DE3032757C2 - Einrichtung zur Abschaltung der Netzspannung elektrolytischer Bearbeitungsvorrichtungen im Falle eines Kurzschlusses - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Einrichtung zur Abschaltung elektrolytischer Bcarbcilurigsvorrichtungen im Falle eines Kurzschlusses im Arbeitsspalt, mit einem aus einem mehrphasigen Netz über einen Transformator gespeisten Gleichrichter zur Erzeugung des Arbeitsstromes, einem die Netzspannung schaltenden Kurzschlußschalter und einer bei einem Überstrom im Arbeitsspalt ansprechenden Schaltstufe zur Betätigung des Kurzschlußschalters.

An elektrolytischen Vorrichtungen zur formgebenden Bearbeitung metallener Werkstücke ist es bekannt, den Arbeitsstrom vom Arbeitsspalt der Maschine, d. h. von dem von Bearbeitungselektroden und Werkstück berandeten und mit dem Elektrolyten gefüllten Spalt, dann abzuschalten, wenn zwischen der Bearbeitungselektrode und dem Werkstück ein Kurzschluß eintritt. Der Kurzschluß kann durch Kontakt zwischen den beiden Werkstücken oder aber durch Bildung eines die beiden Werkstücke verbindenden Lichtbogens eintreten.

Um Beschädigungen der Bearbeitungselcktiodc und des Werkstücks im Kurzschlußfall durch Überströme zu verhindern, ist es bekannt, den Betriebsstrom vom Arbeitsspalt durch Abschaltung des speisenden Wechselstroms abzuschalten und über einen parallel zum Arbeitsspalt schaltbaren Kurzschlußschalter vom Arbeitsspalt abzulenken oder aber mittels eines über den Arbeitsspalt fließenden Gegenstroms unter gleichzeitiger Abschaltung des Arbeitsgleichstroms zu kompensieren. Zur Kurzschlußerfassung sind Kurzschlußdetektoren bekannt, die an den Arbeitsspalt anschließbar auf das Abfallen der Arbeitsgleichspannung im Kurzschlußfall oder auf entsprechende Überströme ansprecnen. In jedem Fall weisen die Detektoren Einsteilmittel auf, die es gestatten, von Hand die Obergrenze des Betriebsgleichstromes oder aber die Untergrenze der zugehörigen Betriebsgleichspannung einzustellen, deren Überschreitung bzw. Unterschreitung ein entsprechendes Kurzschlußsignal auslöst (DE-PS 15 88 180). Da die Bearbeitungsvorrichtung nicht mehr oder weniger geglätteten, to pulsierenden Gleichströmen gespeist ist, muß die Ansprechgrenze des Kur/.schluBschaliers relativ weil von dem tatsächlichen Ist-Wert des Arbcitsgleichslroms eingestellt und mit der Veränderung des Betriebssiroms auch verändert werden.

Ferner ist es bekannt, an den Arbeitsspalt einen Spannungsdelcktor anzuscWießcn. der die Spaltspannung mit einer Spannung vergleicht, die einem Bruchteil der Spallspannung entspricht und über einen Kondensator gespeichert mit einer Sollwert-Spannung verglichen wird. Aus dem Vergleich der entsprechenden Spannungsdifferenz ergibt sich ein Abschaltkriterium, das beim Absinken der Spaltspannung im Kurzschlußfall eine Kurzschlußschaltung auslöst. Derartige Anordnungen weisen den Nachteil auf, daß an Maschinen, die — wie das in der Regel der Fall ist - eine Regeleinrichtung zur Konstantregelung der Bearbeitungsspannung aufweisen, eine Abschaltung im Kurzschlußfall erst verspätet bei Unwirksamwerden der Spaltspannungsreglung eintritt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Einrichtung zur Abschaltung der Netzspannung elektrolytischer Bearbeitsvorrichtungen im Falle eines Kurzschlusses im Arbeitsspalt zu schaffen, bei der schnell und unabhängig von Änderungen des Betriebsstroms die r> Kur/.schlußabschallung erfolgt.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der gleichgerichtete, dem Netz entnommene Betriebsstrom dem Eingang einer im Takt der Impulse eines Stcucrgcnerators betreibbaren Maximalwert-Speichervorrichtung zur Speicherung des jeweiligen maximalen Stromwerts zugeführt ist, das Ausgangssignal der Maximalwert-Speichervorrichtung in einer Summierstufe um ein vorgegebenes Signal einer Signalquelle erhöht einer Vergleicherstufe zugeführt und dort mit dem gleichgerichteten Betriebsstrom verglichen ist, und daß das Ausgangssignal der Vet gleicherstufe den Kurzschlußschalter beim Überschreiten des Betriebsstroms der durch die Summierstufe vorgegebenen Schwelle betätigt.

