Генератор двухполярных импульсов Советский патент 1979 года по МПК B23P1/02 

(54) ГЕНЕРАТОР ДВУХПОЛЯРНЫХ ИЛШУЛЬСОВ

встречно друглм, пр-ичем запускающее устройство подключено к зарядио-разрядному блоку, подключенному к первой секции согласующего тралсформатора, а вторичные обмотки уиомянутого запускающего трансформатора подключены к зарядно-разря;;,ным блокам, иодключенным к второй и последующим секциям согласуюЩСго трансформатора.

Такой генератор позволяет за счет исключения из зарядных пеней активных соггротивлепий повысить КПД, снизить энергоемкость процесса ,и выходное напряжение источника постоянного напряжения.

На. фиг. I изображена принципиальна электрическая схема предложенного генератора двухполярных импульсов; иа фиг. 2 зависимость напряжения на межэлектродном промежутке от времени при отсутствии тока; на фиг. 3 - то же при наличии т-ка; на фиг. 4 - зависимость тока, проходящего через межэлектродный промежуток от времени.

Питание генератора осуществляется от источника / постоянного напряжения с кондвнсагором-фнльтром 2.

К положительному полюсу источника / подсоединено несколько зарядно-разрядных блоков, каждый из которых состоит из коллектор-эмиттер ного перехода первого ко.ммутирующего прибора 3, дозирующего конденсатора 4, коллектор-эмиттерного перехода второго коммутирующего прибора .7 и секции первичной обмотки соглас чоп;его трансформатора 6, вторичлая обмотка которого подключена к нагрузке, представляющей собой промежуток 7 э тектродомпшгструменто.м :и обрабатываемой деталью, при этом коллектор первого комму.тирующего прибора соединен через диод 8 П|ри прямом включении с коллектором второго коммутирующего прибора, а их эмиттеры тоже прн прямом включенни соединелы другим диодом 9.

Общая (средняя) точка секций первичяон обмотки соглас ющего трансформатора 6 соединена с отрицательным полюсом источника / постоянного напряженпя, т. е. другие секции включены встречно к первой секции.

В качестве .коммутирующих приборов могут быть использованы полупроводниковые триоды, например транзисторы, четырехслойные управляюндне диоды (на чертеже .не показаны) и т. д.

Для управления коммутирующими приборами и 5 служит запускающее устройство ,10, формирующее импульсы на базазмитгерные переходы с амплитудами, достаточными для полного насыщения коллекторно-эмиттериых переходов. Цепи управления коммутирующих приборов и схема запускающего устройства аналогичны известным.

В цепь .вторичной обмотки согласующего трансформатора 6 и последовательно с межэлектродным промежлтком 7 включена первичная об.хтотка 1-го запускающего трансформатора II, вторичные об.моткн которого подключены через диоды 12 и /-У. и втО|р,ичные об.мотки 2-го запускаю:пего трансформатора /4 к базо-эмиттерным пере.ходам коммутирующих приборов второго

зарядно-разрядного блока.

Последовательно со 2-ым за рядно-разрядным бло.ком включена первичная обмотка 2-го зап скаЮщего трапсформатора 14, вторичные обмотки которого подключены

через диоды 15 и 16, и вторичные обмоткл 3-го запускающего трансформатора 17 к базо-эмИттврным переходам ком.мутирующих приборов третьего зарядно-разрядного блока.

Последовательно с 3-нм зарядно-разрядным блоком включена иервичная обмотка 3-го запускающего трансформатора 17, вторичные обмотки которого выщеонисанным снособом подключены к цепям управления

следующего блока и т. д.

Предлагаемый генератор работает следующим образом.

В исходном состоянии, т. е. иеред началом работы, все коммутирующ.ие приборы

закрыты (находятся в непроводящем состоянии) и при вкл очеш1н источника / постоянного напряжения начинаются резонансные заряды дозирующих конденсаторов через соответственно дноды и секции первичной обмотки трансформатора 6. В этих условиях конденсаторы могут зарядиться почти до удвоенного напряжения источника / постоянного напряжения.

После зарядки конденсаторов за счет

подачи .импульсов от зап скающего -стройства 10 синхронно открываются коммутирующие приборы J и 5, создающие условия для запирания диодов S и 9 при помощи напрял еш-ш заряясенного конденсатора 4. В

результате этого на 1-ой секции первичной обмотки согласующего трансформатора 6 возбуждается сумма двух согласных напряжений: напряжений источника / и зарял е-нного конденсатора 4, а на .межэлектродком зазоре 7 формируется напряжения прямой полярности (см. ф.иг. 2), под действием которого возникает проводящ; й канал н напряжение .на зазоре резко падает, а ток, проходящий через него и первичнур;

об.мотку трансформатора // (см. фиг. 1), возрастает. Под действием этого тока на его вторичных обмотках формируются импульсы, открывающие через диоды 12 и /о .коммутирующие приборы второго блока и

создающие условия для подключения суммарного напряжения источника / и .конденсатора к 2-ой секции первичной обмотки трансформатора 6. За счет встречного включения вышеупомянутых секций происходит

автоматическое уменьшение поджигающего

импульса прямой полярности и возбуждения сплового импульса обратной полярности и реверсирование тока, проходящего через межэлектродный промежуток. В этом случае открытое состояние транзисторов поддерживается за счет напряжений, снимаемых с вторичных обмоток 2-го заиуcKaioHiero трансформатора 14.

