SU1281352A1 - Источник питани преимущественно дл электроэрозионной и электроэрозионнохимической обработки металлов - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к области обработки металлов электрическим разр дом, конкретно- к импульсным источникам питани  на основе авто- . номных инверторов Цель изобретени  - повьшение производительности оборудовани  путем улучшени  характеристик источника питани , котора  достигаетс  при использовании выходного трансформатора источника, включенного в мостовой автономный инвертор на тиристорах таким образом , что его обмотки, имеющие среднюю точку, работают на нагрузку (дуговой промежуток) параллельно, но разв заны по напр жению. Источник питани  обеспечивает пробой межэлект- родного промежутка при повьшенном напр жении, когда ток возникшей дуги протекает только по первичной обмотке выходного трансформатора, а вторична  обмотка отключена от нагрузки разв зывани  диодами. При снижении напр жени  на дуге до рабочего режима включаетс  вторична  обмотка т трансформатора, и ток в нагрузке при обработке равен сумме токов первичной и вторичной обмоток. 1 ил. i О) 1C 00 со ел Ю

Description

Изобретение относитс  к -преобразовательной технике, в частности к автономным инверторам, и может быть примененр в качестве источника импульсного унипол рного напр жени  дл  электроэрозионной и электроэро- зионнохимической обработки или в иньгк процессах, использующих импульсные кратковременные электрические дуговые разр ды,

Целью изобретени   вл етс  повышение эффективности использовани  оборудовани  за счет улучшени  весовых и энергетических характеристик источника питани ,

При электроэрозионной обработке металлов в момент достижени  импульсным напр- жением источника питани  определенной величины происходит электрический пробой жидкости с возникновением плазменного канала разр да, выделением тепла и выбросом из лунки металла обрабатываемой детали. Поэтому наиболее эффективным будет комби- нированный источник питани , выходные импульсы напр жени  которого состо т из пакетов двух серий, генерируемых одновременно, при этом назначение па- .кетов импульсов одной серии состоит в обеспечении пробо  жидкости 9след за которым происходит снижение напр жени , а второй пакет при более низком напр жении и большей мощности ис- точ -.дака должен поддерживать горение дуги в процессе обработки.

На чертеже представлена принципиальна  схема предлагаемого источника питани о

Источник питани  содержит Входной дроссель 1 и конденсатор 2 фильтра , образующие входной LC-фильтр, подключенный к источнику посто нного тока, два инвертюрных моста, состо щих из тиристоров 3,,4 5,5 66, встречных, диодов 7, 8,8 и 9,9 10, , индуктивностей 11, 12 и коммутирующих конденсаторов 13, 14 инверторный трансформатор 15, диоды его вторичной обмотки 16, 17 и нагруку 18. К выходным выводам источника питани  может быть подключен последовательный контур, состо щий из дроссл  19 и конденсатора 20.

Импульс1шй источник питани  работает следующим образом.

При включении тиристоров 3 в контуре , включающем элементы 3, 13, 11,

O

5

0

5 ,

0

35

40

3, 18, 9, 12, 14, 9 и первичную обмотку трансформатора 15, через нагрузку 18 начинает протекать полуволна колебательного тока, перезар жающего коммутирующие конденсаторы 13 и 14 с пол рностью, указанной на чертеже , на противоположную до напр жени , вьппе напр жени  на конденсаторе 2„ Б результате чего в контуре, образованном элементами 18, 7, 11, 13, 7 , 15, 5, 14, 12, 5 , протекает обратна  полуволна колебательного тока. Далее описанные процессы повтор ютс , формиру  в нагрузке пакет унипол рных импульсов тока. Рассмотренные процессы справедливы дл  режима, соответствующего большому сопротивлению нагрузки 18, когда выпр мительные диоды 16,.17 закрыты, потому что напр жение , приложенное к выпр мительньш диодам- 16, 17 со стороны вторичной обмотки трансформатора 15, выбираетс  ниже напр жени  со стороны первичной обмотки, имеющего место при большом сопротивлении нагрузки.

Через некоторое врем  после начала воздействи  импульса повышенного напр жени  происходит пробой диэлектрика или электролита, при котором сопротивление межэлектродного зазора как нагрузки источника питани  резко падает и загораетс  электрическа  дуга.

В момент скачкообразного увеличени  проводимости нагрузки 18 открываютс  выпр мительные ДИОДЫ 16 и 17, обеспечива  питание электрической дуги током, проход щим через- выходной трансформатор 5, После завершени  пакета импульсов следует пауза , после чего описанные процессы повтор ютс .

