Генератор униполярных импульсов Советский патент 1989 года по МПК B23H1/02 

: .1

: Изобретение относится к силовой реобразовательной технике, в частости к генератбрам импульсов для лектроэрозионных станков, и может ыть использовано в металлообрабатывающей промьшшенности и.в других траслях народного хозяйства.

Цель изобретения - повышение наежности работы.

На чертеже изображей а электрическая принципиальная схема предложенного генератора.

Генерато р униполярных импупьсов содержит первый, второй, третий и Четвертый тиристоры 1-4, первый, второй, третий и четвертый, пятый И шестой диоды 5-10, первый и второй конденсаторы 11 и 12, первый и второй дроссели 13 и 14, выходные клем- Мы 15 электроэрозионного промежутка, первый источник 16 питания, аноды первого и второго тиристоров шунтированных соответствующим первым и вторым диодами 5 и 6, вкшоченными в обратном направлении, соединены между собой , катод первого тиристора 1 соединен с анодом третьего тиристора 3, катодом третьего диода 7 и через последовательно соединенные первый конденсатор 11 и первый дроссель 13 подключен к катоду второго тиристора 2, аноду четвертого тиристора 4 и к катоду четвертого диода 8, анод которого соединен с анодом третьего диода 7, первым электродом 15 элект- троэрозионного промежутка и анодом пятого диода 9, катод которого подключен к первой обкладке второго коН денсатора 12 и аноду шестого диода 10, катод которого соединен с катодани третьего и четвертого тиристоров 3 и 4, пятый, шестой, седьмой, восьмой и девятый тиристоры 17-21,

третий конденсатор 22, второй источник 23 питания, седьмой и восьмой диоды 24 и 25, третий дроссель 26, положительная шина первого источника 16 питания соединена с второй обкладкой второго конденсатора 12 и анодом первого тиристора 1, отрицательная шина первого источника 16 питания подключена к аноду седьмого диода 24, катод которого соединен с анодом шестого диода, и соеднмена через второй дроссель 14с анодом пятого диода и отрицательной шиной второго источника 23 питания, положительная шина которого соединена с анодами пятого

и шестого тиристоров 17 и 18, катоды которых соединены между собой через третий конденсатор 22 и подключены к анодам соответственно седьмого и восьмого тиристоров 19 и 20, катоды

которых соединены между собой и подключены к анодам восьмого диода и девятого тиристоров, катод восьмого диода 25 соединен с катодом четвертого тиристора 4 и через третий дроссель 26 - с катодом девятого тиристора 21.

Блок управления может быть выполнен на первом и втором формирователях 27 и 28 противофазных импульсов

и формирователе 29 управляющих импульсов, подключенных соответственно к управляющим входам первого, второго, третьего, четвертого тиристоров t-4, пятого, шестого, седьмого

и восьмого тиристоров 17 - 20, и девятого тиристора 21. Входы первого

20

25

и второго формирователей 27 и 28 противофазных имяульсов соединены через соответствующий девятый и десятый диоды 30 и 31 с соответст- вующим первым и вторым задающими генераторами 32 и 33, первые запускающие входы которых через соответствующий первый и второй ключ 34 и 35 соединены с выходом триггера 36 и пер- ю вым входом элемента И 37, выход которого подключен через одиннадцатый диод 38 к входу второго формирователя 28 противофазных импульсов, а второй вход элемента И 37 подключен к входу триггера 36 и через формирователь 39 аварийного импульса - к датчику 40 срьша инвертирования, включенному последовательно с первым дросселем 13, S-вход триггера 36 соединен через кнопку 41 Пуск и через резистор 42 соответственно с первой и второй шинами 43, 44 питания, вход формирователя 29 управляющих импульсов соединен через двенадцатый диод 45 к выходу второго задающего генератора 33 и через одновибра- тор 46 - к второму запускающему входу первого задающего генератора 32,

Генератор в установившемся режиме работает следующим образом.

