Генератор импульсов для электроэрозионной обработки Советский патент 1982 года по МПК B23P1/02 

Изобретение относится к электрофизическим методам обработки материалов и касается генераторов импульсов для электроэрозионной обработки. Известен генератор импульсов, содержащий трехфазный трансформатор с тремя электрически разделенными вторичными обмотками, наполнительный конденсатор, трехфазный линейный дрос сель, каждая фазная обмотка которого выполнена с отводом от части ее витков, три резонансных конденсатора, включенных соответственно между на,чалом вторичных обмоток трансформатора и соответствующим отводом от части витков йбмоток трехфазного линейного дросселя, выпрямитель, выполненный на двух вентилях, которые своими анодами подключены соответственно к одним выводам второй и третьей обмоток трехфазного линейного дросселя, причем другой вывод третьей обмотки гюдключен к отрицательной обкладке накопительного конденсатора. Кроме того, генератор содержит вентиль, который анодом подключен к одному выводу первой обмотки трехфазного линейг ного дросселя. Все вентили катодами соединены с положительной обкладкой накопительного конденсатора, а отрицательная его обкладка подключена к другим выводам первой и второй обмоток трехфазного линейного дросселя, причем концы вторичных обмоток трехфазного трансформатора соединены между собой. Этот генератор имеет сравнительно небольшое количество полупроводниковых и реактивных элементов, что благоприятно сказывается на его удельных энергетических показателях tl. Недостатком данного генератора является невысокое значение максимального зарядного напряжения на накопительном конденсаторе, равное ЕТФ Я® коэффициент трансформации обмотки трехфазного линейного дросселя, Q - добротность резонансно39го контура; - амплитуда фазного напряжения вторичных обмоток трехфазного трансформатора. Это неизбежно приводит к существенному ограниче нию функциональных возможностей генератора по его использованию в различных технологических установках. Цель изобретения - расширение функциональных возможностей генерато ра путем увеличения максимального зарядного напряжения на накопительном конденсаторе. Поставленная цель достигается тем, что генератор дополнительно снабжен двумя соединенными последовательно конденсаторами, точка соединения которых подключена к другому выводу второй обмотки трехфазного линейного дросселя, а их свободные обкладки подключены к положительной и отрицательной обкладкам накопительного конденсатора, причем другой вывод первой обмотки трехфазного линейного дросселя подключен к положительной обкладке накопительного конденсатора, при этом анод одного вентиля подключен к катоду другого вентиля и к концу вторичной обмотКи второй фазы трехфазного трансформато ра, конец вторичной обмотки первой фазы которого подключен к катоду одного, вентиля и к одному выводу первой обмотки трехфазного линейного дросселя, а конец вторичной обмотки третьей фазы - к аноду другого вентиля, при этом суммарное индуктивное сопротивление каждой вторичной обмот ки трехфазного трансформатора и непосредственно соединенной с ней час ти витков обмотки трехфазного линейного дросселя при отключенном накопительном конденсаторе на частоте источника по абсолютной величине не меньше половинного и не больше полуторакратного значения емкостного сопротивления резонансного конденсатора, а их суммарное реактивное сопротивление по абсолютной величине не меньше омического сопротивления контура, состоящего из вторичной обмотки трехфазного трансформатора, упомянутой части витков трехфазного линейного дросселя и резонансного конденсатора. Такое схемное решение позволяет сократить до двух количество вентилей, а также расширить функциональные возможности генератора за счет увеличения зарядного напряжения на накопительном конденсаторе, максимальное значение которого равно 2-Уз-К-а.Етф , т.е. в 2/T-K- Q раз превышает амплитуду фазного напряжения на вторичных обмотках трехфазного трансформатора, что при практическом сохранении массы и габаритов генератора улучшает его энергетические показатели. На чертеже представлена принципиальная электрическая схема предлагаемого генератора. . Генератор содержит трехфазный трансформатор с тремя электрически разделенными вторичными обмотками 1-3, трехфазный линейный дроссель, каждая обмотка которого разделена отводом от части ее витков на две секции соответственно 4 и 5, 6 и 7, 8 и 9 три резонансных конденсатора 10-12, включенных соответственно между началом вторичных обмоток 1-3 трансформатора и соответствующим отводом от части витков обмоток трехфазного линейного дросселя, вентильно-конденсаторный выпрямитель, выполненный на двух вентилях 13 и И, соединенных между собой последовательно-согласно, и двух конденсаторах 15 и 16, соединенных между собой последовательно в цепочку, подключенную параллельно накопительному конденсатору 17. Концы вторичных обмоток 1-3 трехфазного трансформатора подключены к выводам секций 8,6 и 4 соответственно обмоток трехфазного линейного дросселя, а вывод секции 6 - к точке соединения вентилей 13 и Ц, причем катод вентиля 1 подключен к выводу секции 8, а анод вентиля 13 - к выводу секции Ц обмоток трехфазного линейного дросселя. Вывод секции 9 подключен к положительной обкладке накопительного конденсатора, вывод секции 5 подключен к отрицательной обкладке накопительного конденсатора, а вооод секции 7 - к точке соединения конденсаторов 15 и 17. Генератор работает следующим образом. Каждая вторичная обмотка 1 (2,3) трансформатора вместе с резонансным конденсатором 10 (11,12) и частью витков k (6,8) трехфазного линейного дросселя образуют три независимых индуктивно-емкостных контура. При равенстве между собой при отключенном накопительном конденсаторе 17 на частоте источника величины суммарноГО индуктивного сопротивления вторич ной обмотки трансформатора 1 (2,3) и части витков 8 (6,) обмотки линейно го дросселя и величины емкостного со противления резонансного конденсатора 12 (11,10) при добротности контура, большей единицы, в каждом этом контуре на индуктивно-емкостных злементах возникают резонансные напряжения, мгновенные значения которых по абсолютной величине равны между собой и противоположны по фазе. Поскольку индуктивное сопротивление рассеяния вторичной обмотки трансфор матора значительно меньше индуктивно го сопротивления части витков одной обмотки трехфазного линейного дросселя, то для практических расчетов с достаточной степенью точности целесообразно предполагать, что резонансные напряжения на части витков обмотки линейного дросселя и резонансном конденсаторе равны между собой по величине и противоположны по фазе а индуктивность рассеяния вторичной обмотки трансформатора можно не принимать во внимание. Резонансные напряжения, возникающие на обмотках трехфазного линейного дросселя, по амплитуде равны между собой и сдвинуты друг относительно друга на 120 эл. град. В полупериоды изменени значения фазных напряжений на вторич ных обмотках трехфазного трансформатора будет происходить заряд конденсаторов 15 и 16. Ток заряда конденса тора 15 течет в тот промежуток времени, в течение которого положительный потенциал складывается из суммар ной величины мгновенных значений напряжений на конденсаторе 15 и на сек циях А и 5, 6 и 7 обмоток линейного дросселя. В этом случае ток заряда конденсатора 15 потечет по цепи: . Конденсатор 16 заряжа ется в промежуток времени, в течение которого к аноду вентиля 1 приложен положительный по отношению к его катоду потенциал, складывающийся из суммарной величины мгновенных значений напряжений на конденсаторе 16 и на секциях 6 и 7,8 и 9 обмоток линейного дросселя. В этом случае ток заряда конденсатора 16 потечет по цепи: 8-9 16-7 6-1t. Обмотки трехфазного линейного дросселя включены в преобразователь по автотрансформаторной схеме на повышение напряжения поэтому максимальное значение напряжения, до которого может быть заряжен конденсатор 15, также как и конденсатор 16, равно УЗК-ЦЕ ф, , а максимальное значение напряжения на накопительном конденсаторе составит величину, равную 2-УЗКЦ-Ет-ф , т.е. и 2-П-К-а-Етф. Резонансное увеличение напряжения на индуктивно-емкостных элементах генератора будет и в том случае, если собственная частота, контура находится в пределах так называемой полосы пропускания резонансного контура при добротности его больше единицы. В этом случае суммарное индуктивное сопротивление контура (складывающегося из индуктивного сопротивления рассеивания одной вторичной обмотки трехфазного трансформатора и индуктивного сопротивления части витков одной обмотки трехфазного линейного дросселя) на частоте источника по абсолютной величине не меньше половинного и не больше полуторакратного значения емкостного сопротивления резонансного конденсатора, а их суммарное реактивное сопротивление должно быть не меньше суммарного омического сопротивления этого резонансного контура. Таким образом, предложенный генератор импульсов для электроэрозионной обмотки позволяет сократить до минимально возможного (двух) количедтво вентилей, а также существенным образом увеличить зарядное напряжение на накопительном конденсаторе, максимальное значение которого в 21 раз больше максимального значения напряжения на накопительном конденсаторе в известном генераторе, что при практическом сохранении массы и габаритов генератора обеспе« 1вает улучшение удельных энергетических показателей и расширение его функциональных воз-, можностей. Формула изобретения Генератор импульсов для электроэрозионной обработки, содержащий трехфазный трансформатор с тремя электрическими разделенными вторичными обмотками, накопительный конденсатор, трехфазный линейный дроссель, каждая фазная обмотка которого выполнена с отводом от части ее витков, три резонанснмх конденсатора, включенных со79А

