Источник питания импульсным током для размерной электрохимической и электроэрозионной обработки металлов

Источник питания импульсным током для размерной электрохимической и электроэрозионной обработки металлов

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Союз Советских

Социалистических

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 23.03.81 (21) 3264471/24-07 (51)hA. Кд.з

Н 02 М 3/135//

В 23 Р 1/02 с присоединением заявки Мо—

Государственный комитет

СССР по делам изобретений н открытий (23) Приоритет— (53) УДК 621 314 . 6 (088. 8) Опубликовано30.08.82. Бюллетень Мо 32

Дата опубликования описания 30.08.82 (72) Автор изобретения

В.A. Градобоев (71) Заявитель (54) ИСТОЧНИК HHTAHHR ИМПУЛЬСНО TOKOM

ДЛЯ РАЗМЕРНОЙ ЭЛЕКТРОХИМИЧЕСКОЙ

И ЭЛЕКТРОЭРОЗИОННОЙ ОБРАБОТКИ МЕТАЛЛОВ

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в качестве источника питания импульсным током для размерной .электрохимической и электроэрозионной. обработки металлов.

Известен источник питания, выполненный в виде последовательно соединенных источника постоянного тока, межэлектродного промежутка и запираемого посредством контура коммутации силового тиристора (11.

Неуправляемая величина напряжения коммутирующего конденсатора контура коммутации и, в частности черезмерное возрастание в режимах, близких к коротким замыканиям, межэлектродного промежутка, являются причиной перенапряжений приводящих к аварий- 20 ным ситуациям.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является источник питания импульсным током для размерной электрохимической и электроэрозионной обработки металлов,. 25 содержащий последовательно соединенные источник постоянного тока, межэлектродный промежуток, коммутирующий дроссель и параллельно соединен-, ные автономные высокочастотные инвер- 30 торы, включающие соединенные последовательно с защитными дросселями тиристорные мосты с коммутирующими конденсаторами в диагоналях переменного тока (2).

Являясь формирователем пакетов суммарных импульсов тока, состоящих из восьми и более одиночных, исРочник обладает повышенными коммутационными потерями, резко снижающими КПД.

Жесткая, нерегулируемая в послепробойной стадии обработки вольтамперная характеристика источника также ограничивает. его технологические возможности.

Цель изобретения — повышение энергетических показателей и расширение технологических возможностей.

Поставленная цель достигается за счет того, что в источнике питания импульсным током для размерной электрохимической и электроэрозионной обработки металлов, содержащем последовательно соединенные источник постоянного тока, межэлектродний промежуток, коммутирунхаий дроссель и параллельно соединенные автономные высокочастотные инверторы, включающие соединенные последовательно с защитными дросселями тиристорные

955427 мосты с коммутирующими конденсаторами в диагоналях переменного тока, дополнительно введены два последовательно соединенных тиристора,шунтирующий тиристор катодной группы тйристорного моста одного из высоко- 5 частотных автономных инверторов и цепочка, состоящая из включенных последовательно дополнительного источника постоянного напряжения, режимйого сопротивления и раздели- 10 тельного диода, подключенная между общей точкой последовательно соединенных указанных тиристоров и общей точкой межэлектродного промежутка и источника постоянного тока. )5

На фиг. 1 представлена принципиальная электрическая схема;на фиг.2 и 3 — временные диаграммы тока, протекающего в межэлектродном промежутке.

Источник питания состоит из включенных последовательно источника 1 постоянного тока с фильтровым конденсатором 2 на выходе, межэлектродного промежутка 3, коммутирующего дросселя 4 и параллельно соединенных автономных высокочастотных инверторов, выполненных в виде соединенных последовательно с защитными дросселями

5, тиристорных мостов на тиристорах б-9 с коммутирующими конденсаторами

10 в диагоналях переменного тока.

Параллельно тиристору 7 включены два последовательно соединенных тиристора 11 и 12, средняя точка которых через разделительный диод 13, режимное сопротивление 14 и источник 15 постоянного напряжения соединена с отрицательным электродом межэлектродного промежутка. Включенные последовательно межэлектродный промежуток, 40 коммутирующий и защитный дроссели зашунтированы диодами 16.

Источник работает следующим образом.

Открытием тиристоров б и 7 инвер- 45 торного моста замыкается колебательный контур, образованный фильтровым конденсатором 2, коммутирующим конденсатором 10 первого моста, дросселями 5 и 4, межэлектродным промежутком 3. Конденсатор 10 перезаряжается, формируя передний фронт нагрузочного тока.

Когда напряжение на конденсаторе

10 первого моста станет равным напряжению на фильтровом конденсаторе

2, открываются тиристоры б, 11 и

12 второго инверторного моста и замы; кается колебательный контур, образованный фильтровым конденсатором 2, коммутирующим конденсатором 10 (вто-, рой мост), дросселями 5 (второй мост) и 4, межэлектродным промежутком

3. Нагрузочный ток переводится в контур перезаряда конденсатора 10 (второй MocT), а тиристоры б и 7 (первый 65

4 мост) окажутся под обратным напряжением, восстанавливая свою управляемость.