Пусть в данный момент времени конденсаторы 11, 12 и 22 заряжены с полярностью, указанной на чертеже. При

включении кнопки 41 Пуск на S-вход триггера 36 подается О, и ключи 34, 35 запираются. В результате запускается генератор 33, запуская формирователь 28, формирзпощий управляющие импульсы. Одновременно импульсом от задающего генератора 33 запускаются: формирователь 29, который управляет тиристором 21, и одновибра- тор 46. В результате запускается за-- дающий генератор 32, формирователь 27 противофазных импульсов будет формировать управляющие импульсы в течение времени, определяемого длительностью выходных импульсов одновибра- тора 46, которая может регулироваться „ в.широких пределах. Длительность им- пульсов одновибратора 46 определяет и длительность выходных импульсов генератора, частота повторения которых определяется частотой задающё1 о генератора 33.

Пусть в данный момент времени им- пульсы управления подаются на соответствующие диагональные пары тирис15

30

40

45

55

20

25

ю

„

465206

торов 17-20, тиристор 21 и тиристоры 1,4. Вначале формируется поджигающая часть выходного импульса с высокой крутизной нарастания переднего фронта и большой амплитудой, так как в первый момент вклгбчаются тиристор 21 и тиристоры 17, 20 и к нагрузке прикладывается суммарное напряжение на конденсаторе 22 и источнике 23 питания. Происходит пробой электроэрозионного промежутка (нагрузки) 15, напряжение на нем начинает спадать по экспоненте, а конденсатор 22 на- 15 чинает перезаряжаться на обратную

полярность. Далее при снижении напряжения на нагрузке 15 включаются тиристоры 1,4 и через нее начинает протекать еще колебательный ток перезаряда конденсатора 11 по цепи элементов 12, 1, 11, 13, 4, 26,15, 9 и 12. После перезаряда конденсатора 11 включаются встречные диоды 5, 8 и ток через нагрузку протекает в том же направлении по цепи элементов 11, 5, 12, .10, 26, 15, 8, 13 и 1,1. Далее когда выключаются диоды 5,8, включаются тиристоры 2, 3 и процесс повторяется, тем самым формируется рабочая часть импульсов генератора, длительность которой определяется длительностью выходного импульса одно- вибратора 46. В процессе формирования рабочей части при спадании (изменении) тока тиристоров и встречных диодов происходит включение первого диода 24, и тогда ток дросселя 14 замыкается и по цепи элементов 14, 24,10, 26, 15 и 14, т.е. происходит сброс энергии, накопленной в дрос- .селе 14 в цепь нагрузки. Так же происходит сброс энергии, накопленной в индуктивности дросселя 26, при этом ток может замыкаться и по цепи элементов 26, 15, 9, 10 и 26. Все это позволяет получить сглаженную .рабочую часть импульса, что позволяет повысить КПД и надежность работы генератора. После окончания формирования рабочей части через некоторое время, определяемое частотой работы задающего генератора 33, импульсы управления подаются на очередные тиристоры моста, тиристор 33 и тиристоры первого моста и начинается формирование второго импульса генератора.

При срыве инвертирования, когда, например, одновременно проводят ти30

40

45

55

ристоры 1 и 3, датчик 40 выдает сигнал на запуск формирователя 39 аварийного импульса, который формирует сигналы с необходимыми параметрами.. Э ти сигналы поступают на R-вход триггера 3j6 и второй вход элемента И 37, на первый вход которого поступает Сигнал с выхода триггера 36, который, при подаче аварийного им- п ульса на R-вход отпирает пусковые К:лючи 34 и 35, в результате чего блокируются управляющие импульсы пер- врго и второго мостов (тиристоры 1-4 17-20). Одновременно выходной сигнал т|риггера 36 поступает на первый вход эпемента.И 37 и при совпадении сигна- л&в выдает сигнал на однократное формирование очередных управляющих им- пуль.сов соответствующих- тиристоров 1:7-20 моста, В результате к проводя- П1;им тиристорам 1, 3 прикладывается обратное напряжение, равное сумме напряжений источника 23 и конденсатора 22, и эти тиристоры выключаются ai конденсатор 22 перезаряжается черкез диод 25, дроссель 26 и нагрузку 1S.

