Формирователь импульсов для питания электроэрозионных станков Советский патент 1982 года по МПК B23P1/02 

(5it) ФОРМИРОВАТЕЛЬ ИМПУЛЬСОВ ДЛЯ ПИТАНИЯ ЭЛЕКТРОЭРОЗИОННЫХ СТАНКОВ

Изобретение относится к электро- i физическим методам обработки и касается источника питания для электроэрр зионных станков. Известны устройства для электроэрозионной обработки с поджигающими импульсами на межэлектродном промежут ке, подключенном через разделительный диод ко вторичной обмотке импульс ного трансформатора, первичная обмотка которого подсоединена через диод к выходным зажимам генератора силовых импульсов Cl. Недостатком этого устройства является невысокий КПД, обусловленный дополнительной потерей мощности на импульсном трансформаторе. Кроме того, наличие трансформатора ограничивает скорость нарастания напряжения на меж электродном промежутке. Поэтому значв ние крутизны поджигающих импульсов невелико. Известен формирователь импульсов, который содержит источник питания, дроссель, начала обмоток которого объединены вместе. Первичная обмотка дросселя подключена к коллектору п-р-п транзистора, а вторичная через диод - к нагрузке. Нагрузка в свою очередь через диод подключена параллельно накопительному конденсатоРУ t2. Недостатком этого устройства является невысокий КПД, так как большую часть периода транзисторный ключ, шунтирующий разрядный промежуток, находится в открытом состоянии. Последнее при больших коммутируемых токах приводит к значительному выделению мощности на открытом транзисторном ключе. Устройство также имеет невысокую скорость нарастания .напряжения на межэлектродном промежутке. Это объясняется тем, что мгновенное значение напряжения на нагрузке нараста395ет во времени по колебательному заIАконус периодом и), где L индуктивность первичной обмотки дросселя; С - емкость, включенная параллельно транзисторному ключу. Целью изобретения является увеличение скорости нарастания поджигающих импульсов и КПД. Поставленная цель достигается тем, что параллельно нагрузке включен дополнительный конденсатор, а транзистор эмиттером подключен, к источнику питания и коллектором через диод - в обратном направлении к накопительному конденсатору, примем общая точка сое.динения обмоток дросселя .подсоединена к общей шине схемы. На чертеже изображен предлагаемый формирователь. Формирователь содержит клемму, к которой подключается источник питани I,ключевой транзистор 2, дроссель с первичной обмоткой 3 и вторичной обмоткой k, диоды 5 и 6 и накопительный конденсатор 7 резистор 8, изолирующий диод 9, дополнительный конденсатор 10, сопротивление нагрузки II,тиристор 12 и схему управления 13 Формирователь импульсов работает следующим образом. Схема управления 13 вырабатывает последовательность импульсов длитель ностью t, с амплитудой, необходимой для отпирания транзистором 2. С приходом импульса транзистор 2 открывается и входит в состояние насыщения. В первичной обмотке 3 дросселя начинает протекать ток, изменяющийся во времени по экспоненциальному закону. В момент окончания управляющего импульса и запирания транзистора 2 ток в дросселе достигает значения J, а величина магнитной энергии, накоплен kia vn« L. ная дросселем, равна , где f -1 индуктивность первичной обмотки 3 дросселя. При запирании транзистора магнитная энергия дросселя преобразуется в электрическую энергию конденсатора 7 и 10. В зависимости от емкости конденса торов и коэффициента передачи дросселей значения напряжений на конденсаторах могут существенно отличаться друг от друга. В процессе формирования поджигающего импульса может участвовать из кoндeнcatopoв. Однако для пра тической реализации устройства целесообразно использовать конденсатор 10. В этом случае благодаря выбору . коэффициента передачи дросселя удается обеспечить требуемое напряжение между коллектором и эмиттером транзистора 2, не превышающее по величине максимально допустимое значение. Процесс заряда конденсаторов 7 и 10 носит колебательный характер. После того, как напряжение на них достигает максимального значения, зарядный ток станет равным нулю, а затем сменит свой знак на противоположный, в результате чего диоды 5 и 9 закроются. Так как напряжение на конденсаторе 10 превышает напряжение на конденсаторе 7, то диод 6 закрыт. Конденсатор 10 частично разряжается через резистор 8. При соответствующем выборе параметров схемы ухудшение напряжения на конденсаторе 10 незначительно. По окончании заряда конденсаторов 7 и 10 со схемы управления поступает импульс на управляющий электрод тиристора 12. Последний включается. К цепи нагрузка 11 - тиристор 12 прикладывается высокое напряжение конденсатора 10. Разрядный промежуток нагрузки 11 пробивается. В цепи начинает протекать ток, спадающий во времени. После того как напряжение на конденсаторе 10 достигает значения равного величине напряжения на конденсаторе 7 диод 6 включается. На- . чинается совместный разряд конденсаторов 7 и 10. Емкость конденсатора 7 намного больше емкости конденсатора 10. Поэтому в разряде основное участие принимает емкость конденсатора 7, обеспечивающая выделение требуемой энергии в газоразрядном промежутке нагрузки 11. Емкость дополнительного конденсатора 10 выбирается такой- величины,, чтобы к моменту окон чания формирования разряда в электроэрозионном промежутке нагрузки 11 диод 6 открывался, и в работу вступал конденсатор 7. При достижении величины разрядного тока конденсатора 7, равного току выключения тиристора 12, последний выключается. При поступлении следующего импульса на вход транзистора 2 и его отпирания процессы в схеме повторяются. Резистор 8, включенный между коллек5. 9 тором транзистора 2 и нагрузкой 11, служит для принудительного запирания тиристора V2. Последнее обеспечивается тем, что благодаря включению одНО1-О конца дросселя к общей шине схе мы полярность напряжения на аноде .тиристора оказывается противоположной полярности напряжения источника питания 1. Если при последующем отпирании транзистора тиристор не закрылся, то в цепи источник 1 - транзистор 2 - резистор 8 - нагрузка 11 - тиристор 12 начинает протекать запирающий ток. Под действием этого тока происхо дит принудительное запирание тиристора. Такое запирание тиристора благоприятно сказывается на работе схемы при повышенной частоте следования ийпульсов или при коротком замыкании электроэрозионного промежутка. Формула изобретения Формирователь импульсов для питания электроэрозионных станков, содержащии источник питания, дроссель, начала обмоток которого объединены вместе, а первичная обмотка подклю чена к коллектору п-р-п транзистора, вторичная через диод - к нагрузке, параллельно которой через другой диод включен накопительный конденсатор, отличающийся тем, что, с целью увеличения скорости нарастания поджигающих импульсов и КПД, параллельно нагрузке включен дополнительный конденсатор, а транзистор эмитт« ром подключен к источнику питания и коллектором через диод - в обратной направлении к накопительному конденсатору, причем общая точка соединени обмоток дросселя подсоединена к обшей шине схемы. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР № 3728t9. кл. В 23 Р 1/02, 57k. 2.Авторское свидетельство СССР P 57572, кл. В 23 Р 1/02, 1975 (прототип).

/

CZ}

8

ff

-о

fj

JL

fG