Die erfindungsgcmäBe Einrichtung arbeitet dynamisch, denn im Takt der Impulse des Steuergenerators wird der Augenblickswert des gleichgerichteten, pulsierenden, dem Netz entnommenen Betriebsstroms gespeichert und um einen vorgegebenen Wert vergrößert, um dann mit dem gleichgerichteten, dem Netz entnommenen Betriebsstrom verglichen zu werden. Ist der gleichgerichtete Betriebsstrom in der Zwischenzeit innerhalb eines Taktes auf einen Wert angestiegen, der größer als der um den vorgegebenen Wert vergrößerte, bo gespeicherte Maximalwert ist, dann erfolgt die Abschaltung. Da der Vergleich also nicht mit einem Absolut-Wert, sondern immer nur mit einem auf den Augenblickswert des Betriebsstroms abgestellten Wert erfolgt, ist der Vergleich unabhängig von der Einstellung b^r) des Arbeitsglcichstroins. Aus dem gleichen Grunde wirkt sich auch eine den Arbeitsstrom beeinflussende Regeleinrichtung nicht negativ auf die Abschaltung bei Überstrom aus.

Zur Verbesserung der Ansprechempfindlichkeit sieht eine Ausgestaltung der Erfindung vor, daß jeweils zwei Maximalwert-Speichervorrichtungen, Summierstufen und Vergleicherstufen vorgesehen sind, die wechselweise durch den Steuergenerator betreibbar sind.

Die Zeichnung zeigt die Erfindung in einem Blockschaltbild.

Die elektrolytische Bearbeitungsvorrichtung enthalt ein Werkstück 1 und eine gegen das Werkstück in üblicher Weise verstellbare Bearbeitungseleklrodc 2, die beide einen mit einem flüssigen Elektrolyten gefüllten Arbeitsspalt einschließen. Die Bearbeitungsvorrichtung ist an den Ausgang einer Gleichstromquelle bestehend aus einem an ein Drehstromnetz 3 anschließbaren Hochstrom transformator mit den drei Primärwicklungen 4 und sechs Sekundärwicklungen 5 und 6 sowie einem nachgeschalteten mehrpulsigen steuerbaren Gleichrichter 7, angeschlossen.

Die drei Primärwicklungen 4 sind in Stern geschaltet. Die drei Sekundärwicklungen 5 und die Sekundärwicklungen 6 sind ebenfalls in Stern geschaltet, wobei die Sternpunkte der beiden Sternschaltungen über eine mit einer Mittenanzapfung versehenen Drossel TB miteinander verbunden sind. Die Mittenanzapfung ist über eine Leitung 8 mit der Elektrode 2 und die Gleichrichter der Gleichrichtervorrichtung 7 sind über eine Leitung 9 mit dem Werkstück 1 verbunden.

Im übrigen ist die Anordnung derart getroffen, daß über einen Regler durch Verstellung der Zündzeitpunkte der in dem Gleichrichter 7 enthaltenen Thyristorstromschaltventile über Steuerleitungen TA die Gleichspannung im Arbeitsspalt 1, 2 auf einen einstellbaren konstanten Wert geregelt wird. Die Spannung wird dazu gemessen und dem (nicht dargestellten) Regler als Istwert-Signal zugeliefert.

Das Einsenken der Bearbeitungselektrode 2 wird also bei konstanter Arbeitsgleichspannung vorgenommen. Der über den Arbeitsspalt fließende Arbeitsgleichstrom verändert sich dabei in Abhängigkeit von der Form des zu bearbeitenden Werkstücks, der Form der Bearbeitungselektrode, dem Abstand zwischen beiden Werkstücken und anderen Arbeitsparametern.

