SU1505696A1 - Генератор импульсов тока дл питани электроэрозионных станков - Google Patents

Abstract

Изобретение может быть использовано в качестве источника импульсного технологического тока дл  питани  электроэрозионных (ЭЭ) станков. Цель изобретени  - повышение производительности процесса ЭЭ обработки путем поддержани  напр жени  поджига близким к максимально возможному при любых значени х предпробойного сопротивлени  ЭЭ промежутка - достигаетс  введением в генератор импульсов тока дл  питани  ЭЭ станков элемента ИЛИ 16, формирователей 20, 24 пр моугольных импульсов, генератора 17 поисковых импульсов, фильтра 21, однополупериодного выпр мител  23, дифференциатора 22, триггера 25 со счетным входом, элементов И 18, 19, реверсивного счетчика 26 дешифратора 27, управл ющего ключа 15 и переключающих ключей 7-9. Первична  обмотка насыщающего дроссел  12 имеет промежуточные отводы, число которых равно числу переключающих ключей. Генератор содержит также мостовой инвертор с конденсаторной коммутацией, диоды 10, 11, источник питани . 1 ил.

Description

ел

о сд

О)

со

Эд

Изобретение относитс  к электроэрозионной обработке металлов и может быть использовано в качестве источника импульсного технологического тока дл  питани  электроэрозионных станков.

Цель изобретени  - повышение производительности процесса электроэрозионной обработки путем поддержани  напр жени  поджига близким и максимально возможному при любых значени х предпробойнего соединены с входами дешифратора 27, а выходы дешифратора 27 подключены к входам переключаюших ключей 7-9.

Генератор работает следующим образом.

При подаче импульсов управлени  на управл юш;ие электроды двух тиристоров, включенных в противоположные плечи мостового инвертора, например, тиристоров 1 и 6, последние отпираютс  и по цепи: дроссель 3 - тиристор I - накопительного сопротивлени  электроэрозионного про- Ю ный конденсатор 5 - тиристор 6 - димежутка .

На чертеже представлена схема генератора импульсов тока питани  электроэрозионных станков.

Генератор содержит первый 1 и второй 2 тиристоры, аноды которых через дроссель 3 соединены с положительным полюсом источника питани , катод первого тиристора 1 соединен с анодом третьего тиристора 4

од 10 - первична  обмотка насыщаюш,его- с  дроссел  12 - средн   точка источника питани  протекает ток, вызываюш,ий по вление на вторичной обмотке указанного дрос- ., сел  импульса напр жени . Обмотки насы- щаюш,егос  дроссел  12 сфазированы таким образом, что положительный потенциал этого напр жени  приложен к аноду диода 13 и первому выходному зажиму управл ющего ключа 15, а отрицательный - к катои первой обкладкой накопительного кон- 20 ду электроэрозионного промежутка и отри- денсатора 5, втора  обкладка конденса- цательному полюсу источника питани .

