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

1

. Изобретение относится к области машиностроения, касается электръфи,зических методов обработки матерна- . лов и может быть использовано в ге- е не&аторах импульсов для электроэро-. зионных стан ков./ .

Известен генератор импульсов, ко торый содержит трехфазный источник 10 переменного тока с тремя выходными вывояамк, три последовательно-сог.ласно соединенные между собой вентиль ные ячейки, каждая из которых ссдер;жит два последовательно-согласно }5 соединенные между собой вентиля, причем анод крайнего вентиля третьей вентильной ячейки подключен к одной из . обкладок накопительного конденсатора, три ёмкостных цепочки, каждая яз ко- 20 торых выполнена из двух соединенных последовательно конденсаторов, упргш ляeNий вентиль, -например тиристор,

блок контроля нап)яженйя и управле.дния тиристорами, три управляекых тиля и восемь неуправляемых l . Этот генератор известен как каскадный трехфазный умножитель напряжения вентильно-конденсаторного типа, первый каскад которого выполнен тр трехфазной 30

мостовой схеме на управляемых вентилях-тиристорад,

: Такой генератор при наличии двенадцати вентилей и шести тиристоров имеяет низ1сийКоэффициент, уинсясения, равный . Неопреш данно эавьпиенное количество полупроводниковых ,элемен;тов приводит, во-первых, к сразрнительно сломеному схемному решению, во-втоptiXf К увеличению потерь электрической энергии на их омических сопротивлениях, а следовательно, к низко1лу значению коэффициента полезного Действия и, в-третьих, к громоздкой системе охлаждения (18 радиаторов), что влечет, за собой значительное увеличение массы и габаритов генератора и, как следствие,, приводит к неёысоким (ельным энергетическим покёс-. зателгал, например низкой величинё максимальной энергии, запасаемой накопительным конденсатором за один цикл заряда, отнесенной к амплитуде линейного напряжения трехфазного источника ; переменного, тока. Кроме того, такой генёратбр имеет сложную и громоздкую систему управления, в которой неизбежно должно быть предусмотрено не только управление шестью тиристорами, но и фазовый сдвиг управштойдах. сигналов, ;Подаваемлх поочеред н8 Ьоответс тёуюШйё пары тиристоро STO приводит к усложнению схег/й, завышению массы и габаритов сист екы управления, по сравнению с массой и габари т ами системы управления всего лишь одного тиристора, и в к ухудшению удельных энергетических показателей всего генератора йКшульсов в целом, Целыр настоящего изобретения яв Jfftefcn упрощение, увеличение макси мального зарядного напряжения и улуч шёнйё удельйых энергетических показа телей генератора импульсов для элект роэрозионной обработки. Эта цель достига ётся тем, что; параллельно первой вентильной ячейке пЬдклйчёна первая емкостная цепочка, соединения конденсаторов ксзторой подключена к первому выходному выводу трехфазного источника перемен ного тока, параллельно третьейвентильной ячейке подключена третья емкостная цепочка, точка соединения конденсаторов которой подключена к тр тёё1С й выходному выводу упомянутого источника,а между точками соединения вентилей первой и третьей вен тМЖМых ячеек включена вторая емкост на1яЦ ёпо ка, точка соединения конден саторов которой подключена к точке соединения вентилей второй вентильной ячейки и ко вторЫу йыходйому, вы в бго йстбчника, при этом тиристор катодом подключён к другой обкладке накопительного конденсатора, а ано долГ - к катоду краЙнёговейТйПЯ первой вентильной ячейки. Такое схемнbe решение позволяет т1 бсгу1гь схему за счёт уменьшения количества вентилей до ш.ести, тиристоров - до одного, а; также ;эа бчет S W8Sifllfrt6Ис еШУШШШШ1 да тором, что обеспечйва ёт у1иён1.йёй11е общей массы и габаритов прлупроводниковых элементов и блока контроля н прязйёнйя и управления тир исторОм и приводит к существенному улучше: кию удельных энергетических показателей всего генератора в целом. Кро ме , такое cxeNMoe решение обес пёчивает довольно вьгсркий коэффициен умножения, равный семи, ji J oзвoляeт существенно увеличить:количёстъ6: , э тектрической энергии, запасаемой на ЙрпйФёльным конденсатором за один цикл заряда, отнесенное к амплитуде линейного напряжения источника, На черетеже представлена принди. пиальнаЯ электрическая схема генера тора импульсов, выполнен,ная согласно изобретению, . ;.,„ ,„. п;.,:: Генератор содержит трехфазный ис точник 1 перёменного тока с тремя выходными выводс1ми 2,3,4, шесть пос Леаовательно-согласно соединенных между собой вентилей 5-10, три емкостных , каждая из которыз выполнена из двух соединенных .последовательно конденсаторов, соответственно 11 и 12, 13 и 14,15 и 16, тиристор 17, блок 18 Контроля напряжения и управления тиристорами и накопительный конденсатор 19. Параллельно вентилям . 5и 6, образуюищм первую вентильную ячейку, подключена первая емкостная цепочка из конденсаторов 11 и 12, точка соединения которых подключена к первому выходному выводу 2 источника 1. Параллельно вентилям 9 и 1.0, образуюгцим третью вентильную ячейку, Пбдключена третья емкостная цепочка из конденсаторов 15 и 16, точка соединения которых подключена к третьеiviy выходному выводу 4 источника 1. Между точками соединения вентилей 5, 6и 9,10 включена вторая емкостная цепочка из конденсаторов 13,14, точка соединения которых подключена ко второму выходному выводу 3 источника 1 и к точке соединения вентилей 7и 8, образующих вторую вентильную ячейку. Тиристор 17 своим катодом соединен с одной обкладкой накопительного конденсатора 19, а анодом с катодом вентиля 5, при этом другая обкладка накопительного конденсатора 19 соединена с анодом вентиля Ю. Работает генератор следующим образом, . . При периодическом изменениинапряжений трехфазного источника кон.