Адаптивный формирователь импульсного тока для электроэрозионной обработки

Адаптивный формирователь импульсного тока для электроэрозионной обработки

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Использование: изобретение может быть использовано в источниках питания технологических аппаратов обьемного электроэрозионного Диспергирования в качестве генератора мощных импульсов с регулируемой или неизменной энергией. Сущность изобретения: устройство состоит из конденсатора 1, подключенного к источнику 2 постоянного напряжения через последовательно соединенные зарядные дроссель 3 и тирйстор 4, зарядного тиристора 5, включенного между выходным выводом для подключения нагрузки 6 и точкой соединения тиристора 4 с конденсатором 1 и зашунтированного цепочкой из последовательно соединенных перезарядных тиристоров7,8 и дросселя 9, включенного между точкой соединения тиристоров 7, 8 и общим выводом. Указанное выполнение устройства обеспечивает высокую стабильность импульсного энергопотребления, устойчивость к режимам холостого хода в нагрузке и способность формировать импульсы повышенного напряжения для улучшения пробоя межэлектродного промежутка. 3 ил. С/) с

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)5 Н 02 М 3/135, 9/02

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4728559/07 (22) l4.08.89 (46) 28.02.93. Бюл. М 8 (71) Институт электродинамики АН УССР (72) А.К, Шидловский, А.А. Щерба, А.Н. Павелко и В.А. Муратов (56) Электрофизические и электрохимические станки. Каталог, М., НИИМАШ, 1978, с.

216 — 217.

Электронная обработка материалов, 1978, N 3 (81), с. 72 — 74, Авторское свидетельство СССР

N- 1251299, кл. Н 02 М 3/135, 1986, Авторское свидетельство СССР

hL 1273218, кл. H 03 К 3/53, 1986.

Авторское свидетельство СССР

М 668538, кл. Н 02 М 3/135, 1979. (54) АДАПТИВНЫЙ ФОРМИРОВАТЕЛЬ

ИМПУЛЬСНОГО ТОКА ДЛЯ ЭЛ ЕКТРОЭ РОЗИОННОЙ ОБРАБОТКИ (57) Использование: изобретение может быть использовано в источниках питания

Изобретение относится к электротехнике. в частности к источникам питания технологических аппаратов объемного электроэрозионного диспергирования.

Целью изобретения является повышение стабильности импульсного энергопотребления и теплового режима нагрузочной цепи, а также улучшение устойчивости режима электроэрозионной обработки, На фиг. 1 показана электрическая схема предлагаемого устройства,,, Я2„, 1798873 À1 технологических аппаратов объемного электроэрозионного диспергирования в качестве генератора мощных импульсов с регулируемой или неизменной энергией.

Сущность изобретения: устройство состоит из конденсатора 1, подключенного к источнику 2 постоянного напряжения через последовательно соединенные зарядные дроссель 3 и тиристор 4, зарядного тиристора 5, включенного между выходным Bbl80дом для подключения нагрузки 6 и точкой соединения тиристора 4 с конденсатором 1 и зашунтированного цепочкой из последовательно соединенных перезарядных тиристоров 7,8 и дросселя 9, включенного между точкой соединения тиристоров 7, 8 и общим выводом. Указанное выполнение. устройства обеспечивает высокую стабильность импульсного энергопотребления, устойчивость к режимам холостого хода в нагрузке и способность формировать импульсы повышенного напряжения для улучшения пробоя межэлектродного промежутка, 3 ил.

На фиг. 2 приведены временные диаг- (h) раммы напряжения разряда конденсатора на йагрузку.

На фиг. 3 показана функциональная схема блока управления тиристорами формирования импульсного тока, Адаптивный формирователь импульсного тока для зле ктроэрозион ной обработки содержит конденсатор 1. соединенный с источником постоянного напряжения 2 через последовательно соединенные зарядные дроссель 3 и тиристор 4. зарядный тиристор

1798873

5, нагрузку 6, перезарядную цепь, состоящую из перезарядных первого тиристора 7, второго тиристора 8 и дросселя 9, при этом аноды разрядного 5 и первого перезарядного 7 тиристоров соединены с одной обкладкой .конденсатора и катодом зарядного тиристора 4, катоды разрядного 5 и второго перезарядного 8 тиристоров соединены с одним электродом нагрузки 6, второй электрод которого соединен с второй обкладкой конденсатора 1 и первым. выводом перезарядного дросселя 9, второй вывод которого соединен с катодом первого и анодом второго перезарядных.тиристоров 7 и 8.

Устройство работает следующим образом, Конденсатор 1 заряжается от источника постоянного напряжения 2 через зарядные дроссель 3 и тиристор 4. Разряд конденсатора 1 емкостью С начинается в момент времени to (фиг. 2) включения разрядного тиристора 5, В случае периодического разряда от напряжения зарядки U1 до некоторого остаточного напряжения 0о(кривая 10 фиг.

