RU125111U1 - Генератор импульсного технологического тока для электрохимической размерной обработки - Google Patents
Генератор импульсного технологического тока для электрохимической размерной обработки Download PDFInfo
- Publication number
- RU125111U1 RU125111U1 RU2011133943/02U RU2011133943U RU125111U1 RU 125111 U1 RU125111 U1 RU 125111U1 RU 2011133943/02 U RU2011133943/02 U RU 2011133943/02U RU 2011133943 U RU2011133943 U RU 2011133943U RU 125111 U1 RU125111 U1 RU 125111U1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- current
- frequency
- generator
- technological
- energy
- Prior art date
Links
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 claims abstract description 8
- 238000004804 winding Methods 0.000 claims abstract description 7
- 239000000956 alloy Substances 0.000 claims abstract description 5
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 claims abstract description 5
- REDXJYDRNCIFBQ-UHFFFAOYSA-N aluminium(3+) Chemical class [Al+3] REDXJYDRNCIFBQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 5
- 230000000051 modifying Effects 0.000 abstract description 2
- 239000000969 carrier Substances 0.000 description 6
- 210000004027 cells Anatomy 0.000 description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 239000000463 material Substances 0.000 description 2
- 238000000034 method Methods 0.000 description 2
- 210000004544 DC2 Anatomy 0.000 description 1
- 210000003284 Horns Anatomy 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 238000004090 dissolution Methods 0.000 description 1
- 239000008151 electrolyte solution Substances 0.000 description 1
- 238000005755 formation reaction Methods 0.000 description 1
- 230000002530 ischemic preconditioning Effects 0.000 description 1
- 230000003334 potential Effects 0.000 description 1
Images
Abstract
Полезная модель относится к генераторам импульсного технологического тока для станков, обеспечивающих к электрохимическую размерную обработку (ЭХРО) лопаток турбин компрессоров. Генератор технологического тока содержит трехфазный полууправляемый выпрямитель 1, к выходам которого подключен управляемый частотный инвертор 2, формирующий пакеты импульсов напряжения миллисекундного диапазона и осуществляющий модуляцию тока в первичной обмотке низкопрофильного высокочастотного силового импульсного трансформатора 3 с магнитопроводом из нанокристаллического сплава ГМ 414 2, в свою очередь подключенного к выходу частотного инвертора 2. Штампованная одновитковая вторичная обмотка высокочастотного силового трансформатора 3 через реактивные элементы - дроссели 4, 5, а также диод 6 подключена к нагрузке 7 - электродам-инструментам, к которым в свою очередь параллельно подключена батарея резонансных конденсаторов 8. В качестве реактивных элементов - дросселей 4, 5 использованы шины токоподводов. Технический результат предлагаемого генератора технологического тока заключается в устранении изменений энергетического и частотного диапазонов передаваемой высокочастотной энергии, уменьшении (в сотни раз) потерь энергии на шинах токоподводов, существенном уменьшении (в десятки раз) расстояния между выходами генератора и электродами-инструментами, а также в получении необходимого согласования выходных импедансных характеристик генератора технологического тока и комплексной нагрузки в виде электрохимической ячейки. 1 п. ф-лы, 1 ил.
Description
Полезная модель относится к генераторам импульсного технологического тока для станков, обеспечивающих высокочастотную электрохимическую размерную обработку (ЭХРО) лопаток турбин компрессоров.
Модульные низкопрофильные генераторы технологического тока обеспечивают формирование высокочастотной энергии высокой плотности (сотен кВт… единиц МВт в импульсе) в зоне анодного растворения материала заготовки лопатки газотурбинного двигателя.
Известен генератор униполярных импульсов для реализации способа ЭХРО, состоящий из рабочего генератора и генератора отсекающих импульсов. В рабочем генераторе выход понижающего трансформатора через управляемый выпрямительный мост и силовой тиристор соединен с межэлектродным промежутком. В генераторе отсекающих импульсов зарядное устройство с фильтром через зарядный тиристор соединено с коммутационным конденсатором, который через коммутирующий тиристор соединен с силовым тиристором рабочего генератора [1].
К недостаткам известного генератора следует отнести значительные активные потери в генераторе и неоптимальную длительность переднего фронта импульсов, которая не должна превышать значения 100 мкс, для получения необходимых требований по качеству поверхности после ЭХРО.
Известен также источник технологического тока станка для электрохимической обработки [2], выполненный на основе силового блока, включающего трехфазный выпрямитель, выход которого подключен ко входу управляемого инвертора, в свою очередь подключенного к входу силового высокочастотного трансформатора и далее - к вторичному силовому выпрямителю. Через шины токоподводов, соединяющие выход источника технологического тока, энергия высокой плотности передается на нагрузку. При этом длина шин токоподводов зависит от геометрических размеров генераторов технологического тока и может достигать нескольких метров.