Поскольку число витков вторичной обмотки дроссел  12 больше числа витков его

первичной обмотки, то даже при закрытых

тора 5 подключена к катоду второго тиристора 2 и аноду четвертого тиристора 6. Катоды тиристоров 4 и 6 соединены между собой, с вторыми выходными зажима- ,, переключающих ключах 7-9, напр жение на ми переключающих ключей 7-9, с анодом вторичной обмотке повышенное и через диод 13 пробивает электроэрозионный промежуток 14, который в исходном состо нии ток не проводил. Благодар  пробою электроэрозионный промежуток 14 становитс  продиода 10 и с анодом диода 11. Катод диода 10 через певичную обмотку насыщающегос  дроссел  12 св зан со средней точкой источника питани . В качестве примера на схеме показано, что первична  обмотка зо вод щим и теперь ток зар да накопи- дроссел  12 имеет три промежуточных от- тельного конденсатора 5 протекает через вода, подключенных к первым выходным ДИОд 11 и промежуток 14 к отрицатель- зажимам ключей 7-9. Катод второго дио- ному полюсу источника питани , да 11 соединен с катодом третьего диода 13По мере зар да накопительного кондени анодом электроэрозионного промежут- сатора 5 напр жение на нем растет, а ток ка 14. Катод электроэрозионного промежут- 35 падает и при совпадении этого напр же- ка 14 соединен с отрицательным полюсом и  с напр жением между накопительным источника питани  и через вторичную об- полюсом и средней точкой источника пита- мотку насыщающегос  дроссел  12 св зан ни  ток зар да падает до нул  и тирис- с анодом третьего диода 13 и первым вы- торы 1 и 6 закрываютс . По окончании ходом управл ющего ключа 15. Управл ю- описанного процесса на первой обкладке щие электроды третьего 3 и четвертого 6 накопительного конденсатора 5 положитель- тиристоров подключены соответственно к пер- ный потенциал, а на второй - отрица- вому и второму входам элемента ИЛИ 16. Генератор 17 поисковых импульсов подключен к первым входам первого 18 и второго 19 элементов И. Выход элемента ИЛИ 16 д5 через первый формирователь 20 пр моугольных импульсов соединен с входом управл ющего ключа 15, второй выход которого через последовательно соединенные фильтр 21 низкой частоты, дифференциатор 22, однополупериодный выпр митель 23 50 тиристор 2 - конденсатор 5 - тиристор 4 и второй формирователь 24 пр моугольных диод 10 - первична  обмотка насыщаю- импульсов соединен со счетным входом триг-щегос  дроссел  12 - средн   точка исгера 25. Пр мой и инверсный выходы триг- точника питани . Возникающий при этом гера 25 подключены к вторым входам соот-импульс повышенного напр жени  на втоветственно первого 18 и второго 19 элемен-ричной обмотке дроссел  12 через диод 13

тов И. Выход элемента И 18 соединен с сум- 55 пробивает электроэрозионный промежутельныи , при этом импульс тока электроэрозионного промежутка 14 оканчиваетс .

При подаче импульсов управлени  на управл ющие электроды тиристоров 4 и 2 последние отпираютс  и происходит перезар д накопительного конденсатора 5. В этом случае при закрытых переключающих ключах 7-9 ток протекает по цепи: дроссель 3 -

мирующим входом реверсивного счетчика 26, выход элемента И 19 подключен к вычитающему входу этого счетчика. Выходы последток 14, вследствие чего последний становитс  электропровод щим. Благодар  этому дальнейщий перезар д накопительного коннего соединены с входами дешифратора 27, а выходы дешифратора 27 подключены к входам переключаюших ключей 7-9.

Генератор работает следующим образом.

При подаче импульсов управлени  на управл юш;ие электроды двух тиристоров, включенных в противоположные плечи мостового инвертора, например, тиристоров 1 и 6, последние отпираютс  и по цепи: дроссель 3 - тиристор I - накопитель ный конденсатор 5 - тиристор 6 - диод 10 - первична  обмотка насыщаюш,его- с  дроссел  12 - средн   точка источника питани  протекает ток, вызываюш,ий по вление на вторичной обмотке указанного дрос- , сел  импульса напр жени . Обмотки насы- щаюш,егос  дроссел  12 сфазированы таким образом, что положительный потенциал этого напр жени  приложен к аноду диода 13 и первому выходному зажиму управл ющего ключа 15, а отрицательный - к катопервичной обмотки, то даже при закрытых

переключающих ключах 7-9, напр жение на вторичной обмотке повышенное и через диод 13 пробивает электроэрозионный промежуток 14, который в исходном состо нии ток не проводил. Благодар  пробою электроэрозионный промежуток 14 становитс  про вод щим и теперь ток зар да накопи- тельного конденсатора 5 протекает через ДИОд 11 и промежуток 14 к отрицатель- ному полюсу источника питани , По мере зар да накопительного конденсатора 5 напр жение на нем растет, а ток падает и при совпадении этого напр же- и  с напр жением между накопительным полюсом и средней точкой источника пита- ни  ток зар да падает до нул  и тирис- торы 1 и 6 закрываютс . По окончании описанного процесса на первой обкладке накопительного конденсатора 5 положитель- ный потенциал, а на второй - отрица- тиристор 2 - конденсатор 5 - тиристор 4 диод 10 - первична  обмотка насыщаю- щегос  дроссел  12 - средн   точка истельныи , при этом импульс тока электроэрозионного промежутка 14 оканчиваетс .