2), которому соответствует заданное значение энергии импульса М/з = (U12 - Uo )C/2, на перезарядные тиристоры 7 и 8 не поступают импульсы включения на протяжении всего времени разряда. В случае же периодического разряда, но смещенного в сторону холостого хода (кривая 11) ипи короткого замыкания (кривая 12), включается соответственно в первый момент ti или второй в момент tz перезарядные тиристоры с тем, чтобы изменить процесс разряда конденсатора 1 для обеспечения постоянства поступающей в нагрузку б энергии.: Выбор момента включения одного из перезарядных тиристоров осуществляется в зависимости от степени отклонения процесса разряда Uñ(t) от номинального (кривая 10),,при котором энергия импульса равна задан ной Ф/з, Для предотвращения аварийного холостого хода (кривая 13), т, е. такого arie.риодического разряда из-за неполного пробоя межэлектродного и ромежутка, длительность которого превышает период рабочей частоты формирования импульсов, в некоторый момент. времени тз включается первый. перезарядный тиристор 7, в результате чего конденсатор 1 перезаряжается почти до напряжения -U>, являющегося начальным для следующего цикла зарядки.

Вследствие того, что структура зарядного контура неизменна, напряжение зарядки в следующем цикле работы формирователя будет превышать номинальное (01), благо.даря чему произойдет полный пробой межэлектродного промежутка. С помощью перезарядной цепи процесс разряда в этом

20 преобразователя поступает на входы УВХ1 и УВХ2 дпя запоминания напряжения зарядки U< и напряжения на конденсаторе 1 в

X /

25 vo eHT BpeMe ь -. р vg (, где Lp — распределенная индуктивность разрядного контура, и последуюшего и еоб азования

АЦП в цифровые коды U> и ЩЬ . Эти коды, а также код напряжения Щтта); требуемого

40

5

15 цикле работы изменяется таким образом, чтобы остаточное напряжение на конденсаторе 1 было равно Uo вне зависимости от количества рассеянной в нагрузке 6 энергии. Затем формирование импульсов с неизменной энергией продолжается.

Блок управления тиристорами формирователя (фиг. 3) содержит измерительный преобразователь (ИП) напряжения на конденсаторе Uc(t), тактовый генератор ТГ, распределитель импульсов РИ для периодической коммутации зарядного 4 и разрядного 5 тиристоров и реле времени

РВ, а также два устройства выборки — хранения (УВХ), двэ аналого-цифровых преобразователя (АЦП), логический элемент И, триггер Т, цифровой преобразователь кодов

ПК, вычитающий счетчик СТ и формирователи импульсов включения тиристоров Ф. Сигнал Ос(т) с выхода измерительного для обеспечения подвода к нагрузке заданной энергии Из, поступают на адресные входы ПК. выходной код которого — время задержки включения одного из тиристоров

7 или 8 по отношению к Ъ вЂ” поступает на вход данных CT. Инкрементироаание содержимого СТ импульсами генератора реапьного времени ГРВ осуществляется после записи выходного кода ПК %< по сигналу триггера Т, который переключается по завершении аналого-цифрового преобразования, При обнулении счетчика, например, в момент времени tz (кривая 3, фиг. 2) триггер

Т переходит в первоначальное состояние, а выходной импульс СТ усиливается формирователями для включения перезарядных тиристоров 7 и 8. При этом включается тот из тиристоров (в данном случае 8), прямое напряжение на котором положительно. Таким образом, ПК содержит информацию о задержке времени включения одного из перезарядных тиристоров по отношению к моменту времени te моменту определения отклонения режима разряда от номинальноto (такого разряда, при котором в нагрузку поступает энергия М/з).

Преобразователь кодов ПК предварительно программируется или по результатам расчета динамики разряда при варьировании величины активного сопротивления нагрузки во всем диапазоне его

1798873 изменения, или по результатам планируемого эксперимента при работе на эквивалент нагрузки со ступенчатым изменением активного сопротивления, Таким образом, в результате стабилизации импульсного энергопотребления посредством адаптивного изменения структуры разрядного контура при измейениях активного сопротивления нагрузки, стабилизируется ее тепловой режим, а следовательно, качество и производительность электроэрозионной обработки, что выгодно отличает предлагаемый формирователь импульсного тока от прототипа, в котором стабильность импульсного потребления полностью определяется характером изменения активного сопротивления нагрузки.

Устойчивость режима электроэроэионной обработки обеспечивается за счет стабилизации остаточного. а, следовательно, и напряжения зарядки рабочего конденсатора.

Формула изобретения

Адаптивный формирователь импульсного тока для электроэрозионной обработки, содержащий входной, выходной и общий выводы для подключения соответственно источника постоянного напряжения и электроэрозионной нагрузки, зарядную цепь, включенную между входным и общим

5 выводами. и состоящую из последовательно соединенных зарядных дросселя, тиристора и конденсатора, разрядный тиристор, включенный в том же направлении, что и зарядный тиристор между общей точкой со10 единения зарядного тиристора и зарядного конденсатора и выходным выводом, а также перезарядную. цепочку иэ последовательно соединенных перезаряднбго дросселя, свободным выводом соединенного с общим вы15 водом. и первого перезарядного тиристора, отличающийся тем, что, с целью повышения стабильности импульсного энергопотребления и теплового режима нагрузочной цени, а также улучшения устойчи20 вости режима электроэрозионной обработки, дополнительно введен второй перезарядный тиристор, катод которого соединен с катодом разрядного тиристора, а анод — с катодом первого перезарядного

25 тиристора, анод которого соединен с анодом разрядного тиристора.

1798873

Составитель А.Павелко

Редактор H,Kîëÿäý . Техред М.Моргентал Корректор С Патрушева

Заказ 777 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям ори ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород. ул.Гагарина, 101