Der über den Arbeitsspalt 1, 2 fließende Gleichstrom, der z. B. 20 000 A betragen kann, wird mittels in die Stränge der Primärwicklungen eingeschalteter Stromwandler gemessen. Die Stromwandler der Stromwandler orrichtung 10 speisen eine Gleichrichleranordnung 11, die ausgangsseitig eine Gleichspannung erzeugt, die bei Kompensation eines Anteils, der dem Leerlaufstrom des Transformators 4, 5, 6 entspricht, dem Betriebsgleichstrom über den Arbeitsspalt 1, 2 im wesentlichen proportional ist. Diese Spannung steht auf der Meßleitung 12 zur Verfügung.

Mit 13 und 14 sind zwei an die Meßleitung 12 angeschlossene Speichervorrichtungen bezeichnet, die ausgangsseitig jeweils ein Signai erzeugen, das dem Maximum des an ihrem Eingang anstehenden Signals entspricht. Die Speicherstufen 13 und 14 sind über Steuer-Stufen 15 und 16 wechselweise in einem vorgegebenen Takt betätigbar, so daß jeweils nur eine der beiden Stu- bo fen 13 oder 14 ein Ausgangssignal führt. Die Stufen 15 und 16 sind dazu über eine weitere gemeinsame Steuerstufc 17 im Takt der Frequenz des Generators 18 steuerbar, der zur Betätigung der Gleichrichterstufe 7 über die Leitung TA vorgesehen ist. ti5

Die Ausgangssignalc der Sjieichcrstufen 13 und 14 gelangen über Leitungen 20 und 21 zum fiingang von Suniniiersiufen 22 und 23 die /u den Signalen der Leitungen 20 und 21 aus einer Signaiquelle 24 einstellbare Signalteile addieren. Die so geeignet vergrößerten Maximalwertsignale werden in Vergleicherstufen 25 und 26 mit de.n Signal der Leitung 12 verglichen, das den Vergleicherstufen über die Leitung 12Λ zugeführt ist.

Überschreitet das Signal der Leitung 12A die zugehörigen Vergleichssignale, so schaltet entweder die Schaltsfcjfe 27 oder die Schaltstufe 28 über ihre Ausgangsleitung und ein zugehöriges Oder-Gatter 29 über die Leitung 30 einen in die Zuleitungen zur Primärwicklung 4 eingeschalteten Kurzschlußschalter 3J, der die Stromzufuhr zur Gleichrichtervorrichtung unterbricht.

Der Kurzschlußschalter 31 kann auch durch einen parallel zum Arbeitsspalt 1,2 geschalteten Kurzschlußschalter oder durch andere Schaltmittel ersetzt und/ oder ergänzt sein, die den Stromfluß über den Arbeitsspalt 1,2 im Kurzschlußfall begrenzen oder verhindern.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (2)

Patentansprüche:

1. Einrichtung zur Abschaltung der Netzspannung elektrolytischer Bearbeitungsvorrichtungen im Falle eines Kurzschlusses im Arbeitsspalt, mit einem aus einem mehrphasigen Netz über einen Transformator gespeisten Gleichrichter zur Erzeugung des Arbeitsstromes, einem die Netzspannung schaltenden Kurzschlußschalter und einer bei einem Überstrom im Arbeitsspalt ansprechenden Schaltstufc zur Betätigung des Kurzschlußschalters, dadurch gekennzeichnet, daß der gleichgerichtete, dem Netz entnommene Betriebsstrom dem Eingang einer im Takt der Impulse eines Steucrgcncralors (18) betreibbaren Maximalwert-Spcichcrvorr-chtung (12) zur Speicherung des jeweiligen maximalen Stromwertes zugeführt ist, das Ausgangssignal der Maximalwert-Speichervorrichtung (13) in einer Summierstufe (22) um ein vorgegebenes Signal einer Signalquelle (24) erhöht einer Vergleicherstufe (25) zugeführt und dort mit dem gleichgerichteten Betriebsstrom verglichen ist und daß das Ausgangssignal der Vergleicherstufe (25) den Kurzschlußschalter (31) beim Überschreiten des Betriebsstromes der durch die Summierstufe (22) vorgegebenen Schwelle betätigt.

2. Einrichtung zur Abschaltung der Netzspannung nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß jeweils zwei Maximalwcrt-Speichervorrichtungen (13, 14), Summierstufen (22,23) und zwei Vergleicherstufen (25,26) vorgesehen sind, die wechselweise durch den Steuergenerator (18) beireibbar sind.