Устройство для защиты от короткихзАМыКАНий Советский патент 1981 года по МПК B23P1/14 

Изобретение относится к размерной электрофизической и электрохимическо обработке и может быть применено в станках для электрохимической обработки для защиты от коротких замыканий . Известно устройство, в котором датчик коротких замыканий состоит из прямого канала, подключенного к межэлектродному промежутку, и блокирующего канала, подключенного через диоды к управляющим электродам регулирующих тиристоров, выходы каналов подключены к исполнительному органу ll . Однако указанный датчик имеет плохую помехозащищенность вследствие появления на.управляющих электродах тиристоров посторонних высокочастотных импульсов, связанных с помехами сети питания источника, обусловленных большой скоростью нарастания то ка и напряжения при импульсном режиме работы источника. Эти помехи легко проходят через так называемые развязывающие диоды и вызывают частые ложные срабатывания триггера одновибратора блокирующего канала, тем самым увеличивая длительность периода запрета срабатывания датчик Это, в свою очередь, при работе станка приводит к.увеличению времени протекания аварийного тока короткого з-амыкания и порче электрода и детали. Кроме того,. подключение выходов прямого и блокируюцего каналов непосредственно к исполнительному органу приводит к частым ложным срабатываниям всей систег ь1 вследствие появления кратковременных или единичных высокочастотных всплесков, как-то: в сети питания - работа посторонних станков, сварочных аппаратов или в цепи управления самой систекы за счет коммутации аппаратуры. Цель изобретения - повышение производительности обработки и помехозащищенности устройства. Для достижения поставленной цели вход блокирующего канала посредством импульсного трансформатора подключен к выходу системыуправления тиристорами источника питания, а выходы прямого и блокирующего каналов подсоединены к анализатору импульсов, вход которого является выходом датчика. На фиг.. 1 приведена блок-схема устройства; на фиг. 2 - графики, иллюстри рукщие pro работу.

Датчик содержит прямой канал с усилителем 1 (фиг.1) и дифференцирукядими звеньями 2 и 3, блокирующий канал с триг гером-одновибратором 4 и ключом 5 запрета и анализатор б импульсов. Вход прямого канала подключен к межэлектродному промежутку 7, а вхйд блокирующего канала посредством импульсного трансформатора 8-к системе 9 управления тиристорного источника 10 питания. Выход прямого канала подсоединен к входу анализатора б импульсов,параллельно входу которого подключен ключ 5 запрета. Выход анализатора импульсов подключен к исполнительному органу 11.

Устройство работает следующим образом.

Крутой передний фронт импульсов, соответствующих моменту коммутации тиристоров источника 10 питания, формирует на входе дифференциального звена 2 прямого канала импульсы, следующие с частотой пульсации выпрямленного напряжения. Этот импульс усиливается усилителем 1 и через дифференцирующее звено 3 поступает на вход анализатора б импульсов.

Импульсы управления тиристорами с частотой коммутации из системы 9 управления через импульсный трансформатор 8 поступает на вход блокирующего канала и через триггер-одновибратор 4-на -ключ 5 запрета, шунтирующий вход анализатора б импульсов.

Таким образом, исключается попадание высокочастотных импульсов, обусловленных процессом коммутации тиристоров на вход анализатора и обеспечивается стабильная работаблокирующего канала с минимальной длительностью импульса, порядка 40-80 МКС.

При уменьшении межэлектродного промежутка ниже некоторого значения, , местном прекращении обработки, увели-4 чении газонаполненности электролита выше определенного значения происходят частичные пробои межэлектродного промежутка, сопровождаемые высокочастотными импульсами 12 (фиг.2). Эти импульсы проходят по прямому каналу и попадают на вход . анализатора импульсов. Время работы (время считывания) 13 задается передним фронтом импульса 14 управления тиристорг1ми источника питания из системы управления и имеет величину, равную разности времени развития короткого замыкания и времени отключения источника питания. Тем самым, регулируя время пересчета высокочастотных импульсов при данной частоте их следования, регулируется общее количество их, попадающих на вход анализатора импульсов.

При продолжительном действии вышеупомянутых неблагоприятных факторов высокочастотные импульсы приобретают стабильный и длительный характер, в анализаторе импульсов происходит их пересчет в заданное время, и при наборе заданного количеств высокочастотных импульсов выдается команда 15 на исполнительный орган для отключения источника и отвода электрода.

При прохождении случайной помехи 16 в виде отдельных высокочастотных всплесков или импульсов незначительной длительности, не характеризующи предпробойное состояние, анализатор импульсов, не выдает команду исполнительному органу, и с приходом очередного импульса коммутации происходит сброс накопленных импульсов в. анализаторе импульсов, тем самым система предохраняется от ложных срабатываний.

Преимущество предлагаемого устройства состоит в том, что команда с датчика на исполнительный орган вьщается анализированной по количеству высокочастотных сигналов за промежуток времени, т.е. увеличивается помехозащищенность устройства, а это, в свою очередь, позволяет значительно увеличить его чувствительность, а также повысить производительность, уменьшить время, затрачиваемое на подвод-отвод электродов и ртключение-включение источника пита. ния.

В предлагаемом устройстве блокирующий канал связан посредством импульсного трансформатора непосредственно с системой управления тиристорами источника питания, что ограждает вход блокирующего канала от попадания высокочастотных импульсов помехи и позволяет значительно уменьшить длительность импульса запрета сраб атывания.

Внедрение в производство предлагаемого устройства сократит брак по деталям и выход из строя дорогостоящих электродов вследствие прижогов их во время короткого замыкания, а также улучшит качество обработки и эксплуатационные характеристики электрохимических станков.

Формула изобретения

Устройство для защиты от коротких замыканий электродов электрохимического станка с тиристорным источником питания, в котором, датчик коротких замыканий содержит прямой канал, подключенный к межэлектродному промежутку, блокирующий канал и анализатор импульсов, отличающееся тем, что, с целью повышения производительности обработки и помехозащищенности, вход блокирующего каната посредством импульсного трансформатора подключен к выходу системы управления тиристорами источника питания, а выходы прямого и блокирую щего каналов подсоединены к анализатору импульсов, вход которого является выходом датчика. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР ,№528165, кл. в 23 Р 1/02, 1970.,

в

L-O

Фиъ.1

б

/Л

JT J