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

(54) ГЕНЕРАТОР ИМПУЛЬСОВ ДЛЯ ЭЛЕКТРОЭРОЗИОННОЙ

Изобретение относится к электроэрозионной обработке в токопроводящей среде и может быть использовано в качестве источника питания технологическим током в электроэрозионныЯ станках.

Известен тиристорный генератор импульсов для электроэрозионной обработки в токопроводящей среде, выполненный на основе последовательного инв.ертора с емкостным накопителем энергии, в котором источник постоянного тока подключен через зарядный тиристор к накопительному конденсатору, параллельно которому . подключена последовательная цепь из разрядного тиристора и эрозионного промежутка с параллельно подключенным к нему дросселем 1.

Однако генератор формирует на . выходе биполярные импульсы Напряжения при среднем значении напряжения на межэлектродном промежутке, близком к нулю. Это обеспечивается тем, что параллельно межэлектродному промежутку подключен дроссель. При этом обратный выброс напряжения на межэлектродном промежутке создается действием ЭДС самоиндукции, наводимой в дросселе при спадании тока ОБРАБОТКИ

через него, и имеет значительную амплитуду, достигающую 50-70% от величины амплитуды положительного импульса. Следствием чего является наличие значительного количества пробоев межэлектродного промежутка отрицательными импульсгиши напряжения, . приводящих к повышенному износу электрода-инструмента, а также невы10сокой производительности процесса.. Простым увеличением индуктивности дросселя, подключенного параллельно межэлектродному промежутку, можно достичь снижения амплиту цы и повы15шения длительности обратного выброса напряжения, однако при этом увеличивается длительность переходного процесса разряда накопительного конденсатора через дроссель, в течение

20 которого разрядный тиристор поддерживается во включенном состоянии и, следовательно, снижается допустимая максимальная частота коммутации тиристоров и, следовательно, производи25тельность процесса.

Целью изобретения является повышение производительности процесса электроэрозионной обработки в токопроводящей среде и снижение износа

30 электрода-инструмента путем снижения амплитуды и увеличения длитель ности обратного выброса напряжения на межэлектродном промежутке без снижения частоты импульсов. Поставленная цель достигается тем, что в генератор импульсов для электроэрозионной обработки введены два диода и последовательная цепочка из диода и резистора, причем один диод включен последователь но с эрозионным промежутком анодом к катоду разрядного тиристора, а ка тодом - к электроду-инструменту, второй диод подключен последовател но к дросселю анодом к общей точке разрядного тиристор а и первого дио да, а катодом - к дросселю, последовательная цепочка подключена катодом к общей точке тиристоров и накопительного конденсатора, а свободным концом резистора - к электроду-инструменту эрозионного промежутка. На чертеже дана схема генератор Положительный полюс источника 1 постоянного тока подключен к аноду зарядного тиристора 2, катод котор го через общую точку 3 подключен к накопительному конденсатору 4. Отр цательный полюс источника 1 постоя ного тока через общую точку 5 подключен к второй обкладке конденсатора 4. К общей точке 3 подключен анод разрядного тиристора 6, катод которого через общую точку 7 подключен к аноду диода 8, предотвращающего шунтирование эрозионного промежутка. Катод диода 8 подключен к концу дросселя 9, второй конец которого через общую точку 10 подключен к общей точке 5 и к элек роду 11 обрабатываемой детали эрозионного промежутку. К общей точке 7 подключен анод диода 12, служащего для отсечки обратного выбро са напряжения. Катод даюда 12 чере обв-ую точку 13 подключен к электро ду-инструменту 14 эрозионного промежутка и к концу резистора 15, обеспечивающего снижение амплитуды импульса напряжения обратного выброса и увеличение его длительности. Второй конец резистора 15 подклю чен к аноду диода 16, обеспечивающего нормальную работу инвертора, катод которого подключен к общей точке 3. Генератор работает следующим образом. При подаче управляющего импульса на тиристор 2 накопительный конден сатор 4 заряжается от источника 1 постоянного тока. После заряда кон денсатора 4 и запирания тиристора 2 управляющим импульсом открывается тиристор 6 и на межэлёктродный промежуток подается короткий импульс напряжения, создаваемый разрядом конденсатора 4. Ток разряда ip разветвляется на две цепочки ip и ip . Соотношение i р и ip зависит от состояния межэлектродного промежутка. При состоянии межэлектродного промежутка, которое соответствует, так называемому, холостому ходу (межэлектродный промежуток разомкнут) ip.j. ip , т.е. большая часть разрядного тока протекает по цепи: верхняя обкладка конденсатора 4, тиристор 6., диод 8, дроссель 9, нижняя обкладка конденсатора 4, ток iр обусловлен лишь незначительной проводимостью токопроводящей среды м-зжэлектродного промежутка. При пробое межэлектродного проМ1ажутка ip, т.е. большая часть разрядного тока протекает по цепи: верхняя обкладка конденсатора 4, тиристор 6, диод 12, межэлёктродный промежуток, нижняя обкладка конденсатора 4 (составляющая ip)t протекание меньшей составляющей ip2 разрядного тока обусловлено i импульсным падением напряжения меж- ду точками 7 и 10, создаваемым током ip на участке цепи: точка 7, диод 12, точка 13, межэлектродный промежуток, точка 10. Положительный импульс напряжения на межэлектродном промежутке формируется в тот период времени, когда происходит нарастание разрядного тока 1р2 через дроссель 9. Начало формирования отрицательного импульса напряжения на межэлектродном промежутке соответствует моменту спадания тока iр через дроссель 9, когда в нем наводится ЭДС самоиндукции 1др г которая перезаряжает конденсатор 4. Затем перезаряженный конденсатор 4 разряжается и формирует на межэлектродном промежутке отрицательный импульс напряжения ij,Tp по цепи: нижняя обкладка конденсатора 4, точка 5, межэлектродный промежуток, точка 13, резистор 15, диод 16, точка 3, верхняя обкладка конденсатора 4. Наличие резистора 15 в цепи формирования отрицательного импульса напряжения позволяет существенно снизить его амплитуду и увеличить его длительность. Величина сопротивления резистора 15 выбирается такой, чтобы на межэлектродном промежутке обеспечивалось среднее напряжение за период близкий к нулю. Для устранения возможности прямого замыкания ЭДС самоиндукции , имеющей значительную амплитуду на межэлектродный промежуток, в схему генератора введен диод 12, включенный встречно 1др. Для того,

