Широкодиапазонный транзисторный генератор для питания прецизионных электроэрозионных станков

Широкодиапазонный транзисторный генератор для питания прецизионных электроэрозионных станков

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

,.SUÄÄ 256912 А

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

Ц

РЕСПУБЛИК

3@у В 23 P 1/02

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

М АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 1216952/25-08 (22) 05..02.68 (46) 07.07.83. Бюл. Р 25 (72) М.И.Отто, М.В.Коренблюм, В.О.Венгеров и R.Ш.Мульман (71) Экспериментальный научно-исследовательский институт металлорежущих станков

{53) 621 ° 9 ° 048. 4. 06 (088. 8) (54) (57) 1. ШИРОКОДИАПАЗОННЫЯ ТРАНЗИСТОРНЫЯ ГЕНЕРАТОР ДЛЯ ПИТАНИЯ ПРЕЦИЗИОННЫХ ЭЛЕКТРОЭРОЗИОННЫХ

СТАНКОВ, содержащий источник постоянного напряжения, подключенный к эрозионному промежутку через разделительный диод и силовые блоки, управляемые блоками. предварительных усилителей и заданицим генератором, выполненным на базе блокинг-генератора, запускающего три блока ждущих мультивибраторов и формирователей, отличающийся тем, что, с целью получения импульсов разряд. ного тока дйительностью порядка сотен и тысяч килогерц, в него введен высокочастотный блок, выход которого подключен параллельно эрозионному .промежутку, а вход — к выходу одного из блоков предварительных усилителей.

2. Генератор по п.1, отличающийся тем, что в высокочастот- ном блоке, с целью увеличения коэффициента усиления и улучшения частотных характеристик, в выходных каскадах с трансформаторным запуском токоограничивающие сопротивления включены s эмиттерную цепь, а общая эрозионная нагрузка. — в коллекторную цепь транзисторов выходных каскадов, выходные обмотки залускающего транс.форматора включены между базой и эмиттером транзисторов выходных каскадов °

3. Генератор по пп.1 и 2, о тл и ч а ю шийся тем, что, с целью получения на выходе генератора пакетов высокочастотных импульсов, следующих с частотой до десятков килогерц, и импульсов тока ступенчатой Я формы с регулируемой паузой между импульсами и пакетами;.между выходами двух блоков ждущих мультивибраторов и формирователей и входами блоков предварительных усилителей, один из которых подключен к высокочастотному а блоку, включены импульсные схемы совпадения, одновременно соединенные с выходом третьего блока ждущего мультивибратора и формирователя, к входу которого подключена импульсно-потенциальная схема совпадения, причем ее вход через переменное сопротивление подключен к входу указанного блока, и потенциальный вход - к его выходу.

256912 известны транзисторные генераторы для питания электроэрозионных стан,ков, содержащие, источник постоянного напряжения, подключенный к эрозионному промежутку через разделительный диод, и силовые блоки, управляемые блоками предварительных усилителей и задающим генерат ором, выполненным на базе блокинг-генератора, запускающего три блока ждущих мультинибраторов и формирователей. .1Î известные транзисторные генераторы не обеспечивают частоты следования импульсов порядка сотен и тысяч килогерц, которая необходима для прецизионных электроэрозионных станков.

Датчик устройства ликвидации коротких замыканий в этих генераторах является высокоомным, что приводит в некоторых 1случаях к неустойчивой работе регулятора рабочей подачи (особенно на высоких частотах ). известные гене-20 раторы не обеспечивают регулирования паузы между импульсами тока ступенчатой формы, что необходимо для увеличения стабильности процесса безизносных режимах обработки; не обеспечива-25 ют формирования пакетов высокочастотных импульсов порядка десятков килогерц, необходимых при прецизионных режимах обработки. Кроме того, для формирования пакетов импульсов в ЗО этих генераторах применено дополнительное устройство, что усложняет их схему.

В описываемом генераторе упрощена схема выходных каскадов, а их конструктивное выполнение обеспечивает .получение необходимых для прецизионйых электроэрозионных станков параметров высокочастотных импульсов.

Генератор имеет более высокий КПД, О позволяет повысить стабильность процесса и обеспечивает регулирование паузы между импульсами тока ступенчатой формы и пакетами высокочастотных импульсон, следующих с частотой до десятков килогерц.

Описываемый генератор содержит высокочастотный блок, выход которого подключен параллельно эрозионному промежутку, а вход к — выходу одного из блоков предварительных усилителей.

Для управления транзисторами выходных каскадов высокочастотного блока использован трансформаторный запуск, причем выходные обмотки за- 55 пускающего трансформатора включены между базой и эмиттером транзисторов выходных каскадов.