; Введение в генератор дополнитель™ ных элементов позволяет значительно повысить надежность работы и расширить функциональные возможности генератора за счет полного ограничения аварийных токов, поУтучеция импульсов с высокой -крутизной нарастания и амплитудой поджигающей части и сглаженной рабочей частью, регулирования . частоты и длительности импульсов в широких пределах.

Формула изобретения

1. Генератор униполярных ш пуль- GOBJ содержащий первый, второй, тре™ тий и .четвертый тиристоры, включен- ные по схеме тиристорного моста, пер- 1ШЙ, второй, третий, четвертый,, пятый и шестой диоды, первый и второй конденсаторы, первый и второй дроссели, электроды электроэрозионного промежутка, первый источник питания,, первый и второй тиристоры,, пдунтиро- ванные соответственно первым и вто- рык диодами, включенными в обратном направлении, катод первого тиристора еоед1-шен с анодом третьего тиристора катодом третьего диода и ч ерез диа-- - 1 ональ тиристорного моста на последовательно соединенных первом конденсаторе и первом дросселе подклю

чен к катоду второго тиристора, аноду четвертого тиристора и катоду четвертого диода, анод которого соединен с анодом третьего диода, первым электродом электроэрозионного промежутка и анодом пятого диода, катод которого подключен к первой обкладке второго конденсатора и аноду шестого диода, катод которого соединен с катодами третьего и четвертого тиристоров, отличающийся тем, что, с целью повьшения надежности работы, в него введены пятый, шестой, седьмой, восьмой и девятый

тиристоры, третий ко нденсатор, второй источник питания, седьмой и восьмой диоды, третий дроссель, положительная шина первого источника питания соединена с второй обкладкой второго конденсатора и анодом первого тиристора, отрицательная шина первого источника питания подключена к аноду седьмого диода, катод которого соединен с анодом шестого диода, а через второй дроссель соединена с анодом пятого диода и отрицательной шиной второго источника питания, положительная шина которого соединена с

анодами пятого и шестого тиристоров, катоды которых соединены между собой через третий конденсатор и подключены к анодам соответственно седьмого и вос.ьмого тиристоров, катоды которых соединены между собой и подключены к анодам восьмого диода и девятого тиристора, катод восьмого диода соединен с катодом четвертого тиристора и через третий дроссель - с катодом девятого тиристора и вторым электродом электроэрозионного промежутка.

2. Генератор поп,1,отли- ч а ю щ и ис я тем, что, с целью повышения надеж11ости, блок управления выполнен на первом и втором формирователях противофазных импульсов и формирователе управляющих импульсов, подключенных соответственно к управляшищм входам первого, второго, третьего, четвертого тиристоров, пятого, шестого, седьмого и восьмого тиристоров и девятого тиристора, входы первого и второго формирователей противофазных импульсов соединены через соответствующий девятый н десятый диоды с соответствующими первым и вторым задающими генерато. 1 1А652068

рами, запускающие входы которьк че-ледовательно в диагональ тиристор- рез соответствующие первый и второйнего моста, S-вход триггера соеди- ключи соединены с выходом триггеранен через кнопку Пуск и через ре- и первым входом элемента выходзистор соответственно с первой и которого подключен через одиннадца- второй шинами питания, вход формиро- тый диод к входу второго формироваввателя управляющих импульсов соеди- теля противофазных импульсов, а вто-нен через двенадцатый диод с вько- рой вход элемента И подключен к вхо-дом второго задающего генератора и ду триггера и через формирователь,о через одновибратор с вторым запуска- аварийного импульса - к датчику еры-ющим входом первого задающего гене- ва инвертирования, включенному пос-ратора.

Изобретение относится к силовой преобразовательной технике, в частности к генераторам импульсов для электроэрозионных станков, и может быть.использовано в металлообрабатывающей промышленности, Це ль изобретения - повышение надежности работы. Генератор содержит тиристоры 1-4, 17-21, диоды, дроссели, конденсаторы и резисторы, а также источники 16 и