При подаче импульсов управлени  на управл ющие электроды тиристоров 4 и 2 последние отпираютс  и происходит перезар д накопительного конденсатора 5. В этом случае при закрытых переключающих ключах 7-9 ток протекает по цепи: дроссель 3 -

пробивает электроэрозионный промежуток 14, вследствие чего последний становитс  электропровод щим. Благодар  этому дальнейщий перезар д накопительного конденсатора 4 происходит по цепи: дроссель 3 - тиристор 2 - конденсатор 5 - тиристор 4 - диод 11 - электроэрозионный промежуток 14 - отрицательный полюс источника питани . По окончании перезар да накопительного конденсатора 5 тиристоры 4 и 2 закрываютс , и импульс тока через электроэрозионный промежуток 14 прекращаетс .

Таким образом, через электроэрозионный промежуток 14 прошло два импульса тока. При повторной подаче импульсов управлени  на тиристоры 1 и 6 происходит перезар д конденсатора 5, который на первой обкладке имеет отрицательный потенциал, а

to

Предположим, что в начальный момент рассматриваемого промежутка времени григ- гер 25 находитс  в нулевом состо нии, а на выходах дешифратора 27 сигналы нулевые и переключающие ключи 7-9 закрыты . В этом случае открыт второй элемент И 19, так как на его втором входе присутствует единичный сигнал инверсного выхо/ча триггера 25, и импульсы генератора 17 поступают на вычитаюший вход реверсивного счетчика 26. По мере поступлени  этих импульсов число, записанное в этом счетчике , уменьшаетс  и единичный сигнал по вл етс  на выходе дешифратора 27 все меньшего разр да. При по влении тана второй обкладке - положительный. сигнала, например, на верхнем (по

Затем происходит пробой электроэрозион-схеме) выходе дешифратора 27 открываетс 

ного промежутка 14 (т. е. его поджиг) ипереключающий ключ 9 и ток перезар да

протекание через него третьего импульсанакопительного конденсатора 5 в первый

тока, который оканчиваетс  при запираниимомент после отпирани  тиристоров протетиристоров 1 и 6. Далее импульсы управле-кает не по-всей первичной обмотке насыщаюни  подаютс  на тиристоры 4 и 2 и все20 щегос  дроссел  12, а только по части ее

витков, вследствие чего коэффициент трансформации этого дроссел  возрастает и напр жение поджига измен етс , например растет. Рост напр жени  поджига приводит

описанные циклы инвертора повтор ютс .

витков, вследствие чего коэффициент трансформации этого дроссел  возрастает и напр жение поджига измен етс , например растет. Рост напр жени  поджига приводит

В процессе работы генератора импульсы управлени  тиристоров поступают также на входы элемента ИЛИ 16, на выходе ко- 25 увеличению выходных сигналов управл ю- торого формируетс  импульс как во врем  щего ключа 15 и фильтра 21 низкой частоты

и по влению на выходе дифференциатора 22 положительного сигнала. Последний не продействи  импульса на его первом входе, так и во врем  действи  импульса на его втором входе. Выходные импульсы этого элемента , нормированные по длительности и ампускаетс  выпр мителем 23, вследствие чего второй формирователь 24 пр моугольных

плитуде с помощью первого формировате- 30 импульсов импульса не вырабатывает и триггер 25 остаетс  в прежнем нулевом состо нии . Благодар  этому состо ние элементов И 18 и 19 сохран етс  прежним, реверсивный счетчик 26 продолжает работать в режиме вычитани  и записанное в него

л  20 пр моугольных импульсов, поступают на вход управл ющего ключа 15. Последний пропускает сигнал с первого выходного зажима на второй только во врем  действи  на его входе импульса формировател  20. В результате этого на фильтр 21 35 число уменьшаетс  с приходом каждого им- низкой частоть поступают импульсы, ампли-пульса генератора 17. В св зи с этим следующий единичный импульс дешифратора 27 формируетс  на выходе его более младшего , чем в предыду цем случае, разр ..,.„..„.„,.„ „„.....„., „„„.... ...„ да, например, на среднем {по схеме) выходе.