В момент спада тока, проходящего через 2-он зарядно-разрядный блок и первичную обмотку 2-го запускающего трансформатора М на его вторичных обмотках возбуждаются импульсы напряжения, создающие условия для открывания через диоды 15 и 16 коммутирующих приборов третьего блока. В результате этого на вторичной обмотке трансформатора 6, а следовательно и на межэлектродиом промежутке 7, формируется выщеописанным способом 2-ая нарастающая полуволна напряжения обратной полярности.

При падении тока, проходящего через 3-й зарядио-разрядный блок и первичную обмотку 3-го запускающего трансформатора 17, на его вторичных обмотках возбуждаются импульсы наиряжения, иод действием которых включаются коммутирующие приборы 4-го зарядно-разрядного блока, не показанного на чертеже. Благодаря этому фор.мируется 3-я нарастающая полуволна .напряжения.

Выщеоиисанным способом открываются поочередно и следующие пары коммутнруюии1х приборов, в результате чего происходит волнообразное нарастание напряжения обратной полярности на мeжэлeктpoдиo л промежутке 7 и через него протекает волнообразно нарастающий импульс тока.

Поскольку все зарядно-разрядные блоки Соединены по одинаковым схемам, то возбуждение коммутирующих ириборов последующих блоков осуп1ествляется также выщеоиисанньш способо.м, т. е. их последовательное включение происходит автоматически ири любом количестве зарядно-разрядных блоков. Оператор при обработке включает лии1ь запускающее устройство 10.

По мере прохождения импульса тока напряжение на конденсаторах синжается, первым разряжается конденсатор первого блока, а последним - конденсатор иоследнего блока. В момент сннжения наиряження на первом конденсаторе до нуля диод 9 становится проводягцнм, что исключает перезаряд конденсатора 4. Аналогичным образом исключаются перезаряды и других конденсаторов.

В начале прохождения импульса тока уменьшаются до нуля упра:вляемые импульсы от запуска loniero устройства 10, как следствие этого закрываются коммутирующие приборы 3 и 5, и коиденсатор 4 начинает заряжаться через диоды 8 и 9 .и 1-ую секцию первичной обмотки трансформатора 6. Аналогичным образом заряжаются и последующие конденсаторы, за счет чего поддерживается разряд в межэлектрояном промежутке 7. Таким образом, не только процессы разряда конденсаторов участвуют в формированиИ импулТ)СОв тока, ироходяннх через межэлектродный промежуток, но и процессы, сопровождаю Ц 5е заряды конденсаторов.

После закрытия коммутнруюни1х приборов 5 и 5 по очереди закрываются попарно и другие коммутирующие приборы, но конденсаторы благодаря «разрядам ЭДС самоиндукции обмотки трансформатора 6 продолжают некоторое время заряжаться, затем процесс заряд1кп заканчигвается, прохожденпе тока через межэлектродный нромежлток прекращается, и схема возвращается в исходное состояние, т. е. готова для формирования следуюи.его импульса.

После окончания паузы и ПРИ иоступ,тении следуюнщх управляемых импульсов от запускающего устройства 10 коммутирующие прдлборы и 5 вновь открываются, при этом цепь разрядки дозирующего конденсатора 4 замыкается на l-io секцию первичной обмотки трансформатора 6. а в межэлектродном зазоре 7 начинает ироходить очередной нмиульс тока.

Далее процесс работы генератора автоматически повторяется.

Частота следован 1Я, форма и энергия импульсов тока через межэлектродиый зазор и их скважность могут быть выбраны независимо, они регулируются при помощи управляемых импульсов, формируемых запускающим устройством 10, количеством зарядио-разрядных бло.ков, емкостями конденсаторов и числами витков секций первичной обмотки трансформатора 6. Прн этом необходимо учитывать, что после запирания ком мутпрующнх приборов ток через межэл-ектродный зазор иротекает еще небольшой промежуток BpeNienn.

При заданных частоте следования и скважиости импульса и нндуктивносте секции первичной обмотки согласующего трансформатора 6 дозируюигие конденсаторы ограничивают амплит -ды импульсов тока прямой ,и обратной иолярностн, т. е. необходимость в ограничительных активных сопротивлениях отпадает, что дает возможность увеличить КПД генератора импульсов.

Конденсатор 2 является не только фильтром для источника / цостояниого напряжения, но и накопителем энергии, позволяющим существенно уменьшить мои,ность, потребляемую из сети.

Из изложенного следует, что в течение всего импульса обрабатывается только деталь, которая в начале импульса была аиодо.м, а потом стала катодом.

Электрод-инструмент, являющийся сначала катодом, а потом анодом и изоготовлениын, например, из мед11 практически не подвергается Нзносу.

Ф о р м у л а и 3 о б р с т е и и я

Генератор дву.мюлярпых импульсов дли электроэрозионной обработки материалой, содержащий залуокающ ее устройство и источник постоянного наиряжения, иодк.чюченный через минимум два зарядио-разрядны.х блока к секциям первичной обмотки согласу1опде1о тра.нсформато/ра, к втор:И1Чиой обмотке которого подключен межэлектродный промежуток, о т л и ч а ю щи и с я 1ем, что, с целью иовышонпя ироизводителыюсти процесса, стойкости электрода-ппструмепта и КПД, в пего введен запускающий трансформатор, первичная обмотка JvOTOi)oго включена иоследавательио с межэлектродпым промежутком, секции первпчпой обмотки согласуюгцего трансформатора выполпены асимметричными п первая из иих лключеиа встречно Д1)углм, заи скающее устройство иодключено к зарядноразрядио1му блоку, иодключеппому к первой секции согласующего трансформатора, а вторичные обмотки уномяпутого заиускаюHiero траисформатора подключены к зарядпо-разрядпым блокам, подключенным к второй п последующим секциям согласующего трансформатора.

.

- v