Генератор импульсов тока для электроискрового легирования Советский патент 1977 года по МПК B23P1/02 

1

Изобретение относится к электрофизическим методам обработки материалов, в частности, к источникам питания для электроискрового легирования.

Известны генераторы импульсов, представляющие собой источник постоянного тока, заряжающий через токоограничивающий элемент (чаще всего дроссель) накопительный конденсатор, который, при достижении определенного напряжения, разряжается на искровой промежуток. К,оммутация заряда и разряда осуществляется тиристорами, которые управляются специальным блоком.

Этот генератор работает следующим образом.

Включается источник постоянного тока. Сигналом с блока управления открывается зарядный тиристор. К концу заряда конденсатора ток через тиристор прекращается и последний выключается. Через определенное время сигнал с блока отпирает разрядный тиристор, следует разряд конденсатора на искровой промежуток. Разрядный тиристор заиирается при прохождении тока разряда через нуль. Таким образом, наличие двух тиристоров исключает неиосредственное проникновение постоянного тока через искровой промежуток.

Существует несколько разновидностей указанного генератора: с несколькими контурами, с несколькими тиристорами в зарядной цепи.

управляемьгми по разным каналам от одного блока управления 1. Блок управления применяется транзисторный или на динисторах с времязадающими RC-цепочками. Наряду с тем, что эти генераторы совмещают достоинства релаксационной и независимой схем, им присущи и определенные недостатки, из-за которых они до сих пор не нащли щирокого применения для электроискрового легирования.

Во-первых, для синхронизации генератора с работой легирующего инструмента - вибратора или вращающегося - необходимо синхронизирующее устройство. Оно особенно

при легировании вращающимся электродоминструментом. Отсутствие синхронизации приводит к снижению качества обработки: неравномерен состав и толщина нанесенного слоя.

Во-вторых, сложность схем управления генератором и синхронизацией. Даже наиболее простая схема с динисторами требует автотрансформатора больщой габаритной мощности и ряда элементов.

Цель изобретения - упрощение схемы генератора и повышение качества легирования.

Достигается это тем, что в схему введен вспомогательный источник, отрицательный полюс которого объединен с отрицательным

полюсом силового источника, а к полол ;ительному полюсу через резистор подключены аноды упомянутых динисторов.

На чертеже изображена электрическая схема генератора.

Накопительный конденсатор 1 с одной стороны подключен через токоограннчивающий дроссель 2 и зарядный тиристор 3 к клеммам 4 и 5 силового источника постояиного тока (на чертеже не показан), с другой - через разрядный тиристор 6 к искровому промежутку, составленному деталью 7 и обрабатывающим электродом 8 (привод электрода - вибратор или вращающийся инструмент - на чертеже не показан).

К управляющим электродам тиристоров 3 и 6 присоединены катоды динисторов 9 и 10. Аноды динисторов объединены в точке 11 и подключены через резистор 12 к положительному полюсу (клемма 13) вспомогательного источника тока. Отрицательные полюсы силового и вспомогательного источников тока объединены На клемме 5.

Работу схемы целесообразно рассмотреть с момента, когда источники тока отключены, конденсатор I разряжен и электрод 8 отведен от поверхности детали 7.

Включаются источники тока. На анодах динисторов 9 и 10 и тиристора 3 возникает потенциал относительно клеммы 5, достаточный для их отпирания. Динистор 9 отпирается, и через него течет ток по цепи клемма 13, резистор 12, динистор 9, управляющий электрод и катод тиристора 3, конденсатор 1, клемма 5 и далее через вспомогательный источник. Этот ток открывает тиристор 3, через который происходит заряд конденсатора 1. К моменту окончания заряда ток прекращается и динистор 9 и тиристор 3 запираются.

Для обработки поверхности детали 7 сообщается вибрация электроду 8. Электрод периодически вступает в контакт с поверхностью. В момент контакта падение напряжения на динисторе 10 достигает величины, достаточной для его отпирания по цепи клемма 13, резистор 12, динистор 10, управляющий электрод и катод тиристора 6, искровой промежуток 8, 7 и клемма 5. Отпирается тиристор 6 и через искровой промежуток следует обрабатывающий импульс тока разряда конденсатора. К моменту разряда конденсатора запирается тиристор 6, хотя ток по его управляющему электроду еще протекает до момента отрыва электрода от поверхности детали. Динистор запирается в момент разрыва искрового промежутка. В дальнейшем циклы заряда-разряда, в процессе которых происходит обработка, повторяются.

Описываемая схема отличается существенными особенностями.

Во-первых, при правильно выбранных параметрах источника вспомогательного напряжения, резистора 12, динисторов 9 и 10 исключается одновременное срабатывание тиристоров 3 и 6 и, соответственно, прохождение тока от силового источника непосредственно через искровой промежуток.

Это происходит по следующим причинам. Напряжение источника вспомогательного напряжения выбрано так, что потенциал анодов динисторов достаточен для их отпирания, однако отпирание одного из них, вызывающее нрохождение тока через резистор 12, приводит к снижению потенциала в точке II из-за

падения напряжения на резисторе. Величина сопротивления резистора выбирается такой, чтобы потенциал в точке 11 падал ниже значения включения динисторов. В момент включения установки в сеть конденсатор 1

разрял ен и, по описанному выше, происходит его заряд. Потенциал точки И понижается до конца заряда, поэтому касание электрода 8 и поверхности детали 7 не вызывает срабатывание динистора 10 и включение тиристора

6. И, наоборот, при полной зарядке конденсатора и запертых динисторе 9 и тиристоре 3 касание электрода и поверхности вызывает срабатывание динистора 10 и тиристора 6 и понижение потенциала точки И, что исключает включение динистора 9 и тиристора 3 до конца разряда.

Во-вторых, частота следования разрядных импульсов и их фаза жестко связаны с вибрацией электрода. Получается, что электрод

«ведет за собой генератор.

Первая из перечисленных особенностей дает возможность упростить схему генератора по сравнению с известными и повысить ее надежность, второе - улучшить качество легирования.

Формула изобретения

Генератор импульсов тока для электроискрового легирования с силовы.м источником

питания, подключенным к эрозионному промежутку через зарядный и разрядный тиристоры, к управляющим электродам которых подключены катоды динисторов, отличающийся тем, что, с целью зпрощения схемы

и повышения качества легирования, в схему введен вспомогательный источник, отрицательный полюс которого объединен с отрицательным полюсом силового источника, а к положительному полюсу через резистор подключепы аноды упомянутых динисторов.

Источники информаци, принятые во внимание при экспертизе

1. Лившиц А. Л. и др. Генераторы импульсов. М., «Энергия, 1970.

W

i:ii