посто нстве коэффициента трансформации Последнее приводит к запиранию третье- насыщающегос  дроссел  12 и неизменное-го переключающего ключа 9 и отпиранию

ти сопротивлени  электроэрозионного проме-второго переключающего ключа 8. Первый

жутка 14 на предпробойной стадии ампли-ключ 7 остаетс  в закрытом состо нии,

туда импульсов поджига и, следовательно,В результате отпирани  ключа 8 число витвыходное напр жение фильтра 21 низкой 45 ° первичной обмотки дроссел  12, по ко- частоты посто нны и выходной сигнал диф-торым протекает ток конденсатора 5, уменьщаетс , а коэффициент трансформации этого дроссел  растет. В зависимости от величины предпробойного сопротивлени  электроэрозионного промежутка указанное увелитуда которых равна амплитуде импульсов поджига, а на выходе фильтра посто нное по знаку напр жение, величина которого пропорциональна указанной амплитуде. При

ференциатора 22 равен 0. В случае изменени  амплитуды напр жени  на вторичной обмотке насыщающегос  дроссел  12 выходное напр жение фильтра 21 измен етс 

и дифференциатор вырабатывает положи- 50 чение коэффициента трансформации может

Предположим, что в начальный момент рассматриваемого промежутка времени григ- гер 25 находитс  в нулевом состо нии, а на выходах дешифратора 27 сигналы нулевые и переключающие ключи 7-9 закрыты . В этом случае открыт второй элемент И 19, так как на его втором входе присутствует единичный сигнал инверсного выхо/ча триггера 25, и импульсы генератора 17 поступают на вычитаюший вход реверсивного счетчика 26. По мере поступлени  этих импульсов число, записанное в этом счетчике , уменьшаетс  и единичный сигнал по вл етс  на выходе дешифратора 27 все меньшего разр да. При по влении тащегос  дроссел  12, а только по части ее

витков, вследствие чего коэффициент трансформации этого дроссел  возрастает и напр жение поджига измен етс , например растет. Рост напр жени  поджига приводит

увеличению выходных сигналов управл ю- щего ключа 15 и фильтра 21 низкой частоты

пускаетс  выпр мителем 23, вследствие чего второй формирователь 24 пр моугольных

импульсов импульса не вырабатывает и триггер 25 остаетс  в прежнем нулевом состо нии . Благодар  этому состо ние элементов И 18 и 19 сохран етс  прежним, реверсивный счетчик 26 продолжает работать в режиме вычитани  и записанное в него

число уменьшаетс  с приходом каждого им- пульса генератора 17. В св зи с этим сле

тельный или отрицательный сигнал в зависимости от знака приращени  этого напр жени .

Импульсы генератора 17 поступают на первые входы первого 18 и второго 19 элементов И, из которых только один пропускает указанные импульсы на вход реверсивного счетчика 26 в зависимости от состо ни  триггера 25.

5

привести или к росту, или к уменьшению напр жени  поджига. При увеличении этого напр жени  выходные сигналы управл ющего ключа 15 и фильтра 21 низкой частоты возрастают и дифференциатор 22 формирует положительный сигнал, который не пропускаетс  однополупериодным выпр мителем 23. В св зи с этим второй формирователь 24 импульса не вырабатывает.

триггер 25 остаетс  в нулевом состо нии и реверсивный счетчик 26 продолжает работать в режиме вычитани . Следующим выходом дешифратора 27, на котором по вл етс  единичный импульс,  вл етс  выход более младшего разр да (нижний по схеме). В результате этого отпираетс  ключ 7 и коэффициент трансформации дроссел  12 воз.- растает.