чтобы ток ifyrp разряда перезаряженного конденсатора 4 протекал от. точки 10 до точки 13 только через межэлектродный промежуток в момент формирования отрицательного выброса напряжения и не шунтировался цепочкой: дроссель 9, диод 12, последовательно с дросселем 9 включен диод 8 встречно.

Генератор дает возможность формировать на эрозионном промежутке биполярные импульсы, содержащие отрицательный выброс напряжения малой амплитуды большой длительности без снижения максимально допустимой частоты коммутации тиристоров и формируемых импульсов напряжения при среднем значении напряжения на эрозионном промежутке, близком к нулю. Это позволяет повысить производительность процесса электроэрозионной обработки в токопроводящей среде в 1,3-1,5 раза и снизить изно электрода-инструмента в 1,5-2 раза по сравнению с известным генератором импульсов.

Формула изобретения

Генератор импульсов для электроэрозионной обработки в токопроводящей среде, выполненный на основе последовательного тиристорного инвертора с накопительным конденсатором и содержащий источник постоянного тока, пo v лючeнный .через зарядный тиристор к накопительному конденсатору, к которюму параллельно подключена последовательная цепь из разрядного тиристора и эрозионного промежутка с подключенным к Het дросселем, отличающийся тем, что, с целью повышения производительности процесса электроэрозионной обработки и снижения износа электрода-инструмента путем уменьшения амплитуды и увеличения длительности . отрицательного выброса напряжения при среднем значении напряжения на эрозионном промежутке, близком к нулю, в него введены два диода и последовательная цепочка из диода и резистора, причем один диод включен последовательно сэрозионным промежутком анодом к катоду разрядного тиристора, а катодом - к электроду-инструменту, второй диод включен последовательно с дросселем анодом к общей точке разрядного тиристора и первого диода, а катодом - к дросселю, последовательная цепочка из диода и резистора подключена катодом диода к общей точке тиристоров и накопительного конденсатора, а свободным концом резистора - к электроду-инструменту эрозионного промежутка .

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Электрофизические и электрохимические станки. Каталог, М., НИИМАШ, 1978, с. 216-217.