ответственно между началом вторичных обмоток трансформатора и соответствующим отводом от части витков обмоток трехфазного линейного дросселя, выпрямитель, выполненный на двух вентилях, которые своими анодами подключены соответственно к выводам второй и третьей обмоток трёхфазного линейного дросселя, причем другой вывод третьей обмотки дросселя подключен к отрицательной обкладке накопительного конденсатора, отличающийся тем , что, с целью расширения функциональных возможностей генератора путем увеличения максимального зарядного напряжения на накопительном конденсаторе, он снабжен дополнительно двумя соединенными последовательно конденсаторами, точка соединения, которых подключена к другому выводу второй обмотки трехфазного линейного дросселя, а их свободные обкладки подключены к положительной и отрицательной обкладкам накопительного конденсатора, 1ричем вывод первой обмотки трехфазного линейного дросселя подключен к положительной обкладке накопительного конденсатора, при этом анод одного вентиля подключен к катоду другого вентиля и к концу вто18

ричной обмотки второй фазы трехфазного трансформатора, конец вторичной обмотки первой фазы которого подключен к ка-тоду одного вентиля и к другому выводу первой обмотки трехфазного линейного дросселя, а конец вторичной обмотки третьей фазы - к аноДУ другого вентиля, при этом суммарное индуктивное сопротивление каждой вторичной обмотки трехфазного трансформатора и непосредственно соединенной с ней части витков обмотки трехфазного линейного Дросселя при отключенном накопительном конденсаторе на частоте источника по абсолютной величине на меньше половинного и не больше полуторакратного значения емкостного сопротивления резонансного конденсатора, а их суммарное реактивное сопротивление по абсолютной величине не меньше омического сопротивления контура, состоящего из вторичной обмотки трехфазного трансформа- . тора, упомянутой части витков обмотки трехфазного линейного дросселя и резонансного конденсаторе,.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР № 736298, кл. Н 02 М 7/06, 1978.