Генератор импульсов для электроэрозионной обработки Советский патент 1980 года по МПК B23P1/02 

1

Изобретение относится к области электрофизических методов обработки материалов.

. Известен генератор импульсов для

электроэрозионной обработки, содер- жащий источник переменного тока,подключенный через индуктивное токоограничивающее сопротивление - линейный дроссель к двухполупериодному мостовому выпрямителю, выполненному на вентилях, и емкостную ячейку, подключенную к выходным клеммам выпрямителя. Емкостная ячейка содержит два конденсатора, соединенных между собой последовательно, причем точка их сое-5 динения подключена к выводу однофазного источника переменного тока, который связан с линейным дросселем.

Недостаток генератора - завышен- 20 ное количество вентилей (их в генераторе четыре), что приводит к увеличению потерь электрической энергии, рассеиваемой на их омических сопротивлениях, поскольку в любой момент вре-25 мени в зарядной цепи накопительного конденсатора включены последовательно даа вентиля, что обеспечивает невысокий КПД выпрямителя и всего генератора в целом. Кроме того,завышенное ко-30

личество вентилей увеличивает габариты и вес выпрямителя за счет его систег ы охлаждения радиаторов , что также от.рицательно сказывается на удельных энергетических показателях генератора. Токоограничивающее индуктивное сопротивление - линейный дроссель имеет завышенное значение установленной (габаритной ) мощности за счет отсутствия использования взаимной магнитной связи, позволяющей уменьшить вес и габариты дросселя при одной и той же величине индуктивного сопротивления. Генератор, являясь двухканальным, обладает низким значением максимального зарядного напряжения канала с токоограничивающим реактивным сопротивлением индуктивного характера, равным всего лишь амплитудному значению напряжения Е источника переменного тока. Это ухудшает процесс заряда накопительного конденсатора (НК) в промежуток времени, при котором напряжение на НК увеличивается от Е до 2 Е, поскольку заряд (передача энергии от источника в накопитель) осуществляется только по одному каналу - каналу с емкостным токоограничивающим сопротивлением, что ухудшает удельные энергетические показатели генератора. Уменьшается эксплуатационная надежность генератора, так как при заряде НК от Е до 2Е, электрическая энергия от источника передается в НК только по одному каналу и при выходе из строя одного из конденсаторов емкостной ячейки заряд конденсатора прекращается, что также отрицательно сказывается на удельных энергетических показателях генератора в целом. Заряд НК только по каналу с емкостным токоограничивающим сопротивлением при изменении напряжения на НК от Е до 2Ет осуществляется с очень низким коэффициентом мощности cos V , что обеспечивается сдвигом по фазе между током, потребляемым от источника переменного тока и его электродвижущей силой.

Цель изобретения - повышение эксплуатационной надежности и улучшение удельных энергетических показателей генератора импульсов.

Это достигается тем, что генератор снабжен дополнительной цепочкой из двух соединенных последовательно электрических емкостей, например конденсаторов, которая подключена к выходным клеммам, выпрямителя, при этом крайний вывод второй обмотки линейного дросселя подключен к точке соединения конденсаторов дополнительной цепочки, а точка соединения обмоток дросселя подключена ко второму выходному выводу источника переменного тока.

На чертеже представлена принципиальная электрическая схема генератора.

Генератор содержит однофазный источник 1 переменного тока с двумя выходными выводами 2 и 3, подключенными к входной диагонали с двухполуперодного мостового выпрямителя, выходные клеммы 4 и 5 которого соединены с обкладками накопительного конденсатора 6 генератора импульсов. Двухполупериодный мостовой выпрямитель выполнен в виде двух соединенных последовательно-согласно вентилей 7 . и 8, индуктивного токоограничивающего сопротивления в виде линейного дросселя с двумя соединенными последовательно-согласно обмотками 9 и 10 и двух параллельных емкостных цепочек, подключенных к выходньдад клеммам 4 и 5 выпрямителя. Каждая емкостная цепочка выполнена в виде двух соединенных последовательно конденсаторов соответственно, 11,12,13 и 14, приче точки соединения конденсаторов в этих цепочках связаны между собой через обмотки 9 и 10 линейного дросселя . Точка соединения вентилей 7 и 8 и точка соединения обмоток 9 и 10 линейного дросселя образуют входную диагональ двухполупериодного мосторого выпрямителя и подключены соответственно к выходным выводам 2 и 3 однофазного источника переменного тока.

