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

(54) ГЕНЕРАТОР ИМПУЛЬСОВ ДЛЯ ЭЛЕКТРОЭРОЗИОННОЙ ОБРАБОТКИ

1

Изобретение относится к электрофизическим методам обработки и в частности касается генератора импульсов для электроэрозионной обработки.

Известен генератор импульсов для эл,ектроэрозионной обработки, включающий стабилизатор тока, включенный последовательно с индуктивным накопителем энергии и эрозионным промежутком, параллельно которбму включен тиристор и коммутирующее устройство, выполненное в виде последовательно соединенных источника питания, зарЯдного тиристора, зарядной индуктивности и коммутирующего конденсатора, параллельно которому подсоединены последовательнЪ тиристор, две индуктивности и диод, а катбд зарядного тиристора соединен со вторым полюсом источника напряжения через диод. Для повышения КПД в генератор введен подключенный параллельно зажимам стабилизатора тока блок возврата энергии из контура коммутации в источник питания, выполненный в виде последовательно соединенных тиристора сброса со стабилитроном порогового сбрасывания и разделительным диодом в управляющей цепи и вторичной обмотки трансформатора сброса. Такой генератор выполнен аналогично схеме LC для которой свойственен высокий КПД ввиду отсутствия в схеме активных элементов, например токоограничивающего сопротивления 1.

Однако генератор LC не позволяет в широком диапазоне регулировать частоту следования импульсов. Для получения заданной частоты на эрозионном промежутке в известный генератор введен электронный ключ, выполненный на тиристоре с цепями коммутации, что приводит к потерям энергии в этих цепях. Для частичной компенсации этих потерь в схему дополнительно введен блок возврата энергии из цепей коммутации. Такой генератор обеспечивает обработку таких пар материалов, как сталь по стали, медь постали (по твердому сплаву), графит по стали ввиду работы емкости на «разряд. Недостаток генаратора заключается также в значительном износе электрода-инструмента ввиду использования больших плотностей 20 энергий в импульсе из-за параллельного подключения рабочей емкости эрозионному промежутку. Кроме того, недостатком является возникновение длительных коротких замыканий, при котордых ток с эрозионного промежутка снимается тиристором, в цепь управления которого с блока логики подается управляющий импульс, который шунтирует промежуток до тех пор, пока не будут разведены электроды. В режиме короткого замыкания токи значительной величины, протекая через индуктивный накопитель энергии и тиристор, ведут к бесполезным потерям энергии, выделяющейся в виде тепла, что значительно снижает КПД установки, величина которого не превыщает 75%. А также короткие замыкания ведут к перегрузке источника питания и требуют установки тиристора и индуктивного накопителя энергии, рассчитанных на большие токи, что приводит к увеличению габаритов генератора и его стоимости.

Цель изобретения - устранение тока короткого замыкания, снижение износа электрода-инструмента и повышение КПД.

Указанная цель достигается тем, что генератор электрических импульсов для электроэрозионной обработки включает блок возврата энергии, выполненный в виде трансформатора, вторичная обмотка которого соединена с источником питания, включенным последовательно с индуктивным накопителем энергии, электронным ключом, выполненным преимущественно в виде емкости сброса и тиристора, соединенного с блоком управления, разделительным устройством и эрозионным промежутком. За электронным ключом в цепь последовательно включен блок смены полярности и рабочая емкость, соединенная с разделительным устройством, которое дополнительно соединено через блок переключения режимов со входом первичной обмотки трансформатора, выход которой через блок смены полярности соединен с электронным ключом и непосредственно с эрозионным промежутком. Для обеспечения возврата неиспользованной энергии перезарядка рабочей емкости в цепь питания при смене полярности на электродах, вторичная обмотка трансформатора соединена с источником питания через мостовой выпрямитель тока.

На чертеже изображена схема генератора, обеспечивающая формирование импульса, на эрозионном промежутке только на «разряд либо только на «заряд емкости (пунктиром изображена схема дополнительного контура и его включение в общую схему).

Генератор содержит блок 1 возврата энергии, трансформатор с первичной 2 и вторичной 3 обмотками, источник 4 питания, индуктивный накопитель 5 энергии, электронный ключ 6, выполненный в виде емкости 7 сброса и тиристора 8, блок 9 управления, разделительное устройство 10, эрозионный промежуток И, переключатель 12 полярности, рабочую емкость 13, переключатель 14 режимов, мостовой выпрямитель 15 тока, диоды 16 и 17.