денсаторы 11-16 заряжаются до различного уровня напряжений на своих обкладках, а именно: конденсаторы 12 и 15 заряжаются до амплитудного значения ETN линейного напряжения источника, конденсаторы 13 и 14 - а: конденсатора 11 и 16 - до ЗЕ. Полярность напряжений заряжаемых конденсаторов показана на чертеже, В йромежутЬК времени, при котором потенциал вывода 3 выше потенциала вывода 2 и -мгновенное значение- линейного напряжения и-.,а изменяется от нуля до ток заряда конденсатора 12 течет по цепи: 3-7-12-2. При Обратной полярности этого линейного напряжения, когда потенциал вывода 2 выше потенциала вывода 3, заряжается конденсатор 13 по цепи: 2-12-613-3., Максимальное значение напряжения, которое может быть приложено к конденсатору 13, складывается из амплитуды линейного напряжения Uo,2, равной Еи максимального значения напряжения на конденсаторе 12, равного также ETIV, поэтому конденсатор 13 заряжает-ся до величины напряжений,равной 2Е.. полупёрйод изменения линейного найряжения U-4|2,при котором потенциал вывода 3 выше потенциала вывода 2, за ряжается и конденсатор 11 по цепи: 3-13-5-11-2, Максимальное значение напряжения, которое прикладывается к конденсатору 11, складывается из максимального значения напряжения на ,конденсаторе 13, равного 2Е, ,и ам плитуды напряжения . f равной Е-р, поэтому конденсатор 11 заряжается до утроенного амплитудного значения линейного напряжения источника. Аналогичным образом происходит заряд конденсаторов 14,15 и 16 при периодическбм изменении мгновенного значения линейного напряжения 04:5 трехфазного источника. Заряд конденсатора 15 до ;величины напряжения, равной Е-рд, про исходит по цепи; 4-15-8-3, конденсатора 14 - до напряжения на его рбкла ках, равного , - по цепи: 3-149-15-4, и конденсатора 16 до напряже ния ЗЁ.-гд- по цепи: 4-16-10-14-3, В промежуток времени, при котором поте цисш вывода 2 выше потенциала вывода 4 и мгновенное значение линейного напряжения и2я изменяется от нуля до , в момент времени, при которо суммарное напряжение, складывающееся из мгновенного значения линейногЪ напряжения U2-b и напряжений на конденсаторах 11 и 16, станет равным, а затем большим величина напряжения на. накопительном конденсаторе 19, по дается сигнал управления на управляю щий электрод тиристора 17, который открывается и конденсатор 19 заряжается по цепи: 2-11-17-19-16-4. Мак симальное значение напряжения, до ко торого заряжается накопительный конденсатор 19, равное суммарному значению, складывающемуся из максимального напряжения на конденсаторе 16, равного ЗЕ-г,, амплитудного значения линейного напряжения 4i.r максиМапьНого напряжения на конденсаторе 11, равного ЗЕ-J-/V I поэтому накопи тельный конденсатор 19 заряжа тся за один цикл заряда до напряжения на своих обкладках, в семь раз превышаю щего .амплитудное значение линейного напряжения трехфазного источника переменного тока. . Таким образом, генератор импульсов для злектроэрозионной обработки позволяет упростить схему, увеличить максимсшьное зарядное напряжение в 3,5 раза по сравнению с известным гэнератором импульсов, уменьшить массу и габариты генератора по сравнению с прототипом и, таким образом, существенно улучшить удельные энергетическйе показатели, например, увеличить в 12,25 раза по сравнению с прототипом количество электрической энергии, запасаемой накопительным конденсатором за один цикл заряда, отнесенное к Еу. Формула изобретения Генератор импульсов для электроэрозионной обработки, содержгиций трехфазный источник переменного тока с .тремя выходными выводами, три последовательно-согласно соединенные между собой вентильные ячейки, каждая из которых содержит два последовательно-согласно соединенных между собой вентиля, причем анод крайнего вентиля третьей.вентильной Ячейки подключен к бйрой из обкладок накопительного конденсатора генератора, три емкостных цепо1ки, каждая из ко торых выполнена из двух соединённых 1последовательно конденсаторов, тиристор, и блок контроля напряжения и управления тиристором, отличающийся тем, что, с целью упрощения, увеличения максимального зарядного напряжения и улучшения удельных энергетических показателей, параллельно первой вентильной ячейке подключена первая емкостная цепочка, точка . соединения конденсаторов которой подключена к первому выходному выводу трехфазного источника переменного то ка, параллельно третьей вентильной ячейке подключена третья емкостная цепочка, точка соединения конденсаторов которой подключена к третьему вы ходному выводу упомянутого источника, а между точками соединения венти лей первой и третьей вентильных ячеек, включена вторая емкостная цепочка, точка, соединения конденсаторов которой подключена к точке соединения вен Млей второй вентильной ячейки и ко второму выходному выводу источника, при этом тиристор катодом подключен к свободной обкладке накопительного конденсатора, а анодом к катоду крайнего вентиля первой вентильной ячейки. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР 423228, кл. Н 02 М 7/10, 1974. .

745634