Генератор импульсов Советский патент 1982 года по МПК B23P1/02 

Изобретение относится к машиностроению, касается электрофизических методов обработки материалов, и может быть использовано в генераторах импульсов для электроэрозионной обработки.

Известен генератор импульсов для электроэрозионной обработки, содержащий трехфазный трансформатор с раздельными вторичными обмотками, линейный дроссель, четыре диода, три силовых конденсатора, тиристор, катод которого подключен к аноду рабочего органа генератора, а анод - к точке соединения первого силового конденсатора и катода первого диода, ,анод которого соединен с началом первой вторичной обмотки трехфазного трансформатора, и блок контроля напряжения на электроэрозионном промежутке и управления тиристором, при этом второй диод катодом соединен с другой обкладкой первого силового

конденсатора, а анодом - с одним концом обмотки, например второй, линейного дросселя, третий диод анодом соединен с началом третьей вторичной обмотки трехфазного трансформатора, а четвертый диод катодом соединен с обкладкой третьего силового конденсатора. Кроме того, генератор содержит еще пять диодов и два тиристора,

JQ включенных в схему генератора определенным образом, обеспечивающих совместно с вьниеперечисленными элементами работу гёйератора импульсов на станках с трехпостовыми рабочими ор,5 ганами СОК недостаткам этого известного генератора следует отнести завышенное количество лолупроводниковых эле-. ментов, как управляемых, так и управляемых, что отрицательно сказывается на массо-габаритных показателях устройства, и более громоздкую схему управления тиристорами, что также влечет за собой увеличение массы, габаритов и усложнение блока управления тиристорами. Кроме того, этот генератор имеет достаточно узкий диапазон-регулирования величины напряжения в электроэрозионном проме жутке, максимальное значение напряжения между электродами одного поста которого равно всего лишь амплитуде напряжения на вторичных обмотках трехфазного трансформатора, а следовательно недостаточно мощный разрядный импульс тока, что существенно ограничивает функциональные возможности генератора пс его использованию в технологическом оборудовании различного назначения. Целью изобретения является расширение функциональных возможностей ге нератора путем увеличения диапазона регулирования напряжения в электроэрозионном промежутке и увеличение мощности разрядного импульса тока. Эта цель достигается тем, что генератор дополнительно снабжен четвер тым силовым конденсатором и тремя ре зонансными конденсаторами, -а линей,ный дроссель выполнен трехфазным с тремя раздельными обмотками, каждая из которых снабжена отводом от части ее витков, который через соответствующий резонансный конденсатор соеди нен с соответствующим концом вторичной обмотки трехфазного трансформатора , причем первая обмотка линейного дросселя одним концом подключена к катоду второго диода, а другим - к аноду первого диода и обкладке второго силового конденсатора, другая обкладка которого соединена одновременно с катодом третьего диода, другим концом второй обмотки .линейного дросселя и с началом второй вторичной обмотки трехфазного трансформато ра, третья обмотка линейного дросселя одним концом подключена к катоду четвертого диода, а другим концом к аноду третьего диода и к обкладке четвертого силового конденсатора, другая обкладка которого подсоединен к аноду четвертого диода и к катоду рабочего органа генератора, свободная обкладка третьего силового конденсатора подключена к аноду второго диода.При этом на частоте источника пер менного тока индуктивное сопротивление секции обмотки трехфазного линейного дросселя, включенной между соответствующими вторичной обмоткой трехфазного трансформатора и силовь1м конденсатором, по абсолютному значению равно величине емкостного сопротивления упомянутого силового конденсатора. Такое решение обеспечивает оркращение количества.диодов до четырех, тиристоров - до одного, что положительно сказывается на массо-габаритных показателях генератора и упрощение блока управления. Кроме того, такое решение позволяет увеличить диапазон регулирования величины напряжения в электроэрозионном промежутке и мощность разрядного импульса. Все это в совокупности при практи.ческом сохранении массы и габаритов генератора позволяет существенным образом расширить его функциональные возможности по использованию в технологическом оборудовании с однопостовыми рабочими органами. На чертеже представлена принципиальная электрическая схема генератора импульсов. Генератор содержит трехфазный, трансформатор 1 с раздельными вторичными фазными обмотками 2-Ц, выпрямитель, выполненный на четырех силовых конденсаторах , четырех диодах 9-12 и тиристоре 13, три резонансных конденсатора 14-16, трехфазный линейный дроссель, обмотки 17-19 которого снабжены отводами от части их витков, и блок 20 контроля напряжения на электроэрозйонном промежутке и управления тиристором 13. Силовые конденсаторы образуют четыре накрест лежащие плеча мостового выпрямителя с тремя входными диагоналями, четыре другие плеча которого образуют диоды , причем в три диагонали моста, включены соответствующие обмотки трехфазного линейного дросселя. Катод первого диода 9 совместно с обкладкой первого силового конденсатора 5 подключены к катоду тиристора 13, катод которого соединен с анодом рабочего органа генератора. Анод четвертого диода 12 совместно с обкладкой четвертого силового конденсатора 8 подключены к катоду рабочего органа генератора. Отводы от части витков делят обмотки трехфазного линейного дросселя на две секции - первую и вторую, при этом вторичные обмотки 2-k трансформатора 1 подключены через резонансные конденсаторы 14-16 к первым секциям обмоток 17-19 трехфазного линейного дросселя. Генератор работает следующим образом. Каждая вторичная обмотка 2 (3 или Л) совместно с резонансным конденсатором Т (15 или 16) и первой секцией обмотки 17 (18 или 19) трехфазного линейного дросселя образует независимый последовательный индуктивно-емкостной контур. При равенстве по абсолютному значению на частоте источника индуктивного сопротив ления первой секции обмотки трехфазного линейного дросселя емкостному сопротивлению резонансного конденсатора на этих элементах возникают резонансные напряжения, амплитуды которых в Q раз, а на каждой обмотке 17-|9 в kQ раз превышают амплитуду фазного напряжения на вторичных обмотках трехфазного трансформатора. При этом мгновенные значения напряжений, возникающих на обмотках дросселя (также как и мгновенные зна чения напряжений, возникающих на резонансных конденсаторах) сдвинуты друг относительно друга на 120 эл. град. В связи с этим, при закрытом тиристоре 13, происходит за ряд каждого изсиловых конденсаторов 5 и 8 до величины k-Q-Е ф, а конденсаторов 6 и 7 до величины VJkQ-Eyj Силовой конденсатор 5,(8) заряжается в течение промежутка времени, при котором к аноду диода 9(12) приложен положительный по отношению к его кат ду потенциал, складывающийся из мгно венного значения напряжения на обмот ке 17(19) трехфазного линейного дрос селя и конденсаторе 5(8), т.е. диод 9(12)открыт и ток заряда в этом случае тенет по цепи 17-9-5 198-12). Конденсатор 6(7) заряжается в течение промежутка времени, когда открыт диод 10(11) и к аноду приложен положительный по отношению к его катоду потенциал, определяемый суммой мгновенных значений напряжений на обмотках 17 и 18(18 и 19) трехфазного линейного дросселя и напряжением на силовом конденсаторе 6(7). В этом случае ток заряда течет по цепи 17-6-18-10(18-7-19-11). . При открытии тиристора 13 к электроэрозионному промежутку оказывается приложенным напряжение, представляющее собой геометрическую сумму мгновенных значений напряжений на обмотках трехфазного линейного дросселя , максимальное значение которой равняется ., и алгебраическую сумму напряжений на силовых конденсаторах 5-8 (поскольку диоды 9-12 заперты), величина которой равняется 2kQ(2 4--/3/Е ф, т.е. через электроэрозионный промежуток импульс тока разряда течет по цепи 8-19-7-18-6-175-13 - электроды рабочего органа. Блок 20 контролирует величину напряжения в электроэрозионном промежутке, а также осуществляет регулирование среднего значения тока, протекающего через электроэрозионный промежуток. Схема управления тиристором 13 может быть выполнена по любой из известных схем управления. Таким образом, предложенный генератор импульсов для электроэрозионной обработки обеспечивает сокращение в три раза по сравнению с известным генератором количество управляемых полупроводниковых элементов, что упрощает электрическую схему управления, а также массу и габариты блока управления. Кроме того, предложенный генератор импульсов позволяет увеличить 6oViee чем в раз по сравнению с известным максимальное значение напряжения, которое может прикладываться к электроэрозионному промежутку, что в значительной степени увеличивает мощность разрядного импульса тока, диапазон регулирования напряжения на эрозионном промежутке, а также позволяет существенным образом расширить по сравнению с известным функциональные возможности генератора импульсов по его использованию в технологическом оборудовании различного применения и назначения. Формула изобретения Генератор импульсов для электроэрозионной обработки, содержащий трехфазный трансформатор с раздельными вторичными обмотками, линейный дроссель., четыре диода, три силовых конденсатора, тиристор, катод которого подключен к аноду рабочего орйна генератора, а анод тиристора к точке соединения первого силового