Наиболее близким к заявляемому генератору по технической сущности является источник технологического тока, в основу которого положена схема удвоителя тока [3], включающего источник напряжения, силовой высокочастотный трансформатор, вторичная обмотка которого через два дросселя, диоды и конденсатор подключена к нагрузке.
Недостатками указанного источника технологического тока являются:
- потери энергии на дросселях и токоподводах, возрастающие при увеличении их длины, так как потери связаны примерной квадратичной зависимостью с длиной шин токоподводов;
- качественное и количественное сужение энергетического и частотного диапазонов передаваемой высокочастотной энергии при увеличении длины токоподводов.
Предлагаемой полезной моделью решается задача снижения потерь энергии и устранения изменений энергетического и частотного диапазонов передаваемой высокочастотной энергии, ухудшающих параметры высокочастотной размерной обработки лопаток газотурбинных двигателей, существенное уменьшение расстояния между генератором импульсного технологического тока для электрохимической размерной обработки и электродами-инструментами.
Поставленная задача решается тем, что в генераторе импульсного технологического тока для электрохимической размерной обработки, включающем управляемый инвертор, высокочастотный силовой импульсный трансформатор, вторичная обмотка которого своими контактами через диоды и дроссели подключена к электродам-инструментам, параллельно которым подсоединены конденсаторы, обеспечивающие режим двойного резонанса по условиям оптимальной передачи энергии через магнитное поле высокочастотного силового импульсного трансформатора, отличающийся тем, что в качестве дросселей использованы шины токоподводов, а магнитопровод высокочастотного силового импульсного трансформатора выполнен из нанокристаллического сплава ГМ 414 кл. 2.
На чертеже изображена схема предлагаемого генератора импульсного технологического тока для электрохимической размерной обработки.(фиг.).
Генератор технологического тока, подключенный к общепромышленной силовой сети 380 V и частотой 50 Гц, содержит трехфазный полу управляемый выпрямитель 1, к выходам которого подключен управляемый инвертор 2, формирующий пакеты импульсов напряжения миллисекундного диапазона из прямоугольных импульсов напряжения несущей частоты микросекундного диапазона и осуществляющий модуляцию тока в первичной обмотке низкопрофильного высокочастотного силового импульсного трансформатора 3 с магнитопроводом из общеизвестного [4] нанокристаллического сплава ГМ 414 кл. 2 выполненного согласно ТУ 1261-030-12287107-2007, в свою очередь подключенного к выходу частотного инвертора 2.
Штампованная одновитковая вторичная обмотка высокочастотного импульсного силового трансформатора 3 через реактивные элементы дросселей 4, 5, а также диод 6 подключена к нагрузке 7 (электродам-инструментам), параллельно которой подключены батарея резонансных конденсаторов 8. В качестве реактивных элементов - дросселей 4, 5 использованы шины токоподводов.
Характеристики и количество конденсаторов 8 (емкость, напряжение, ток и тангенс угла диэлектрических потерь на рабочей частоте управляемого инвертора 2) определяются режимами их работы, необходимыми для оптимальной передачи энергии через высокочастотный импульсный силовой трансформатор 3.
Генератор технологического тока работает следующим образом.
Напряжение трехфазной сети 380 V поступает на полууправляемый трехфазный выпрямитель 1 и преобразуется в постоянное напряжение с действующим значением порядка 540 V.
Это напряжение поступает на управляемый инвертор 2, преобразующий напряжение 540 V в последовательность импульсов микросекундного диапазона с длительностью около 10 мкс и минимальной скважностью порядка 2,4.
Из этой последовательности микросекундных импульсов под управлением блока контроля и управления (на чертеже не показан) формируются пакеты импульсов с длительностью миллисекундного диапазона, являющейся сложной функцией технологического процесса ЭХРО.
Длительности и скважность пакетов миллисекундного диапазона лежат в пределах от 300 мкс до 3 мс.
Последовательность миллисекундных импульсов на несущей частоте микросекундного диапазона поступает затем на низкопрофильный силовой высокочастотный импульсный трансформатор 3 и далее через реактивные элементы дросселей 4, 5, а также диод 6 подключена к нагрузке 7 (электродам-инструментам), параллельно которой подключены батарея резонансных конденсаторов 8, обеспечивающих условия двойного резонанса.
Таким образом, высокочастотная энергия высокой плотности пакетами передается через магнитное поле низкопрофильного силового импульсного трансформатора 3, магнитопровод которого выполнен из вышеупомянутого нанокристаллического сплава, пакетами миллисекундной длительности биполярных импульсов несущей частоты микросекундного диапазона длительностей. При этом регулируемая длительность пакетов биполярных импульсов соизмерима со временем установления электродных потенциалов для соответствующих материалов, а импульсы тока обратной полярности способствуют повышению производительности и точности ЭХРО при одновременном существенном уменьшении шероховатости (до 0,2 мкм).