На «заряд рабочей емкости генератор работает следующим образом.

Переключатель 14 режимов и переключатель 12 полярности находится в положении (а-с). Полярность : электрод (-), деталь

( + ). При закрытом электронном ключе 6 ток источника 4 питания через индуктивный накопитель 5 энергии, переключатель полярности 12, эрозионный промежуток 11, диод 16 заряжает рабочую емкость 13 и осуществляется обработка материала детали - рабочий ход генератора. Поступление управляющего импульса с блока 9 управления на электронный ключ 6 приводит к его открыванию. При этом рабочая емкость 13 разряжается через диод 16, переключатель 14 режима, первичную обмотку 2 трансформатора,

переключатель 12 полярности, электронный ключ 6, переключатель 12 полярности - холостой ход генератора. При этом энергия разряда емкости 13 посредством вторичной обмотки 3 трансформатора через мостовой выпрямитель тока 15 возвращается в цепь питания. Ток разряда в своей амплитуде, проходя через ноль, закрывает электронный ключ. Затем процесс повторяется.

На «разряд рабочей емкости генератор

5 работает следующим образом.

Переключатель 14 режимов в этом случае находится в положении (а-с), а переключатель 12 полярности в положении (б-с). Полярность : электрод (-), деталь (+). При закрытом электронном ключе 6 ток источника 4 питания, проходя через индуктивный накопитель 5 энергии, переключатель 12 полярности, рабочую емкость 13, диод 16, переключатель 14 режимов, первичную обмотку 2 трансформатора, переключатель 12 полярности, другой полюс источника 4 питания, заряжает емкость 13 - холостой ход генератора. При подаче управляющего импульса с блока 9 управления на электронный ключ 6, последний открывается и начинается разряд рабочей емкости 13 через эрозионный промежуток по цепи: диод 17, переключатель 14 режимов, эрозионный промежуток 11, переключатель 12 полярности, электронный ключ 6, переключатель 12 полярности, при этом ток разряда емкости используется для обработки материала - рабочий ход генератора. На протяжении разряда ток, проходя через ноль, закрывает электронный ключ. Начинается процесс перезаряда рабочей емкости, т.е. холостой ход генератора, описанный выше. При этом энергия источника питания,

затраченная на протекание тока через емкость при ее заряде посредством вторичной обмотки трансформатора через мостовой выпрямитель тока, возвращается в источник питания. Емкость 7, подключаемая паралJ лельно тиристору 8, служит для его закрывания при разведенных электродах.

Таким образом, в зависимости от технологических требований генератор работает на «заряд либо на «разряд рабочей емкости и тем самым обеспечивает малые или большие плотности энергии в импульсе. Предполагаемое изобретение по сравнению с известным позволяет снизить износ электрода-инструмента, который составляет 0.,2% при работе рабочей емкости на «зарядэ. Генератор независимо от режима работы емкости позволяет увеличить КПД генератора до 90% за счет возврата неиспользованной энергии перезаряда рабочей емкости в цепь питания. Вследствие отсутствия активных элементов, КПД в основном определяется потерями энергии в индуктивном н копителе энергии и в устройстве возврата энергии (трансформаторе) и составит 90%. Кроме того, полное устранение тока короткого замыкания позволяет дополнительно повысить КПД генератора, использовать радиодетали, рассчитанные на значительно меньшие токи и уменьшить габаритные размеры и стоимость генератора. Формула изобретения Генератор импульсов для электроэрозионной обработки, содержащей источник питания, к которому подключены блок возврата энергии, выполненный в виде трансформатора, индуктивный накопитель энергии и шунтированная управляемым электронным ключом последовательная цепочка из емкостного накопителя, разделительного блока и нагрузки, отличающийся тем, что, с целью повышения КПД генератора и снижения износа электрода-инструмента, в генератор дополнительно введены переключатели полярности и режимов, причем переключатель полярности включен между электронным ключом и емкостным накопителем энергии, переключатель режимов включен между выходом разделительного блока и входом первичной обмотки упомянутого трансформатора, выход которой соединен с нагрузкой и через переключатель полярности с электронным ключом. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР 499080, кл. В 23 Р 1/02, 1970.

г Ц L 1 I i -:г -L :г---4- -, /Л I 1K ISllTr J