Релаксационный генератор импульсов для питания электроэразионных станков

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБ ЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советскик

Социалистических

Республик (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 22.01.74 (21) 1988771/08 с присоединением заявки ¹ (51) M. Кл. В 23Р 1/02

Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий (43) Опубликовано 25.04.76. Бюллетень № 15 (45) Дата опубликования описания 15.03.78 (53) УДК 621.9.048.4. .06 (088.8) (72) Авторы изобретения

М. Ш. Отто и М. В. Коренблюм (71) Заявитель

Ордена Трудового Красного Знамени Экспериментальный научноисследовательский институт металлорежущих станков (54) РЕЛАКСАЦИОННЫЙ ГЕНЕРАТОР ИМПУЛЪСОВ

ДЛЯ ПИТАНИЯ ЭЛЕКТРОЭРОЗИОННЫХ СТАНКОВ

ГосудврстввкныЙ комитет (23) П

3 Приоритет

Изобретение относится к электроэрозионной обработке материалов и, в частности, к источникам питания электроэрозионных станков.

Известны релаксационные генераторы импульсов, обеспечивающие возможность формирования коротких и достаточно мощных разрядных импульсов, адаптируемость к состоянию эрозионного промежутка, они сравнительно просты и надежны, но малопроизводительны, С целью повышения их производительности, например, зарядка емкостного накопителя осуществляется несколькими коро1кими импульсами тока, По этому способу работает схема, состоящая из источника постоянного напряжения, транзисторных ключей и накопительной емкости, в которой возможен вариант, когда зарядные блокинг-генераторы возбуждаются (открываются) в функции состояния эрозионного промежутка путем снятия сигнала с нелинейного сопротивления.

Известная схема имеет недостаточно высокую выходную мощность вследствие импульсного заряда емкости (что увеличивает время заряда), большой ток короткого замыкания, ухудшенную чистоту поверхности из-за наложения на импульсы разряда емкости тока цепи заряда.

Целью изобретения является увеличение выходной мощности релаксационного генератора без ухудшения чистоты поверхности и резкое снижение тока короткого замыкания.

Для достижения указанной цели в релаксационном генераторе с транзисторным зарядным ключом применена схема запирания транзисторов (например, одновибратор), вход которой подключен к линейному датчику тока в цепи разряда емкостного накопителя, либо и

1р датчику напряжения, фиксирующему пробой эрозионного промежутка. Схема запирания транзисторов выполнена безынерционной, т. е. не имеет задержки на срабатывание.

С целью автоматического изменения за15 держки на включение транзисторов в зависимости от длительности тока разряда времязависимая схема, например пик-детектор, подключенная к разрядной цепи, или переключатель величины накопительной емкости соединены в схеме запирания с теми цепями, которые определяют момент обратного опрокидывания схемы.

B случае использования датчика напряжения вход схемы запирания транзисторов соединен через диод с выходом дифференцирующей цепи, подключенной параллельно эрозионному промежутку.

На фиг. 1 и 2 даны блок-схема и принципиальная схема предлагаемого релаксацион30 ного генератора.

511175

Силовая часть генерагора состоит (фиг. 1) из источника 1 постоянного напряжения, транзисторного ключа 2 с токоограничиваюIlIHIvl сопротивлением накопительной емкости

3 и эрозионного промежутка (ЭП) 4. Вход схемы 5 запирания зарядных транзисторов (размыкания ключа 2) соединен с линейным датчиком 6 тока, либо датчиком / напря>кения на 311. Времязависимая схема 8, подключенная к разрядной цепи, соединена с теми цепями схемы 5 запирания, которые определяют время ее обратного опрокидывания.

Зарядный транзисторный ключ 2 (фиг. 2) состоит из параллельно соединенных каскадов на транзисторах 9, 10 с коллекторными сопротивлениями 11, 12. Суммарное токоограничивающее сопротивление зарядной цепи определяется количеством включенных каскадов, Схема 5 запирания выполнена в виде одновибратора на транзисторах 13, 14, в котором длительность импульса определяется хронирующими элементами 15, 16, а время установления в исходное состояние — емкостью 17 обратной связи.

Управление силовыми транзисторами 9 и

10 осуществляется от усилителя 18 (на транзисторе 19), соединенного с одновибратором

5, Одновибратор 5 и усилитель 18 питаются от комбинированного источника 20, 21 и источника 22 запирающего смещения. Общая точка источников 20 и 21 соединена с эмиттерами силовых транзисторов 9, 10, у которых отпирающие базовые токи формируются сопротивлениями 23, 24 от источника 20, а запирание осуществляется через диоды 25, 26 от источника 21. Г1ереключение емкостей 3 и

17 производится одновременно через связь

27. Вход одновибратора 5 подключен к датчику 6 тока (трансформатору) в разрядной цепи генератора.

