Генератор импульсов тока для электроискрового легирования Советский патент 1980 года по МПК B23P1/02 

1

Изобретение относится к электрофизическим методам обработки материалов, в частности к источникам питания для электроискрового легирования. .5

из основного авт. св. 563257 известен генератор, который недостаточно надежен в работе и имеет низкое качество легирования, что связано с возникновением сквозного Ю тока силового источника через эрозионный промежуток, т.е. короткого замыкания.

Основным недостатком такого генератора является возможность додачи 15 управляющего сигнала на разрядный тиристор до восстановления запирающей способности зарядного тиристора, что вызывает прохождение сквозного тока.. 20

Кроме того, существенно сказывается температурная нестабильность напряжения включения динисторов, колебания напряжения силового и .вспомогательного источников. 25

Цель изобретения - повышение надежности и качества легирования.

Это достигается тем, что в генератор импульсов тока для электроискрового легирования введен вклю- 30

ченный между анодами динисторов и общим отрицательным полюсом источников управляег ий ключ, вход которого подключен к аноду зарядного тиристора.

Этот ключ позволяет снизить потенциал на анодах динисторов ниже их напряжения включения в течение такого момента времени, пока открыт зарядный тиристор, т.е. исключает отпирание разрядного тиристора до запирания зарядного.

Кроме того, в качестве ключа использован транзистор типа п-р-п, к базе которого подключен через резистор коллектор дополнительно введенного в генератор транзистб а типа р-я-р, эммитер которого подключен к положительному полюсу вспомогательного источника, а база - через резистор к аноду зарядного тиристора.

Для повышения чувствительности схемы управляемый ключ состоит из транзистора типа п-р-п, коллектор которого подключен к точке соединения резистора и анода динисторов, а эмиттер - к отрицательному полюсу источников, и транзистора типа р-Я-р, присоединенного эмиттером

к, поЯйжительному полюсу вспомога5гельного источника, коллектором через резистор к базе первого транзистора, а базой- через резистор к аноду зарядного тиристора.

Экспериментально установлено, что для надежной работы схемы с одним транзистором типа р-п-р выбираются динисторы -с напряжением вклювения, удовлетворяющим следующему соотношению и( 1 , 2-1 ,5) U, где Ur - максимальное напряжение силового источника питания, а напряжение вспомогательного источника питания выбирают из соотношения Uy (1 . 2 -1 ,4) Ufe .

На фиг, 1 дана схема генератора с управляемым током ключом; на фиг, 2 и 3 - примеры конкретных схем генераторов.

Накопительный конденсатор 1 (см, фиг. 1) с одной стороны подключен через токоограничивающий дроссель 2 и зарядный тиристор 3 к клеммам 4 и-5 силового источника постоянного тока (на черт, не показан), с другой - через разрядный тиристор 6 искровому промежутку, составленному деталью 7 и обрабатывающим электродом 8 (привод электрода - вибратор или вращающийся инструмент - .на черт, не показан).

К управляющим электродам тиристоров 3 и 6 присоединены катоды динисторов 9 „и 10. Аноды динисторов объединены в точке 11 и подключены через резистор 12 к положительному полюсу (клемма 13) вспомогательного источника тока. Отрицательные полюсы силового и вспомогательного иточника тока объединены на клемме 5

Между анодами динисторов (точкой 11 и клеммой 5)-включен управляемый током ключ 14, вход которого подключен к аноду тиристора 3(точка 15

Наиболее просто ключ может быть выполнен в виде транзистора 16 типа р-П-р (см. фиг. 2), подключенного эмиттером к точке 11, коллектором - к отрицательному полюсу источников, а базой через резистор 17 к аноду зарядного тиристора.3 (точка 15), Резистором 17 выбирается режим работы транзистора 16.

Повышение надежности работы генератора обеспечивается также -увеличением чувствительности ключа.

Например, в генераторе на фиг. 3 ключ состоит из транзистора 16 р-йподключенного эмиттером к положительному прлюсу 13 вспомогательного источника, базой - через резистор -17 к аноду тиристора 3 (точка 15), а коллектором - через резистор 18 к базе транзистора 19 типа , подключенного коллектором к анодгм динисторов (точка 11), и эмиттером к отрицательному полюсу источников (клемме 5).

