Патент ссср 411978

 

оп "

411978

Союз Советских

Социалистических

Республик

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Зависимое от авт. свидетельства №вЂ”

Заявлено 02.VI.1969 (№ 1339845/25-8) с присоединением заявки №

Приоритет

Опубликовано 25.1.1974. Бюллетень № 3

Дата опубликования описания 25.IV.1974

М. Кл. В 23р 1/02

Государственный комитет

Сонета Министров СССР по делам изобретений и открытий

УДК 621.9.048.4.06 (088.8) Авторы изобретения

И. С. Рогачев, А, С. Рабешко, А. Н. Ткаченко и П. И. Лукаренко

Харьковский ордена Ленина политехнический институт имени В. И. Ленина

Заявитель

ИСТОЧНИК ДЛЯ УНИПОЛЯРНЫХ ИМПУЛЬСОВ ТОКА

ДЛЯ ЭЛЕКТРОЭРОЗИОННОЙ ОБРАБОТКИ МЕТАЛЛОВ

Изобретение относится к электрофизическим методам обработки.

Известен источник питания для электроэрозионной обработки металлов, выполненный в виде индуктивного одноименнополюсного 5 двупакетного генератора, выход которого через компенсирующую емкость и выпрямитель соединен с межэлектродным промежутком, в цепи которого включена индуктивность.

Целью изобретения является получение в 10 одном генераторе напряжений средней и высокой частоты с одновременным снижением индуктивности якорной обмотки.

Это достигается тем, что полюса ротора генератора выполнены зубчатыми с равномер- 15 ной по окружности разбивкой зубцов. Пакеты ротора сдвин ы один относительно другого на половину зубцового деления. Обмотки пакетов статора соединены последовательно, соответственно, согласно или встречно. 20

На фиг. 1 изображен преобразователь с индукторным одноименнополюсным генератором, общий вид; на фиг. 2 — зубцовая зона индукторного одноименнополюсного генератора (а), кривая напряжения холостого хода, 2Б наводимого в обмотке первого (б) и второго (в) пакетов статора, кривая напряжения холостого хода генератора при последовательном встречном соединении обмоток пакетов статора (г) и кривая напряжения холо- 30 стого хода генератора при последовательном согласном включении обмоток пакетов статора (д); на фиг. 3 — принципиальные схемы соединения обмоток пакетов статора при работе генератора на средней (а) и высокой (б) частотах.

Электромашинный преобразователь выполнен в вертикальном однокорпусном исполнении с верхним направляющим роликоподшипником 1 и нижним несущим радиальным шарикоподшипником 2. В верхней части преобразователя установлен приводной асинхронный двигатель 3.

Двухчастотный генератор, размещенный в нижней части, представляет собой двухпакетную индукторную одноименнополюсную машину.

Шихтованные из высоколегированной электротехнической стали пакеты статора 4 с уложенной в их пазах сосредоточенной рабочей обмоткой установлены в сварном корпусе статора. Между ними размещена кольцевая катушка возбуждения 5. На массивном корпусе ротора укреплены шихтованные из электротехнической стали пакеты ротора 6. В генераторе находится центробежный вентилятор 7.

На пакетах ротора предусмотрено по четыре полюса (Z2 — — 4), выполненные зубчатыми

411978 с равномерной по окружности разбивкой зубцов на всех полюсах пакетов.

Величина угла разбивки о. (см. фиг. 1) при данном диаметре расточки пакетов статора и длине воздушного зазора обуславливается практически минимально возможной и теоретически целесообразной величиной зубцового шага разбивки t,, = ",, + "„„где,, и

b„„, — соответственно ширина зубца и паза на полюсе ротора (фиг. 2a).

При известной скорости вращения и средняя частота генерируемого напряжения будет равна

1с — г + а высокая

fb — з2 +ç

15 где г0

360 тсВ г=

I а г г, — полное (расчетное) число зубцов на наружной поверхности пакетов ротора при заР 25 данном шаге разбивки t,,; n — число оборотов ротора.

Величина средней f, и высокой fb частот, а также количество зубцов на полюсе и его полная ширина связаны между собой и определяются, главным образом, технологическими показателями электроэрозионной обработки, главными размерами генератора и параметрами разрядного контура.

Размеры ширины зубцов полюса b и паI зов между ними b„, выбирают из условия обеспечения синусоидальности напряжения высокой частоты, налагаемого на среднюю частоту (фиг. 2а, б).

Для выделения напряжения средней или высокой частоты пакеты ротора друг относительно друга сдвинуты на угол а/2 (см. фиг. 1) или соответственно на половину зубцового деления t,, /2 (фиг. 2а). На фиг. 2а 45 первый пакет ротора изображен контурной, а второй — пунктирной линией; пазы пакетов статора в осевом направлении строго совпадают.

Для пересоединения обмоток пакетов с це- 50 лью выделения средней или высокой частоты все четыре конца обмоток выведены на клеммную доску.

Наличие значительных полостей между расточкой пакетов статора и наружной по- 55 верхностью ротора позволяет легко осуществлять воздушное охлаждение генератора с помощью установленного на валу центробежного вентилятора 7.

