Электрические импульсы и их основные характеристики
Основными параметрами электрических импульсов, подаваемых к межэлектродному промежутку, являются их частота повторения, длительность, амплитуда и скважность, а также форма, определяющие максимальную мощность и энергию. Форма и параметры импульсов оказывают существенное влияние на износ электрода-инструмента, производительность и шероховатость обработанной поверхности.
Обозначим частоту повторения импульсов, т.е. их число в секунду, через f. Тогда Т=1/f будет являться периодом. Период повторения Т - есть величина между двумя точками двух последовательных импульсов, имеющих одинаковую фазу. Период Т состоит из двух частей - длительности импульса tи и интервала (паузы) между двумя смежными импульсами tп (рис.5,б).
Импульс характеризуется амплитудным значением (или амплитудой) напряжения и тока (Um и Im). Это максимальные значения, которые приобретают напряжение и ток за время импульса. При электроэрозионной обработке амплитуда напряжения изменяется от нескольких вольт до нескольких сотен вольт, а амплитуда тока от доли ампера до десятков тысяч ампер.[17]
Скважностью импульса q называют отношение периода Т к длительности импульса tи. Диапазон скважностей при электроэрозионной обработке заключен в пределах от 1 до 30.
Форма импульсов может быть различной. Некоторые типы импульсов показаны на рис.4.
Рис.4
Наиболее широко применяемыми типами импульсов при ЭЭО являются импульсы прямоугольной (рис.4, а), синусоидальной (рис.4, б), трапецивидной (рис.4, в), ступенчатой (рис.4, г) и других форм.
Импульсы, следующие друг за другом через равные промежутки времени, называются периодическими. При этом импульсы могут быть униполярными (рис.5, а) или знакопеременными (рис.5, б). При ЭЭО используются, как правило, периодические униполярные импульсы.
Т
Т
Т
а
tп tи
б
Рис.5
При величине промежутка между электродами более той, которая может быть пробита напряжением, подаваемым генератором, ток в цепи “генератор-промежуток” отсутствует I=0 и U=Uхх (рис.6).
Рис.6
Если же величина промежутка соответствует пробиваемой величине, то происходит пробой и в цепи генератор-промежуток формируется импульс тока I и импульс рабочего напряжения Uр . В силу ряда специфических процессов как при пробое, так и при протекании тока через канал разряда, форма импульса рабочего напряжения Uр (кривая ОАБВГ) резко отличается от формы импульса холостого хода Uхх (кривая ОЕГ) и имеет вид, представленный на рис.6. Такой вид импульса рабочего напряжения объясняется нелинейностью сопротивления межэлектродного промежутка как нагрузки генератора. Кривая ДЕГ (рис.6) характеризует форму импульса тока, начало роста которого соответствует напряжению пробоя I межэлектродного промежутка (т. А на рис. 6) в нормальных условиях протекания процесса ЭЭО. Величина Uгд , до которой падает напряжение после пробоя межэлектродного промежутка, как нагрузка генератора. Кривая ДЖГ (рис.6) характеризует форму импульса тока, начало роста которого соответствует напряжению пробоя Uпр межэлектродного промежутка (т.А на рис.6) в нормальных условиях протекания процесса ЭЭО. Величина U , до которой падает напряжение после пробоя межэлектродного промежутка, называется напряжением поддержания горения дуги. Напряжение Uгд для данных условий проведения процесса является величиной постоянной.