Между выходами двух блоков ждущих мультивибраторон и формиронателей gg и входами блоков предварительных усилителей, один из которых подключен к высокочастотному блоку, включены импульсные схемы совпадения„ одновременно соединенные с выходом. третьего блока ждущего мультивибратора и формирователя, к входу которого подклю чена импульсно-потенциальная схема совпадения, причем ее импульсный вход через переменное сопротивление под ключен к входу указанного блока, а потенциальный вход — .к его выходу.

На фиг.1 приведена принципиальная схема описываемого генератора, на фиг.2 — то же высокочастотного блока.

Задающий генератор 1 управляет блоками 2,2 и 2 " предварительных усилителей, а последние — силовыми блоками 3 и .высокочастотным блоком 4.

Задающий генератор 1 представляет собой блокинг-генератор, запускающий через разделительные каскады 5 и б ) блоки 7, 7 и 7 ждущих мультивибраторов и формирователей. На нход блока

7 включена импульсно-потенциальная схема 8 совпадения, а на выходы блоков 7 и 7" — импульсные схемы 9 сов"; падения. Устройство 10 ликвидации коротких замыканий (УЛК) подключено к разделительному каскаду 5. Силовые блоки 3 и нысокочастотный блок 4 содержат параллельно включенные выходные каскады, представляющие собой силовые транзисторные ключи с токоог.— раничивающими сопротивлениями, имеющие н качестве общей нагрузки эрозионный промежуток 11 или (при холостом ходе генератора), сопротивление 12..

Высокочастотный блок 4 отделен от силовых блоков 3 диодом 13. Питание .силовых блоков 3 осуществляется от выпрямителя 14, а высокочастотного блока 4 — от выпрямителя 15. Оба выпрямителя подключены к общему силовому трансформатору 1б. Блоки 2, 2, 2", 7, 7 и 7", УЛК 10, разделительные каскады 5 и б и блокинг-генератор питаются от источников, объединенных в блок 17, В выходных каскадах высокочастотного блока 4 (см. фиг. 2) токоограничинающие сопротивления 18 включены в эмиттерную цепь, а общая эрозионная нагрузка 11 — н коллекторную цепь транзисторов 19. Запуск транзисторов

19 осуществляется между базой и эмиттером через обмотки 20 ныходного импульсного трансформатора 21 предоконечного каскада 22. Перенапряжения на коллекторах транзисторов, 19 устраняются с помощью общего высокочастотного демпфирующего диода 23, последовательно с которым включено сопротивление для предотвращения за тягивания заднего фронта импульсон тока. Цепочка из диода 23 и сопротивления подключена параллельно общей эрозионной нагрузке 11.

Генератор работает следующим образом.

Положительные импульсы с выхода блокинг-генератора через диоды 24 и

25 поступают на входы разделительных

256912 каскадов 5 и 6, транзисторы 26 и 27 которых в исходном состоянии открыты до насыщения. На вторичных обмот- ках 28, 29 и 30 выходных импульсны трансформаторов каскадов 5 и 6 появ-. ляются при этом положительные им- 5 пульсы, которые через диоды 31 и 32 запускают ждущие мультивибраторы на транзисторах 33 и 34 блоков 7 и 7".

Импульсы заданной длительности, оп- i ределяемой величиной переменных ем- О костей 35 и сопротивлений 36, поступают затем на входы двухкаскадных формирователей на транзисторах

37 и 38. Обмотка 29 выходного транс=форматора разделительного каскада 5 вместе с диодом 39 образует импульсно-потенциальный вход, который подключен к коллектору транзистора 38 формирователя блока 7 . Транзистор 38 к моменту подачи положительного импульса на вход транзистора 33 ждущего мультивибратора блока 7 открыт до ! нась|щения, т.е. диод 39 тоже открыт, Во время формирования мультивибратором блока 7 импульса заданной дли- .. тельности транзистор 38 формирователя заперт, т.е. его коллектор имеет отрицательный потенциал, запирающий диод 39, в результате чего положитель. ные импульсы на вход транзистора 33 не поступают. После возвращения муль- о тивибратора блока 7 в исходное состо. ! яние начинается стадия установления,. в течение которой положительные им> пульсы с обмотки 29 вновь поступают на вход транзистора 33 причем момент 35 следующего запуска мультивибратора зависит от амплитуды запускающих ймпульсов. Переменное сопротивление

40, включенное между диодом 39 и базой транзистора 33, позволяет легко щ и просто регулировать амплитуду запускающих импульсов и, следователь:но, паузу мьжду импульса1и ждуще гс мультивибратора блока 7 в широких пределах, причем частота следования этих импульсов может составлять десят. ки килогерц.