При снижении суммарного напряжения межэлектродного промежутка 3 и дросселей 4 и 5 до величины напряжения источника 15 нагрузочный ток переводится в контур, образованный источником 15 постоянного напряже-. ния, режимным сопротивлением 1 4,диодом 13> дросселями 5 (второй мост)

4 и межэлектродным промежутком, а тиристоры б и 11 (второй мост) восстанавливают управляемость. Таким образом, межэлектродный промежуток окажется подключен к источнику постоянного напряжения, величину напряжения которого выбирают выше напряжения горения дуги для случая электроэрозионнохимической обработки и выше напряжения анодного растворения для случая электрохимической обработки.

Далее осуществляется запирание тиристора 12 и отключение источника 15 постоянного напряжения при одновременном формировании заднего фронта нагрузочного импульса, для чего включаются тиристоры 8 и 9 (первый мост), затем с задержкой тиристоры 8 и 9 (второй мост)(фиг.2)

Напряжение на коммутирующем дросселе 4 окажется встречным для источника 15 постоянного напряжения и тиристор 12 восстанавливает управляемость, а энергия, запасенная в дросселях 4 и .5 в виде разрядного тока выделяется в межэлектродном промежутке через диоды 1б.

Длительность запирающего тиристора

12 напряжения можно увеличить, осуществляя работу тиристорных мостов в следующей последовательности: тиристоры 8 и 9 — первый мост, тиристоры 8 и 9 — второй мост, тиристоры б и 7 — первый мост, тиристоры б и

7 — второй мост (фиг. 3).

В предлагаемом источнике питания формирование нагрузочного импульса осуществляется в три стадии. На первой.стадии осуществляется формирование переднего фронта. До момента пробоя межэлектродного промежутка работают высокочастотные инверторы, обладающие жесткий внешней характеристикой и крутым передним фронтом.

На второй стадии после пробоя межэлектродного промежутка подключается источник постоянного напряжения, при этом внешняя характеристика определяется величиной режимного сопротивления, меняя которую, можно регулировать жесткость внешней характеристики.

При этом межэлектродный промежуток потребует энергию, необходимую для поддержания горения дуги в случае электроэрозионнохимической обработки и для поддержания анодного растворе955427 ния для случая электрохимической обработки, независимо от величины обрабатываемой площади, т.е. процесс саморегулирования.

На третьей стадии осуществляется отключения источника постоянного напряжения и формирование заднего фронта нагрузочного импульса посредством работающих высокочастотных инверторов.

При этом время, предоставляемое для закрытия силового тиристора, опреде- 10 ляется длительностью работы инверторов, а не величиной их коммутирующих емкостей, что позволяет резко снизить весогабаритные показатели устройства коммутации. 15

Регулируя длительность времени протекания каждой стадии формирования нагрузочного импульса,их соотношение между собой, можно регулировать в широких пределах жесткость вольтамперной характеристики источника питания, приближая ее к оптимальной, а именно жесткую вольтамперную характеристику в предпробойной стадии при малой длительности переднего фронта и большой импульсной мощности, мягкую вольтамперную характеристику в послепробойной стадии обработки.

Предлагаемый источник, являясь по сути прерывателем постоянного .! напряжения, в стадии передачи основной энергии импульса не претерпевает коммутаций, тем самым снижая коммутационные потери и повышая КПД.

Формула изобретения

Источник питания импульсным током для размерной электрохимической и электроэрозионной обработки металлов, содержащий последовательно соединенные источник постоянного тока, межэлектродный промежуток, коммутирующий дроссель и параллельно соединенные автономные высокочастотные инверторы, включающие соединенные последовательно с защитными дросселями тиристорные мосты с коммутирующими конденсаторами в диагоналях переменного тока, о т л и ч а ю щ.и и с я тем,. что, с целью. повышения энергетических показателей и расширения технологических возможностей, дополнительно введены два последовательно соединенных тиристора, шунтирующий тиристор катодной группы тиристорного моста одного из высокочастотных автономных инверторов и цепочка, состоящая из последовательно включенных дополнительного источника постоянного напряжения, режимного сопротивления и разделительного диода, подключенная меж-. ду общей точкой последбвательно сое- диненных указанных тиристоров и общей точкой межэлектродного промежутка и источника постоянного тока.

Источники .информации, принятые во внимание при экспертизе

1. "Электронная обработка материалов", Штиинца, 1980, 9 1, с. 110.

2. Авторское свидетельство СССР

9 759285, кл. В 23 P 1/02, Н 02 М 5/42, 1978.

955427 фие. 2

Составитель Т. Добровольскис

Техред.Л. Пекарь, Корректор М. Демчик

Редактор А; Нласенко

Закаэ 6468/72 Тираж 721 .Подписное

БНИИПИ 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 г- — - ! ! ! ! ! !

l ! ! !

I ! ! !

I ! !

l !

I ! !