Генератор работает следующим образом.

При подсоединении источников питания транзисторы 9 и 10 открыты и протекает ток заряда емкости 3. Если напряжение на ЭП и расстояние между электродами таковы, что возможен пробой, начинает формироваться импульс разрядного тока. При этом появляется импульс напря>кения на обмотке трансформатора 6, приводящей к запуску одновибратора 5. Транзистор 13 запирается, а транзистор 19 усилителя 18 открывается, приводя к форсированному запиранию силовых транзисторов 9, 10 (от источника 21 через открытый транзистор 19 и диоды 25, 26).

Таким образом, при формировании импульса разрядного тока зарядная цепь отключается, т. е. устраняется главный недостаток релаксационной схемы, что позволяет многократно увели.ить выходную мощпость.

Длительность импульса одновибратора 5 вместе с временем установления его в исходное состояние выбираются большими, чем сумма длительностей разрядного импульса и восстановления диэлектрической прочности ЭП.

60 б5

После обратного опрокидывания одновибратора 5 транзистор 19 запирается, а силовыс транзисторы 9, 10 открываются. Цикл повторяется. Максимальная частота повторения разрядных импульсов определяется времязадающими элементами 15, 16, 17.

В предлагаемом генераторе схема запирания транзисторов бсзынерционна, т. е. не имеет принципиально задержки на срабатывание, а используемые транзисторы должны быть высокочастотными (с временем переключения 30 — 100 нсек). В противном случае на ток разряда емкости 3 будет накладываться зарядный ток через ключ 2.

Датчик 6 тока выполнен линейным, что позволяет при использовании времязависимой схемы 8, например пикдетектора, подключенного к выпрямителю сигналов трансформатора тока, автоматически изменять задержку на включение зарядных транзисторов в функции длительности разрядных импульсов.

Поскольку длительность разрядных импульсов определяется при прочих равных условиях величиной накопительной емкости 3, то одновременно с переключением этой емкости (фиг. 2) переключается емкость 17 в цепи обратной связи одновибратора 5, величина которой определяет время его обратного опрокидывания. В результате с увеличением длительности разрядных импульсов автоматически снижается максимальная частота их следования, задаваемая схемой 5 запирания.

В одновибраторе 5 это снижение может быть выполнено также с помощью переключения хронирующих элементов 15, 16.

В случае короткого замыкания (к.з.) ЭП нарастающий ток к. з. вызывает срабатывание одновибратора 5 и запирание зарядных транзисторов 9, 10: ток через ЭП 4 прекращается. Через время, определяемое длительностью импульса и длительностью установления одновибратора в исходное состояние, наступает обратное опрокидывание схемы, в результате которого транзисторы 9, 10 опрокидываются. Вновь начинает протекать ток к. з. Цикл повторяется. Лмплитуда импульсов зависит от уровня срабатывания схемы

5. Короткие пучки тока формируются до тех пор, пока к.з. не будет ликвидировано. Таким образом при коротких замыканиях ЭП ток к.з. оказывается много меньше его рабочих значений, когда транзисторы 9, 10 не оказывают влияния на разрядные импульсы.

В случае применения датчика 7 напряжения, фиксирующего пробой эрозионного промежутка, параллельно последнему подключается дифференцирующая цепь, соединенная через диод со входом схемы 5 запирания.

Итак, предлагаемая схема релаксационного генератора с транзисторным ключом в зарядной цепи позволяет многократно увеличить его выходную мощность без ухудшения чистоты поверхности, поскольку зарядная цепь разобщается от разрядной на время формирования рабочих импульсов, вследст511175

4 è2, Составитель В. Влодавский

Текред В. Рыбакова

Редактор В. Дибобес

Корректоры: Л. Денискнна и А. Степанова

Заказ 918/15 Изд. № 320 Тираж 1178

НПО Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, К-35, Раушская наб., д. 4/5

Подписное

Типография, пр. Сапунова, 2 вие чего величина зарядного сопротивления может быть резко уме. :ьшена. Кроме того, в генераторе по предлагаемой схеме ток короткого замыкания много меньше рабочего (в известных генераторах он примерно вдвое превышает рабочий). В результате при обработке исключается возможность прижогов на детали.

Формула изобретения

Релаксационный генератор импульсов для питания электроэрозионных станков с зарядными транзисторными ключами, связаннымИ с датчиком состояния эрозионного промежутка в разрядной цепи, отличающийся тем, что, с целью увеличения выходной мощности

5 и снижения тока короткого замыкания, в качестве датчика использован линейный датчик тока или датчик пробоя, а указанная связь осуществляется через безынерционную схему запирания, например одновибратор, выход

10 которой подключен к усилителю с комбин;1рованным источником питания.