На фиг. 3 изображены наиболее простые и 60 экономически целесообразные принципиальные электрические схемы подключения обмоток пакетов статора 8 и 9 генератора через выпрямитель 10 или 11 к эрозионному промежутку 12. 65

При работе на средней частоте предпочтение отдается схеме однополупериодного выпрямления (см. фиг. За), надежно и просто обеспечивающей формирование простых униполярных импульсов тока на всех режимах.

Для выделения напряжения средней частоты, аналогичного изображенному на фиг. 2д, обмотки пакетов соединяются последовательно согласно (на фиг. 3а начало обмотки первого пакета Н соединяется с концом обмотки второго пакета К .

На фиг. Зб изображена схема подключения обмоток пакетов статора на эрозионную нагрузку при работе на высокой частоте. При этом обмотки пакетов статора для выделения напряжения, аналогичного изображенному на фиг. 2 (жирные линии), соединяются последовательно встречно(на фиг. Зб концы обеих обмоток К и К соединены) . Здесь предпочтение отдается схеме двухполупериодного выпрямления, позволяющей формировать в разрядном контуре сложные гребенчатые импульсы напряжения.

Для обьединения входящих в группу отдельных импульсов тока в разрядный контур вводится индуктивность 13.

Для компенсации индуктивности обмоток в цепи переменного тока (до моста) имеется емкость 14.

Описанный источник питания работает следующим образом.

При вращении ротора возбужденного преобразователя в обмотках пакетов статора наводятся напряжения, аналогичные по форме и фазе изображенным на фиг. 2б и 2в (для наглядности при выделении высокой частоты фаза напряжения второго пакета фиг. 2в сдвинута на 180 ) . Полуволны напряжений отдельных обмоток пакетов имеют зубчатый характер.

Их можно представить состоящими из прямоугольного униполярного и наложенного на пего сипусоидального переменного более высокой частоты импульса (типа видеоимпульса).

При работе на средней частоте (черновая, высокопроизводительная обработка), благодаря сдвигу пакетов и последовательному согласному включению их обмоток, находящиеся практически в фазе прямоугольные составляющие полуволн напряжений обмоток пакетов суммируются, а находящиеся в противофазе высокочастотные переменные импульсы вычитаются (уничтожают друг друга), При работе на высокой частоте (чистовая обработка), благодаря сдвигу пакетов и уже последовательному встречному включению их обмоток, находящиеся в противофазе прямоугольные составляющие среднечастотных полуволн напряжений обмоток пакетов вычитаю-.ся (уничтожают друг друга), а находящиеся в фазе высокочастотные переменные импульсы суммируются.

Подключение обмоток в соответствии со схемами, изображенными на фиг. 3, дает воз411978 можность формировать в разрядпом контуре пеобходимые уциполярцые импульсы тока.

При этом сложпые гребенчатые импульсы тока, получающиеся на высокой частоте, обеспечивают отложепие защитной пленки па электроде-инструменте и его значительно пониженный износ.

Наличие на полюсах зубцов и их насыщепие ведут к уменьшению потоков рассеяния, замыкающихся через зазор и полюсы ротора и, следовательно, к уменьшению индуктивности якорной обмотки. Это позволяет увеличить мощность, забираемую от генератора.

Совершенно равноценные по параметрам обмотки пакетов статора с повышенным амплитудным значением напряжения (по сравнению с тактовым при незубчатых полюсах ротора и некоторых одинаковых величинах основного потока и глав ых размеров) позволяют осуществлять обработку на два независимых контура (поста). Это приобретает особое значение в связи с проектированием и изготовлением электроэрозиоцных станков с многоконтурной обработкой (например, станки модели 4724, 4725).

Предмет изобретения

1. Источник упипо lяр ых импульсов тока для электроэрозионной обработки металлов, выполпенный в виде индукторного одцоимеппополюсного двухпакетиого генератора, выход которого через компенсирующую емкость и выпрямитель соединен с межэлектродным промежутком, в цепи которого включена ин10 дуктивность, отл ич а ю щи ". с я тем, что, с целью получения в одном генераторе напряжений средней и высокой частоты с одновременным снижением пцдуктивности якорной обмотки, полюса ротора геператора выпол15 пены зубчатыми с равномерпой по окружпости разбивкой зубцов.

2. Источник по п. 1, отличающийся тем, что пакеты ротора сдвинуты один относительно другого на половину зубцового де20 ления.

3. Источник по и. 1, о т л и ч а ю щ п и с я тем, что, с целью выделения средцечастотного пли высокочастотного переменного напряжения, обмотки пакетов статора соединены последо25 вательно, соответственно, согласно или встречно.

411978 и, Составитель Б. Артамонов

Техред Е. Борисова Корректор В. Жолудева

Редактор Л. Народная

Типография, пр. Сапунова, 2

Заказ 1028/17 Изд, № 434 Тираж 944 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

Москва, 7К-35, Раушская наб., д. 4/5