Импульсы с выхода блока 7 поступают через диоды 41, 42 и 43 на входы блоков 2, 2 и 2 " предварительных усилителей. На вход блока 2 поступают также импульсы с выхода блока 7 через диод 44, а на вход блока. 2 "— импульсы с выхода блока 7 через диv од 45. -Диоды 41, 44 и 43, 45 образуют импуль сные схемы 9 со вп аде ни я. Первые каскады на транзисторах 46 блоков

2, 2 и 2" предварительных усилителей

t выполнены по схеме эмиттер ного повторителя, причем в исходном состоянии транзисторы 46 закрыты, поскольку 68 транзисторы 38 формирователей в блоках 7, 7 и 7" открыты до насыщения и через диоды 41-45 шунтируют входы транзисторов 46. При формировании им-. пульсов ждущими мультивибраторами блоков 7 7 и 7 тРанзисторы Зо закрыты, следовательно диоды 41-45 заперты, а транзисторы 46 открыты. Однако если импульс на выходе блока 7 закончился, то транзистор 38 этого блока оказывается вновь открытым, шунтируя через диоды 41 и 43 входы транзисторов 46 блоков 2 и 2" независимо от наличия импульсов на выходе блоков 7 и 7 . Таким образом, паузы между длинными импульсами,формируеьы м блоком 7, определяют пау зы между пакетами высокочастотных

ымпульсов с выхода блоков 2 и 2", первый из которых запускает не менее

2/3 силовых блоков 3, а второй высокочастотный блок 4. Импульсы с выхода блока 2 по длительности и ! частоте следования в точности соответствуют импуль сам на выходе блока

7 . Если длительность импульсов на

1 выходе бло ка 7. со ст авля ет н е сколько периодов высокочастотных колебаний блокинг-генератора, то на выходе генератора формируются импульсы тока ступенчатой йормы, причем отношение амплитуд в т аких импуль сах определяется отношением числа силовых блоков 3, подключенных к выходу блока 2, к числу силовых блоков 3, подключенных к выходу блока 2. Если же длительность импульсов на выходе блока 7 равн а длительности импуль-! сов на выходе блока 7, то генератор формирует импульсы тока с постоянной амплитудой, На частотах порядка десятков килогерц в высокочастотном блоке 4 отключается не менее 2/3 выходных трaíçèñòîpîâ 19 и он в этом случае является маломощным генератором поджигающих импульсов. Внутреннее сопротивление этого генератора может быть уменьшено в три-четыре раза по сравнению с внутренним сопротив лением генератора поджигающих импульсов в известных широкодиапазонных транзисторных генераторах з а счет пар аллель ной р а боты двух, тр ех или более выходных каскадов в высокочас-тотном блоке 4 . Т- ким образом, сопро-. тивление 12, сигнал с которого поступает на вход УЛК, может быть уменьшено соответственно в три-четыре раэа, что увеличит стабильность работы регулятора рабочей подачи. УЛК при коротких замыканиях эрозионного промежут <а через диод 47 запирает разделительный каскад 5 и, следовательно, силовые блоки 3, выходные каскады которых питаются от выпрямителя 14.

После разведения электродов регулятором рабочей подачи на эрозионном промежутке 11 сразу же появляется напряжение от высокочастотного блока 4, который не отключается при коротких замыканиях, и работа разделительного каскада 5 возобновляется. На частотах порядка сотен и тысяч килогерц

256912 отключаются силовые блоки 3 и высокочастотный блок 4 остается единственньм источником технологического тока.

Высокочастотные импульсы или пакеты имг ульссвв с выхода блока 2 предварительных усилителей поступают на вход блока 4.

Использование трансформатора запуска между базой и эмиттером транзисторсз 19 позволяет при наличии общего радиатора (коллектора ) полуl чить схему включейия с общий эмиттером, которая обладает наибольшим ко эффициентом усиления и лучшими частотными свойствами по сравнению со схемой с общим коллектором. Кроме то5. го, трансформаторный запуск несколь-! ких выходных каскадов от одного предоконечного каскада 22 уменьшает вероятность несинхронной работы транзис торов 19, что существенно при требуе10 мой длительности импульсов порядка

10 -10 сек.

256912

gf

I

I в I

1

I

Om Удою 16

Э аказ 6361/1 Тираж 1106 П одпйс ное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП "Патент", г.Ужгород, ул.Проектная, 4

Редактор Т.Морозова Техред B.далекорей, Корректор И.Ватрушкина