Транзисторный генератор импульсов Советский патент 1979 года по МПК B23P1/02 

1

Изобретение относится к электрофизическим метода.м обработки, в частности к транзисторному генератору импульсов для эрозионной обработки в слабопроводящих средах, например воде.

Электроэрозионная обработка в слабопроводящих средах, в частности в дистиллированной и обычной питьевой воде, обладает несомненными достоинствами.

Для устранения электрохимических процессов при подаче напряжения на электроды, помещенные в слабопроводящую среду, необходимо использовать переменное напряжение, не содержащее постоянной составляющей. В случае использования импульсного напряжения необходимо применять разнополярные импульсы, у которых площадь положительного импульса напряжения равна п лощади отрицательного импульса напряжения, так как именно такая последовательность импульсов имеет нулевую постоянную составляющую. Это достигается применением либо трансформатора, выходная обмотка которого подключается непосредственно к электродам, либо двух каналов, формирующих положительные и отрицательные импульсы напряжения на электродах 1.

Известен генератор, в котором источник постоянного напряжения через последовательно соединенные токоограничивающее сопротивление и блок силовых транзисторных ключей, управляемых генератором управляющих импульсов, подсоединяется к накопительному конденсатору, который включен параллельно межэлектродному промежутку 2.

Практика применения генератора импульсов для электроэрозионной обработки по

схеме заряда накопительного конденсатора импульсами тока от источника постоянного напряжения через силовой транзисторный ключ показывает, что электролиз слабопровдднщей межэлектродной среды, в частности воды, и соответствующие нежелательные электрохимические процессы в основном имеют место во время холостого хода, когда на электродах присутствует постоянное напряжение от заряженного накопительного конденсатора. Во время нормального рабочего режима, когда через межэлектродный промежуток с определенной вероятностной частотой следуют рабочие импульсы тока, постоянная составляющая напряжения на электродах резко уменьшается. Кроме того.

электрохимические процессы локализуются в зоне обработки и не оказывают заметного влияния на уже обработанную поверхность.

Цель изобретения - уменьшение нежелательных электрохимических процессов цри электроэрозионной обработке в слабопроводящих средах, например в воде, и улучшение качества обработанной поверхности.

Для этого в известную схему транзисторного генератора импульсов для электроэрозионной обработки, в которой источник постоянного напряжения через последовательно соединенные токоограничиваюшее сопротивление и блок силовых транзисторных ключей, управляемых генератором управляюших импульсов, подсоединяется к накопительному конденсатору, включенному параллельно межэлектродному промежутку, вводится источник переменного напряжения, подключенный к накопительному конденсатору через ключ двусторонней проводимости, а также источник импульсов тока межэлектродного промежутка, подключенный к блоку управления, выходы которого подсоединены к генератору управляющих импульсов и к ключу двусторонней проводимости. Во время холостого режима работы к накопительному конденсатору подключается источник переменного напряжения и отключается источник постоянного напряжения, а во время рабочего режима и режима короткого замыкания от накопительного конденсатора отключается источник переменного напряжения и на конденсатор подаются импульсы зарядного тока от источника постоянного напряжения.

На фиг. дана принципиальная схема транзисторного генератора импульсов для электроэрозионной обработки; на фиг. 2 - графики изменения напряжения на электродах Ui; график импульсов напряжения на выходе датчика импульсов тока межэлектродного промежутка график изменения напряжения на входах ключа двусторонней проводимости УЗ, U+i график изменения напряжения на входе генератора управляющих импульсов Us.

Генератор содержит датчик 1 тока межэлектродного промежутка 2, блок 3 управления, ключ 4 двусторонней проводимости, генератор 5 управляющих импульсов, блок 6 силовых ключей, источник 7 постоянного напряжения Е и источник 8 переменного напряжения Е2.

При отсутствии пробоя межэлектродного промежутка 2 в холостом режиме работы (периоды времени То-ч, Тд-ю на фиг. 2) на выходе датчика 1 импульсов тока межэлектродного промежутка отсутствуют импульсы напряжения Uz 0. В результате на выходе блока 3 управления, подсоединенного к входу генератора 5 управляющих импульсов, появится положительньш потенциал Us, который срывает генерацию импульсов в генераторе управляющих импульсов и размыкает ключи в блоке 6 силовых транзисторных ключей, вследствие чего источник 7 постоянного напряжения отключается от накопительного конденсатора. На выходах блока управления, подсоединенных к входам ключа 4 двусторонней проводимости, появляются управляющие напряжения Ua 0, U4 О, которые замыкают ключ 4. Накопительный конденсатор перезаряжается током г -йс источника 8 переменного напряжения с частотой f. На

g электродах будет переменное напряжение, не вызывающее электролиз межэлектродной среды и нежелательные электрохимические процессы.

При пробое межэлектродного промежутка (момент времени T) в результате воздействия переменного напряжения, присутствующего на электродах, через промежуток будет протекать импульс тока, который индуктирует в выходной обмотке импульсного трансформатора импульсную ЭДС. Незави- симо от положительной или отрицательной полуволны напряжения происходит электрический пробой межэлектродного промежутка, благодаря применению двухполупериодного выпрямителя на выходе датчика 1 импульсов тока межэлектродного проме5 жутка появится положительный импульс напряжения Ua. При этом на выходах блока управления, соединенных со входами ключа двусторонней проводимости появятся запирающие напряжения УЗ О, U 0. В результате ключ 4 разо.мкнется и отключит источник 8 от накопительного конденсатора. На выходе блока 3 управления, соединенном с входом генератора 5 управляющих импульсов, напряжение станет равным нулю, в результате чего в генераторе 5 возбуждаются управляющие импульсы напряжения и начинается заряд накопительного конденсатора импульса.ми тока от источника 7. Время задержки Тзад на отключение генератора управляющих импульсов выбрано таким, чтобы не прекращалось прохождение зарядных импульсов тока от источника постоянного напряжения при задержке пробоя межэлектродного 11ромежутка.

При коротком замыкании электродов (период времени Тэад, фиг. 2), когда через межэлектродный промежуток протекают импульсы тока короткого замыкания, генератор 5 управляющих импульсов не прекращает свою работу. При увеличении межэлектродного расстояния , больше пробивного расстояния для данного напряжения на электродах, через время задержки Тзад генератор 5 выключается, ключи в блоке 6 размыкаются и отключают источник постоянного напряжения от накопительного конденсатора. Отпирающие напряжения на входах ключа двусторонней проводимости замыкают этот ключ и начинают перезаряд накопительного конденсатора пере.менны.м то