В состав канала с токоограничивающим реактивным сопротивлением индуктивного характера входят обмотка 10 линейного дросселя и конденсаторы 13 и 14. В состав канала с токоограничивающим реактивным сопротивлением емкостного характера входят обмотка 9 линейного дросселя и конденсаторы 11 и 12. Величины сопротивлений конденсаторов 11 и 14 и обмоток 9 и 10 линейного дросселя выбираются такими, чтобы при заряде накопительного конденсатора б на частоте источника 1 переменного тока суммарное реактивное сопротивление индуктивного характера по абсолютному значению равнялось суммарному реактивному сопротивлению емкостного характера. При этом источник переменного тока 1 осуществляет передачу электрической энергии в накопительный конденсатор 6 генератора импульсов при коэффициенте мощности, близком к единице, T.e.cosM l во всем диапазоне изменения зарядного напряжения от О до 2 ЕГТ,.

Генератор импульсов работает следующим образом.

Пусть в четные полупериоды изменения напряжения источника 1 переменного тока потенциал вывода 2 будет выше потенциала вывода 3, а в нечетные - наоборот, потенциал вывода 3 будет выше потенциала вывода 2. Тогда в четный полупериод при дост-ижении суммарного напряжения, складывающегося из мгновенного значения напряжения источника 1 переменного тока и напряжений на обмотке 10 (Э) линейного дросселя и на конденсаторе 14 (12) , равного по величине напряжению на накопительном конденсаторе 6, вентиль 7 откроется и ток заряда потечет по цепи вывод 2, вентиль 7, накопительный конденсатор б, параллельные ветви из конденсатора 14, обмотки 10 и из конденсатора 12, обмотки 9, вывод 3. В нечетный полупериод при достижении суммарного напряжения, складывающегося из мгновенного значения источника 1 переменного тока и напряжений на обмотке 9 (Ю)и конденсаторе 11 (13), равного по величине напряжения на накопительном конденсаторе б, вентиль S открывается и ток заряда потечет по цепи вывод 3, параллельные ветви из обмотки 10, конденсатора 13 и из обмотки 9, конденсатора 11, накопительный конденсатор 6, вентиль 8, вывод 2.

Описываемый генератор импульсов для электроэрозионной обработки позволяет в два раза уменьшить количество вентилей выпрямителя и соответст:венно потери электрической энергии, рассеиваемой на их омическом сопротивлении, уменьшить массу и габариты 574 линейного дросселя за счет использования взаимной магнитной связи между его обмотками, увеличить в два раза максимальное зарядное напряжение канала с токоограничивающим реактивным сопротивлением индуктивного.характеpa, повысить коэффициент мощности cosM источника переменного тока до единицы во всем диапазоне изменения напряжения на накопительном конденсаторе генератора. Поэтому предложен ная схема генератора импульсов для электроэрозионной обработки обеспечи вает существенное улучшение удельных энергетических показателей при одновременном повышении эксплуатационной надежности генератора в целом. Формула изобретения Генератор импульсов для электроэрозионной обработки, содержсцций однофазный источник переменного тока, один вывод которого подключен к общей точке включенных последовательносогласно вентилей, составляющих двухполупериодный выпрямитель, параллельно которому включены накопительный конденсатор генератора и цепочка из двух последовательно включенных конденсаторов, общая точка которых подключена к крайнему выводу обмотки линейного дросселя с двумя магнитосвязанными обмотками, отличаюtu и и с я тем, что,с целью повышения надежности и улучшения удельных энергетических показателей, в генератор дополнительно введена подключенная параллельно выпрямителю цепочка из двух последовательно включенйых конденсаторов, общая точка которых подключена к крайнему выводу второй обмотки упомянутого дросселя, а общая точка его обмоток соединена со свободным выводом источника.