Таким образом, к нагрузке 18 до

I

пробо  прикладываетс  повышенное напр жение , по вл ющеес  в контуре 2, I5j 3, 13, 11, 3 , 8, а низкое напр жение , -возникающее в контуре 15, 16, 17, 18, запирает выпр мительные диоды 16 (17), Затем происходит пробой межэлектродного промежутка 18 и загораетс  дуга С этого момента гор щую дугу поддерживает ток, про- ход шлй через трансформатор 15 (его- вторичную полуобмотку), нагрузку 18, диод 17, После того, как конденсаторы 13 и 14 перезар д тс  до напр жени , выше напр жени  на фильтровом конденсаторе 2, начинаетс  обратный колебательный процесс. Ток протекает по цепи:.тиристоры 5,5 инверторного моста, коммутирующие конденсатор 14 и индуктивность 12, нагрузку 18, диоды 7,7 инверторно- го моста, коммутирующие конденсатор 13 и индуктивность 11, первичную «эбмотку трансформатора 15, На нагрузке 18 оп ть по вл етс  повышенное напр жение, достаточное дл  за- жигани  дуги, которую подхватывает ток, усиленный трансформатором 15 и протекающий по цепи: вторична  полуобмотка трансформатора 15, диод 16, нагрузка 18..Через нагрузку про- текает суммарный ток двух.контуров, включающий элементы 3, 13, П, З , 8, 9, 12, 14, 9, 15 и 15, 16 (17), 18.

.-

Таким образом, источник генерирует одновременно два пакета импульсов напр жени  и тока, которые подвод тс  параллельно к межэлектродному зазору (нагрузке 18), но один пакет им пульсов тока подводитс ..к нагрузке при любом сопротивлении, а второй - только при снижении сопротивлени  нагрузки и напр жени  на ней. При этом амплитуда токов второго пакета им- пульсов в 3-4 раза вьше, чем амплитуда токов первого пакета импульсов. Така  система двухпакетной серии импульсов обеспечивает зажигание и горение дуги при больших сопротивлени-  х межэлектродного промежутка, при этом ток, текущий через межэлектродный промежуток, в 3-4 раза меньше, чем ток второй серии импульсов. Когд идет электроэрозионна  или электро- эрозионнохимическа  обработка больших площадей, то напр жение на дуге падает ниже 30-40 В, автоматически включаетс  втора  сери  импульсов,, котора  увеличивает ток в 3-4 раза, что обеспечивает увеличение скорости обработки и повышение производительности труда

При работе источника питани  на холостом ходу или около него предлагаема  схема благодар  наличию выпр мительных диодов 16 и 17 представл е собой инвертор с нагрузкой, включенной в цепь тока инверторных мостов по бестрансформаторной схеме. При - этом напр жение импульсов велико и составл ет обычно 0,7 U, где Uj - входное напр жение

Дл  обеспечени  нормальной работы источника питани  в режимах, близких к холостому ходу, параллельно нагрузке может быть присоединен последовательный контур, содержащий дроссел 19 и конденсатор 20. Элементы 18-20  вл ющиес  нагрузкой резонансного инвертора, при увеличении сопротивлени  нагрузки 18 всегда обеспечивают колебательный режим в инверторных контурах. Причем, при полном разрыве цепи 18 (холостой ход) за счет постепенного зар да конденсатора 20 однопол рным выходными импульсами тока до величины входного напр жени  ток в инверторе снижаетс  до нул  за счет компенсации питающего напр же- i ни  на конденса горе 20.

Поскольку в предлагаемой схеме выходной трансформатор питает нагрузку только на стадии горени  электрической дуги при низком напр жении отпадает необходимость завышать установленную мощность вьпсодного трансформатора , когда выбирают его номинальное напр жение, исход  из .требований , пробо  межэлектродного промежутка , а ток - по условию обеспечени  требуемой энергии дуги.

Как известно, дл  электроэрозион- нохимической обработки предпробой- ное напр жение равно 120 В, а напр жение горени  дуги примерно 40 В. Например , если необходимый ток дуги равен 1000 А, то установленна  импульсна  мощность трансформатора источника должна составл ть 120 кВт и трансформатор должен бьш иметь номинальное напр жение выше напр жени  горени  дуги. Дл  рассматриваемого источника мощность трансформатора равна 40 кВт. Поэтому предлагаема  схема источника позвол ет иметь, например , трехкратное снижение установленной мощности или возможность трехкратного увеличени  импульсного тока дл  увеличени  площади обработки, т.е. увеличени  производительности.

Claims (1)

1. Формула изобретени 

   Импульсный источник питани  преимущественно дл  электроэрозионной и электроэрозионнохимической обработки металлов, содержащий инверторы, вьтолненные на параллельно соединенных первых группах тиристоров и диодов , включенных по мостовой схеме с последовательными LC-контурами

   диагонал х мостов, и подключетюй к анодам тиристоров и катодам диодов первых групп первичной обмоткой выходного - -рансформатора, средн   точка которой через дроссель входного фильтра подключена к положительному полюсу посто нного, напр же га , о т- личающийс  тем, что, с целью повышени  эффективности использовани  оборудовани  путем улучшени  весовых: и энергетических показателей источника питани , в выходной транс

   форматор введена вторична  обмотка со средней точкой, к которой подключены катоды второй группы тиристоров инверторов, образующие первый вывод выхода источника питаний, а крайние выводы -вторичной обмотки выходного трансформатора через дополнительные диоды соединены с анодами второй группы диодов, подключенных к отрицательному полюсу посто нного напр жени , образующих второй вывод выхода источника питани .