Электрические методы обработки материалов - Могорян Н.В.
Скачать (прямая ссылка):
импульсов с регулируемой длительностью импульсов, скважностью и частотой
следования [39], в котором формирование импульсов осуществляется
искусственной коммутацией уровня тока выпрямителя. Структурно тиристорный
генератор состоит из двух независимых контуров - силового формирующего 1
и контура запирающих импульсов 2 (рис. 116). Силовой формирующий контур,
196
предназначенный для формирования рабочих импульсов тока, содержит в себе
источник постоянного тока, фильтрующую емкость (выполняющую также функции
"пикового" малоиндуктивного источника тока, ответственного за
формирование переднего фронта рабочего импульса) и силовой коммутирующий
тиристор 77.
Контур запирающих импульсов предназначен для формирования импульсов тока,
осуществляющих искусственное запирание силового тиристора 77 и
поддерживающих отрицательное напряжение в течение времени не меньшего,
чем время, необходимое для восстановления запертого состояния тиристора.
Он состоит из источника постоянного тока, фильтрующей емкости,
коммутационных тиристоров Т2 и ТЗ и емкости С2, формирующей импульс тока
запирания.
Работа схемы совершается в два такта. В первом такте включением тиристора
77 обеспечивается подача уровня тока на нагрузку. Открывающийся
одновременно с тиристором 77 тиристор Т2 заряжает емкость С2. Запирание
тиристора 77 осуществляется во втором такте разрядом емкости С2 через
тиристор ТЗ. Управление длительностью импульсов, скважностью и частотой
их следования выполняется блоком управления, представляющим собой
мультивибратор с усилителем,
197
обеспечивающим устойчивый запуск тиристоров схемы. Проведенные испытания
генератора показали стабильность его работы со следующими техническими
характеристиками: амплитуда тока 630 А; амплитуда напряжения 30 В;
частота следования импульсов 1 -1000 Гц; длительность импульса 0,5-500
мс; длительность переднего и заднего фронта импульса не более 100 мкс;
потребляемая мощность 37 кВт. Форма импульсов тока близка к
прямоугольной.
Электрохимическая размерная обработка больших площадей предполагает
использование импульсного тока немалых амплитудных значений. Один из
путей повышения значения тока в импульсе - подключение для параллельной
работы нескольких аналогичных генераторов (модулей) к нагрузке,
действующих синхронно. Разработанная авторами [39] система управления
позволяет синхронизировать работу пяти модулей, реализующих импульсный
ток в нагрузке около 3000 А.
Наиболее полно вопросы технологического применения, разработки и
исследования источников питания технологическим током для импульсной
размерной ЭХО рассмотрены в [40].
В первых работах по использованию переменного асимметричного тока
применяли наложение переменного тока на постоянный, затем эти токи
суммировались на нагрузке, в результате чего кривая формы тока была
асимметричной. К недостаткам данных схем следует
198
отнести неполное использование мощности источников, отсутствие
возможности раздельного регулирования коэффициента асимметрии, наличие
мощных разделительных элементов в электрической схеме и др. С развитием
полупроводниковой техники представилась возможность создавать схемы,
обеспечивающие независимое регулирование амплитуды полупериодов тока.
Наибольшее применение из-за простоты и надежности (в основном для научных
исследований и в процессах, требующих небольших мощностей) получили схемы
со встречно включенными вентилями, в цепи которых содержатся
регулировочные сопротивления; с вентилями, шунтированными регулировочными
сопротивлениями. Однако наличие регулировочных сопротивлений существенно
снижает их КПД.
С появлением мощных управляемых диодов (тиристоров) стало возможным
отказаться от регулировочных сопротивлений, заменить диоды на тиристоры.
Однако следует отметить, что управление тиристорами, работающими в
ключевом режиме в цепи постоянного тока, требует сложных источников
управляющих импульсов.
К настоящему времени разработано большое число разнообразных генераторов
с использованием тиристорных ключей и различной степени сложности.
Наиболее полно тенденции в развитии тиристорных генераторов переменного
асимметричного тока отражены в работах [41-44]. Отличительной
особенностью генератора (рис. 117) [44] является то, что в процессе
работы в зависимости от характера протекающих на электроде процессов
возможно автоматическое изменение угла отпирания тиристоров, т. е.
изменение степени асимметрии переменного тока. Общий недостаток всех
тиристорных схем - наличие "мертвого времени", так как асимметрия в
большинстве случаев достигается не за счет изменения амплитуды
полупериодов, а за счет из- ]i
менения длительности их протекания (рис. 118), в результате чего
появляется бестоковая пауза.
Следующий тип источников - это источники, пост-
¦к
Рис. 118
199
рорнные на транзисторных ключах, соединенных по мостовой схеме,
коммутирующих два источника постоянного тока, которые являются
формирователями соответственно анодных и катодных полупериодов. В