В случае уменьшени  напр жени  поджи- га при увеличении коэффициента трансформации дроссел  12 выходные напр жени  управл ющего ключа 15 и фильтра 21 низкой частоты уменьшаютс , на выходе дифференциатора 22 по вл етс  отрицательный сигнал, который проходит через однополу- периодный выпр митель 23 на вход второго формировател  24 пр моугольных импульсов . Последний вырабатывает импульс, перевод щий триггер 25 в единичное состо ние. Вследствие этого второй элемент И 19 закрываетс , первый элемент И 18 открываетс , и импульсы с выхода генератора 17 поступают не на вычитающий, а на суммирующий вход реверсивного счетчика 26. С приходом каждого импульса на этот вход код в счетчике увеличиваетс  и единичные импульсы по вл ютс  на выходах все более старших разр дов дешифратора 27. Если до перехода триггера 25 в единичное состо ние единичный импульс находилс  на нижнем (по схеме) выходе дешифратора 27, то после перехода триггера в это состо ние импульс по вл етс  на среднем (по схеме ) выходе этого дешифратора. Благодар  этому первый переключающий ключ 7 закрываетс , второй ключ 8 открываетс , число витков первичной обмотки насыщающегос  дроссел  12, на котором протекает ток конденсатора 5, увеличиваетс , а коэффициент трансформации насыщающегос  дроссел  12 падает. Последнее приводит к увеличению напр жени  поджига, повышению амплитуды выходных импульсов управл ющего ключа 15, возрастанию напр жени  на выходе фильтра 21 низкой частоты и по влению положительного сигнала на выходе дифференциатора 22, котоый через выпр митель 23 на вход формировател  24 не проходит. В св зи с этим триггер 25 остаетс  в единичном состо нии, а реверсивный счетчик 26 продолжает работать в режиме сложени . Далее единичный И1М- пульс по вл етс  на верхнем (по схеме) выходе дещифратора 27, второй переключающий ключ 8 закрываетс , третий переключающий ключ 9 открываетс , и коэффициент трансформации дроссел  12 уменьшаетс . Если последнее приводит к дальнейшему росту напр жени  поджига на- электроэрозионном промежутке, то состо ние триггера 25 и режим работы реверсивного счетчика 26 сохран ютс , и коэффициент трансформации насыщающегос  дроссел  12 продолжает уменьщатьс . Как только уменьшение коэффициента трансформации приводит к уменьшению напр жени  поджига, на счетный вход триггера 25 поступает импульс, устанавливающий его в нулевое состо ние и перевод щий реверсивный счетчик 26 в режим вычитани . Благодар  этому коэффициент трансформации насыщающегос  дроссел  12 увеличиваетс  за счет коммутации его первичной обмотки

с помощью переключающих ключей. Если последнее приводит к росту напр жени  поджига, то коэффициент трансформации увеличиваетс  и далее, а если к уменьшению напр жени  поджига, то коэффициент

5 трансформации уменьшаетс .

Claims (1)

1. Формула изобретени 

   Генератор импульсов тока дл  питани  электроэрозионных станков, содержащий

   0 мостовой инвертор с конденсаторной коммутацией , аноды первого и второго тиристоров которого через дроссель св заны с положительным полюсом источника питани , а катоды третьего и четвертого тиристоров ин5 вертора подключены к анодам первого и второго диодов, катод первого диода через первичную обмотку дроссел  св зан со средней точкой источника питани , катод второго диода соединен с анодом эрозионного промежутка и катодом третьего диода,

   0 анод которого через вторичную обмотку насыщающегос  дроссел  подключен к катоду эрозионного промежутка и к отрицательному полюсу источника питани , отличающийс  тем, что, с целью повыщени  производительности процесса электроэрози5 онной обработки, в него введены элемент ИЛИ, первый и второй формирователи пр моугольных импульсов, генератор поисковых импульсов, фильтр, однополупериодный выпр митель , дифференциатор, триггер со счетным входом, первый и второй элементы И, реверсивный счетчик, дешифратор, управл ющий ключ и Переключающие к.тючи, а первична  обмотка насыщающегос  дроссел  выполнена с промежуточными отводами, число которых равно числу переключающих

   5 ключей, управл ющие электроды катодной группы тиристоров инвертора подключены к к входам элемента ИЛИ, выход которого через первый формирователь пр моугольных импульсов св зан с первым выходом управл ющего ключа, генератор поисковых импуль0 сов соединен с первыми входами первого и второго элементов И, вход управл ющего ключа соединен с анодом третьего диода, а второй выходной зажим ключа через последовательно соединенные фильтр, дифференциатор , однополупериодный выпр митель и вто5 рой формирователь пр моугольных импульсов соединен со счетным входом триггера, пр мой и инверсный выходы триггера подключены к вторым входам соответственно перво1505696

   910

   го и второго элементов И, выход перво-дешифратора - к входам коммутируюго , элемента И соединен с суммирующимщих ключей, первые выходы которых

   входом реверсивного счетчика, а выходсоединены с отводами первичной обвторого элемента И - с вычитающим вхо-мотки насыщающегос  дроссел , вторые выдом счетчика выходы счетчика подклю-ходы коммутирующих ключей подключены

   чены к входам дещифратора, а выходык анодам первого и второго диодов.