конденсатора и катода первого диода, анод которого соединен с началом первой вторичной обмотки трехфазного трансформатора, и блок контроля напряжения на -электроэрозионном промежутке и управления тиристором, при этом второй диод катодом соединен с другой обкладкой первого силового конденсатора, а анодом - с одним концом обмотки, например второй, линейного дросселя, третий диод анодом соединен с началом третьей вторичной обмотки трехфазного трансформатора, а четвертый диод катодом соединен с обкладкой третьего силового конденсатора, отличающийся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей генератора путем увеличения диапазона регулирования напряжения в электроэрозионном промежутке и увеличения мощности рязрядного импульса тока, генератор дополнительно снабжен четвертым силовым конденсатором и тремя резонансными конденсаторами, а линейный дроссель выполнен трехфазным с тремя раздельными обмотками, каждая из которых снабжена отводом от части ее витков, который через соответствующий резонансный конденсатор соединен с соответствующим концом вторичной обмотки трехфазного трансформатора, причем первая обмотка линейного дросселя одним концом подключена к катоду второго диода, а другим - к аноду первого диода и обкладке второго силового конденсатора, другая обкладка которого соединена одновременно с катодом третьего диода, другим концом второй обмотки линейного дросселя и с началом второй вторичной обмотки трехфазного трансформатора, третья обмотка линейного дросселя одним концом подключена к катоду четвертого диода, а другим концом - к аноду третьего диода и к обкладке четвертого силового конденсатора, другая обкладка которого подсоединена к анОду четвертого диода и k катоду рабочего органа генератора, свободная обкладка третьего силового конденсатора подключена к аноду второго диода.

Источники информации, принятые во .внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР по заявке N 2б7525б/08, кл. В 23 Р 1/02, 1979.