В качестве примера приводится энергетический и частотный диапазон импульсов напряжения/тока, формируемых предлагаемым генератором для
обработки профиля лопатки площадью 333 см2 для газотурбинного двигателя и подводимых в зону обработки к электродам-инструментам:
- диапазон напряжений импульсов несущей частоты и пакетов импульсов 5…40V;
- диапазон токов прямоугольных импульсов несущей частоты и пакетов импульсов 5…50 кА;
- длительность импульсов несущей частоты 10 мкс;
- длительность фронта/спада импульсов несущей частоты 2 мкс;
- диапазон скважностей пакетов импульсов 3…1000.
Технический результат предлагаемого генератора технологического тока заключается в устранении изменений энергетического и частотного диапазонов передаваемой высокочастотной энергии, уменьшении (в сотни раз) потерь энергии на шинах токоподводов, существенное уменьшение (в десятки раз) расстояния между генератором и электродами-инструментами, а также в получении необходимого согласования выходных импедансных характеристик генератора технологического тока и комплексной нагрузки в виде электрохимической ячейки, образованной электродами-инструментами, камерой давления, заполненной раствором электролита и обрабатываемой деталью - лопаткой газотурбинного двигателя.
Использованные источники информации:
1. Патент РФ №2177391 МПК В23Н 3/00
2. Функциональная схема и краткое описание работы силового блока импульсных источников "ГОРН", www.power2000.ru
3. Laszlo Balogh. The Current-Doubler Rectifier: An Alternative Rectification Technique For Push-Pull And Bridge Converters, DN-63, Unitrode Corporation. Texas Instruments Incorporated, 1999
4. www.Gamamett.ru
Claims (1)
- Генератор импульсного технологического тока для электрохимической размерной обработки, включающий управляемый инвертор, высокочастотный силовой импульсный трансформатор, вторичная обмотка которого своими контактами через диоды и дроссели подключена к электродам-инструментам, параллельно которым подсоединены конденсаторы, обеспечивающие режим двойного резонанса по условиям оптимальной передачи энергии через магнитное поле высокочастотного силового импульсного трансформатора, отличающийся тем, что в качестве дросселей использованы шины токоподводов, а магнитопровод высокочастотного силового импульсного трансформатора выполнен из нанокристаллического сплава ГМ 414 2.
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU125111U1 true RU125111U1 (ru) | 2013-02-27 |
Family
ID=
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU198636U1 (ru) * | 2020-01-10 | 2020-07-21 | Сергей Николаевич Чмиль | Электронный зонд для буровых головок |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU198636U1 (ru) * | 2020-01-10 | 2020-07-21 | Сергей Николаевич Чмиль | Электронный зонд для буровых головок |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN107155383A (zh) | 不间断电源装置 | |
| CN102909444B (zh) | 并联高能量电容电火花加工脉冲电源 | |
| CN106964853A (zh) | 一种用于放电加工的复合脉冲电源 | |
| CN201199674Y (zh) | 谐振变换器高压电源装置 | |
| CN115395802A (zh) | 一种超声波电源电路和超声波焊接装置 | |
| CN104393783A (zh) | 一种峰值电压电流恒定的介质阻挡放电型臭氧发生器供电电源 | |
| CN215344384U (zh) | 一种具有脉宽内分段加压功能的交流脉冲原油脱水电源装置 | |
| Wang et al. | A primary-sided CLC compensated wireless power transfer system based on the class D amplifier | |
| RU125111U1 (ru) | Генератор импульсного технологического тока для электрохимической размерной обработки | |
| CN102364863B (zh) | 一种无线输电装置的高频电源*** | |
| CN202334327U (zh) | 一种无线输电装置的高频电源*** | |
| CN103840699A (zh) | 微波电源*** | |
| CN206250997U (zh) | 一种lcc谐振式微波应用器供电电源*** | |
| CN102361341B (zh) | 一种逆变脉动程控式充电设备 | |
| Mita et al. | Analysis and Design of Wireless Power Transfer System with Asymmetrical Duty-Cycle Controlled Class-D ZVS Inverter | |
| CN210578299U (zh) | 一种基于氮化镓器件的光伏逆变器 | |
| CN207573243U (zh) | 脉冲电压型化成电源 | |
| CN207452029U (zh) | 智能型多频多电压高效电脱盐控制*** | |
| CN102496553B (zh) | 一种提供微波功率发生的源和控制微波功率的装置 | |
| CN110611451A (zh) | 一种基于氮化镓器件的光伏逆变器及其控制方法 | |
| CN104578731A (zh) | 谐波抑制双闭环控制电路及谐波抑制装置 | |
| CN116317536B (zh) | 一种高压无超调直流电源 | |
| CN104646775A (zh) | 一种节能型电火花加工脉冲电源 | |
| CN219394471U (zh) | 一种高压储能脉冲电容充电电源 | |
| CN221614650U (zh) | 高增益差分直流电能路由器 |