Работу генератора целесообразно рассмотреть с момента, когда источки тока отключены, конденсатор 1 рряжен и электрод 8 отведен от повености детали 7,

Включаются источники тока. На анодах динисторов 9 и 10 тиристора 3 возникает потенциал относително клеммы 5, достаточный для их отпирания. Динистор 9 отпирается и через него, течет ток по цепи - клема 13, резистор 12, динистор 9, управляющий электрод и катод тиристора 3, конденсатор 1, клемма 5 и далее - через вспомогательный истоник. Этот ток открывает тиристор 3, через который проходит заряд конденсатор а 1. . В процессе заряда конденсатора

Iв ключе 14 создается отпирающий ток управления, .протекающий по цепи от ключа 14 через точку 15, тиристор 3, конденсатор 1. Ключ 14 при этом Находится в открытом состоянии и снижает потенциал точки

IIниже напряжения включения динисторов 9 .

Запирание ключа 14 возможно только в случае выключения тиристора 3.

Таким образом, потенциал точки 11 не может подняться до напряжения, равного напряжению включения динисторов, до тех пор, пока открыт зарядный тиристор 3. Это исключает возможность преждевременного включения тиристора 6 и прохождение тока короткого замыкания силового источника через электроискровой промежуток.

После окончания заряда конденсатора 1 и запирания тиристора 3 ток управления ключом 14 выключается, ключ запирается и потенциал точки 11 восстанавливается до напряжения вспомогательного источника,

В момент контакта электрода 8 с деталью 7 на динисторе 10 возникает напряжение, достаточное для его включения. Он включается и через управляющий электрод тиристора

6протекает ток управления. Тиристор 6 отпирается и через искровой промежуток.происходит импульсный разряд конденсаторов, сопровождающийся известным эффектом электроискрового легирования.

На все время электрического контакта между электродом 8 и деталью

7динистор 10 остается открытым и потенциал точки 11 ниже напряжения отпирания динистора 9, Это исключает отпирание динистора 9 и тиристора 3, т.е. возникновение тока короткого замыкания,

После, размыкания Э11ектродов с деталью 7 .динистор 10 запирается

jH потенциал очки 11 восстанавливается.

В дальнейшем циклы заряда-разряца, в процессе которых происходит обработка/ повторяется.

Схема на фиг. 2 работает аналогично схеме на-фиг. 1, при этом тразистор 16 остается в открытом состоянии до тех пор, пока протекает ток через тиристор 3, и снижает потенциал точки 11 ниже напряжения включения динисторов 9 и 10.

Наиболее надёжная работа схемы по фиг. 2 достигается при вЫполне-, НИИ следующих соотнесений:

иь(1,3-1,5)и„; Uy {1,2-1,4)U(,,

У

где и - максимальное напряжение (Зиm

лового источника питания В

и - напряжение включения динисторов 9 и 10, В; Uji - напряжение вспомогательного источника, В.

При соблюдении этих соотношений исключается влияние на работу генератора нестабильностей напряжений источников; напряжений включения динисторов 9 и10; удерживающего тока тиристоров 3 и 6.

Ключ по фиг. 3 работает следующи образом.

При открытом состоянии тиристора 3 через эмиттерный переход транзистра 16 и резистора 17 протекает ток, отпирающий транзистор 16. От отрицательного полюса 13. вспомогательного источника через транзистор 16, резистор 18 и эмиттерный переход транзистора 19 к отрицательному полю(;у источника протекает ток, отпирающий транзистор 19.

Выбором величин сопротивления резисторов 17 и 18 обеспечивается такой режим работы схемы, при котором транзистор 19 насыщен все время пока открыт тиристор 3. Этим достига.ется снижение потенциала точки 11 до величины напряжения насыщения транзистора 19, намного меньшей напряжения включения динисторов 9 и 10.

Таким образом, полностью исключается возможность преждевременного включения динистора 10 и тиристора 6 пока открыт тиристор 3.

Генератор (см. фиг. 1), а также его модификации (см. фиг. 2 и 3) обладает повышенной надежностью в работе благодаря полному исключению коротких замыканий через межэлектродный промежуток. Этим обеспечивается и повышение качества легирования за счет исключения прижогов и 5 разрушений на обрабатываемой поверхности, что особенно важно при упрочнении режущих кромок инструмента.

Формула изобретения

1.Генератор импульсов тока для электроискрового легирования по авт. св. О 563257, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности и качества легирования, в него введен включенный между анодами динисторов и общим отрицательным полюсом источников управляемый ключ, вход которого подключен к аноду зарядного тириЬтора.

2.Генератор по п. 1, отличающийся тем, что в качестве ключа использован транзистор типа n-D-и, к базе которого подклю- ен через резистор коллектор дополниельно введенного в генератор транзисора типа р-п-р,эмиттер которого подключен к положительному полюсу вспомогательного источника, а база через резистор к аноду зарядного

тиристора. и

Ю

Ч- О

- о

фиг. г

Фиг,3

н