь импульсов представляет собой формирователь импульсов для управления мощными тиристорами. Исполь- 25 зование блока управления позволяет формировать импульс разрядного тока только за счет заряженной накопительной емкости без участия питающей сети и дает возможность строго дозиро

Соединение накопительной емкости с электродами разрядника без коммутирующих устройств обеспечивает автоматическую подстройку работы схемы генератора к изменению режима истечения струи расплава и позволяет синхронизировать частоту разрядных импульсов тока с частотой замыкания электродов разрядника струей расплава.

ормула изобретения

Ждущий генератор для электроимпульсного диспергирования струй расплавов.

содержащий накопительную емкость,раз..-..- ,.. Д. т % ь-г ч г« гтт TiiL/mrm-/ / Q Т1Л -

рядник, формирователь импульсов, тиристор, выпрямитель, вход которого соединен с источником переменного напряжения, а выход формирователя импульсов соединен с катодом и управляющим электродом тиристора, отличающийся тем, что, с целью повьшения КПД путем синхронизации частоты разрядных импульсов с частотой замыкания электродов разрядника струей расплава, в него введены датчики тока зарядной и разрядной цепей, первый и второй инверторы, зарядная индуктивность и блок управления, со5132640

держащий RS-Tpurrep, логический элемент И и коммутатор, причем выпрямитель, зарядная индуктивность, пительный конденсатор и тиристор сое-ч

динены последовательно с образоваии- ; ключей к накопительному конденсатору, ем зарядной цепи а разрядник гюдклкг а датчик тока разрядной цепи через чен параллельно наксаительному конденсатору, датчик тока зарядной цепи

зторой нкиертор снгкапа подключен к И-входу КЗ-триггера, второму входу лсгнч(ского элемента И и через коммучерез первый инвертор сигнала соедимен с S-входом RS-тркггера, выход ко- tO татор - к общей шине.

Ч орого соединен с перным входом логи ческого элемента И, выход которого подключен к Ьходу формирователя им- -чульсов, второй яыход которого лодключей к накопительному конденсатору, а датчик тока разрядной цепи через

зторой нкиертор снгкапа подключен к И-входу КЗ-триггера, второму входу лсгнч(ского элемента И и через комму

Изобретение относится к устрой- . ствам для электрофизических методов обработки материалов, может быть использовано в Качестве источника тока для электроимпульсного дробления металлических струй и получения дисперг yW4 4 LZJ О сных металлических порошков. Цель изобретения - повышение КПД генератора - достигается синхронизацией частоты разрядных импульсов с частотой замыкания электродов разрядника струй расплава. Генератор содержит вьтрямитель 1, накопительный конденсатор 3, тиристор 4, разрядник 5, формирователь 10 импульсов. Дпя достижения поставлен-i ной цели в него введены датчики 6 и 7 тока зарядной и разрядной цепей, инверторы 8 и 9 сигнала, блок 11 управления, содержащий RS-триггер 12, логический элемент Ни коммутатор 14. Использование блока управления обеспечивает формирование импульса разрядного тока Только за счет накопителя 3 и дает возможность строго дозировать величину энергии. 2 ил. (Л Jj 4 П 00 to О) 4:.

tl

ts к tnp tn/i tj} тс

Фи-i.Z

Редактор И Швыдкая

Составитель В Кежоян Техред Л.Сердюкова

Заказ 3228/10Тираж 97 tПодписное

BHffi UIH Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-ЗЗ, Раушская наб,, д. 4/5

3 воде ч в еин о-полиграфии гс кое предириятке. г.Ужгород, ул. Проектная, 4

Корр(ктор А.Зимокосов