Электрические методы обработки материалов - Могорян Н.В.
Скачать (прямая ссылка):
которых наиболее существенна энергия прошедшего импульса, так как с ней
связана степень ионизации промежутка.
Само собой разумеется, что скорость нарастания напряжения на конденсаторе
(а следовательно, и на электродах) должна быть меньше скорости
восстановления электрической прочности межэлектродного промежутка. Это
достигается соответствующим подбором величины токоограничивающего
сопротивления R и конденсатора С.
Наличие некоторой собственной индуктивности цепи разрядного конденсатора
приводит к тому, что при прохождении через нее больших импульсов тока она
успевает запасти определенное количество энергии
достаточной для поддержания протекания тока через искровой промежуток при
снижении напряжения на нем. Этот же запас энергии приводит к перезарядке
конденсатора С и появлению обратного импульса тока (импульса обратной
полярности), приводящего к повышенному износу электрода-инструмента, что
отрицательно сказывается на точности обработки.
Частота следования импульсов при этом достаточно точно может быть
определена по формуле
где R - токоограничивающее сопротивление, Ом; С - емкость накопительного
конденсатора, Ф; Е - напряжение источника питания, В; Unp - напряжение
пробоя межэлектродного промежутка, В.
Мощность генераторов RC, как правило, не превышает 4-5 кВт, интенсивность
съема металла 500- 800 мм3/мин, частота следования импульсов на мягких
режимах достигает сотен килогерц. Коэффициент полезного действия
генератора RC мал (35-40%) вследствие больших потерь в токоограничивающем
сопротив-
(1.7)
/
2,3tf CIg -4
(1.8)
4*
51
лении цепи зарядки конденсатора. Скважность колеблется в пределах 10-100.
Однако, несмотря на отмеченные недостатки, генератор jRC-типа позволяет
сравнительно простыми средствами достичь высокой точности обработки,
чистоты поверхности.
Генератор типа RLC (рис. 31, а) отличается от генератора RC тем, что для
повышения его эффективности в цепь зарядного контура включена
индуктивность L. Введение индуктивности существенно меняет форму кривой
изменения напряжения на конденсаторе. Ввиду наличия индуктивного
сопротивления XL=ioL в цепи заряда в первоначальный момент времени
зарядки конденсатора, когда ток зарядки велик на нем (индуктивном
сопротивлении), наблюдается большое падение напряжения
AUL=Ljt, (1.9)
что приводит к тому, что в начале процесса зарядки конденсатора
напряжение на нем (а следовательно, и на электродах) растет медленнее,
чем при отсутствии в цепи зарядки конденсатора индуктивности (рис. 31,
б). Это благоприятно сказывается на увеличении скорости восстановления
диэлектрической прочности искрового промежутка, так как процесс
рекомбинации происходит практически при отсутствии на электродах
напряжения. В дальнейшем напряжение на конденсаторе резко возрастает, и
процесс зарядки при наличии индуктивности заканчивается даже несколько
раньше, чем при ее отсутствии (т. е. при ^С-схеме). К этому времени
электрическая прочность межэлектродного промежутка в достаточной степени
успевает восстановиться.
Наличие индуктивного сопротивления в цепи зарядки конденсатора позволяет
снизить величину активного сопротивления R, а следовательно, и потери в
нем.
Поскольку в генераторах RLC зарядка конденсатора происходит за меньший
период времени, то частота следования импульсов может быть повышена.
Кроме того, при малом токоограничивающем сопротивлении и большом значении
L напряжения, до которых заряжается конденсатор, могут достигать
удвоенного значения напряжения источника питания.
52
а
Величина индуктивности, вводимой в цепь зарядки конденсатора,
определяется по формуле
L== 6,25 R2C. (1.10)
Обычно она находится в пределах 0,05-0,5 Гц. Включение индуктивности в
цепь зарядного контура повышает на 30-40% КПД источника и увеличивает
интенсивность съема металла до 1300 мм3/мин.
В некоторых типах электроискровых установок применяются и другие схемы
релаксационных генераторов, подробное описание которых приведено в [23].
При использовании релаксационных генераторов для защиты проволочного
электрода от повреждений при возникновении короткого замыкания между
электродами отключается напряжение питания, что существенно снижает
производительность процесса обработки. В работе [24] описана цепь заряда
конденсатора (рис. 32) с последовательным включением двух резисторов,
один из которых зашунтирован транзистором Т. При возникновении КЗ с
датчика I подается запира-* ющий сигнал на базу транзистора, что вызывает
резкое снижение тока в цепи КЗ. Одновременно подается
53
корректирующий сигнал в блок 2 системы управления механизмом подачи
проволочного электрода.
Ламповые генераторы. Серьезный недостаток релаксационных генераторов -
низкая производительность процесса при работе на тонких режимах.
Повышение производительности обработки ограничивается тем, что, с одной
стороны, невозможно увеличить энергию в импульсе без ужесточения режима
работы, а с другой - рассмотренные схемы не позволяют повысить частоту
