電火花加工（EDM）利用可控電火花來腐蝕工件中的金屬,這種方法現(xiàn)在已成為高功率應用的成熟加工工藝。近年來,電火花加工技術越來越多地應用于高精度加工和機械零件的制造中,成為了機械制造業(yè)中不可或缺的一部分,但能源緊缺是現(xiàn)在社會面臨的重要問題,甚至制約了電火花加工機床的發(fā)展,因此節(jié)能是電火花加工的發(fā)展趨勢。脈沖電源作為電火花裝置的重要組成部分,它的好壞決定著電火花加工的質量、速度、穩(wěn)定性等一系列性能指標,因此對新型節(jié)能脈沖電源的研究有著很重大的意義。通過對國內外節(jié)能型脈沖電源的研究,以現(xiàn)有的節(jié)能脈沖電源電路為基礎,論文提出了一種具有新型主電路結構和電壓、電流雙閉環(huán)控制策略的成形機床節(jié)能型脈沖電源的設計方案。成形機床節(jié)能型脈沖電源主電路分為兩級,前級DC/DC變換器實現(xiàn)輸出電壓的穩(wěn)定可調,后級時序加工電路是通過時序控制器來調節(jié)放電脈寬、脈間,以控制間隙放電電流,由于電源采用電感元件代替限流電阻,提高了電能利用率,高頻變壓器的使用減小了電源體積。電源的控制系統(tǒng)以TI公司的TMS320F28035芯片作為核心,設計了包括核心控制板、驅動電路板和采樣電路板,承擔著PWM控制信號和脈寬、脈間控制信號的... 

【文章來源】：北方工業(yè)大學北京市

【文章頁數(shù)】：66 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

圖１－１?ＥＤＭ工作原理示意圖??

心部分，它的性能對于ＥＤＭ的生產效率、表??面質量、加工精度、加工的穩(wěn)定性等技術指標都有很大的影響［１１然而傳統(tǒng)脈沖??電源普遍存在電能利用率低、效率低、穩(wěn)定性差、智能化程度低等弊端，這嚴重??制約了?ＥＤＭ技術高效、高精、高質的發(fā)展需求，各ＥＤＭ技術強國紛紛探索研??宄脈沖電源節(jié)能化、綠色化、智能化的途徑和方法［１９］。??１．３．１國內脈沖電源的研究??１．３丄１傳統(tǒng)電阻限流式脈沖電源??在傳統(tǒng)的ＥＤＭ中，通常使用兩種脈沖電源：ＲＣ脈沖電源和晶體管型脈沖??電源，示意圖分別如圖１－３⑷和圖ｌ－３（ｂ）所示。ＲＣ脈沖電源通過電阻對電容器充??電，然后電容器釋放能量供間隙放電加工，具有控制簡單、易操作的優(yōu)點。缺點??是＿：?（１）由于放電頻率低，給電容器充電所需時間較長，導致極低的材料去除??率；（２）介質擊穿前，由于放電能量隨電容器中儲存的電荷而變化，因此很難獲??得均勻的表面光潔度；（３）如果前一次放電后介電強度沒有恢復，電流繼續(xù)流過??間隙中的通道，而不給電容器充電，則容易在工件上發(fā)生熱損傷。??另一方面，晶體管型脈沖電源通過限流電阻和功率開關管將脈沖電壓源與放??電間隙連接，產生可控間隙放電，被廣泛應用于傳統(tǒng)的電火花加工中，與ＲＣ脈??沖電源相比，由于其放電頻率高，因而具有較高的去除率。此外，脈沖持續(xù)時間??和放電電流可根據(jù)所需的加工特性任意改變，由于使用晶體管型脈沖電源，可以??很容易地產生等時放電脈沖，因此很容易獲得均勻的表面粗糙度。??Ｋ?Ｒ?Ｒ?〇??ｒ＂——?ｉｎ???工具?工具??電極?１?｜’極??Ｅ?ＣＴ?ｒ＾１?Ｅ?ＪＵＵＵＵＬ??工件?工件??

第一章緒論??７５％的電能被消耗掉，電能利用率低于２５％［２１］；?（２）兩種脈沖電源對加工電流和??加工電壓的控制都是開環(huán)控制，不能實時調節(jié)，加工穩(wěn)定性差。??１．３．１．２高效節(jié)能化脈沖電源??隨著現(xiàn)代電力電子技術在功率器件、電路拓撲結構、控制策略等方面所取得??的成果顯著，為脈沖電源向高效化、節(jié)能化方向發(fā)展提供了技術支持，具有全新??主回路和放電電流閉環(huán)控制的節(jié)能脈沖電源正在逐漸取代傳統(tǒng)脈沖電源間。??圖１－４為北京電加工研究所早期研制的電加工直流脈沖節(jié)能電源原理圖間。??該電源最大的優(yōu)點是電路中沒有限流電阻，而是用電感與電火花間隙直接串聯(lián)，??起到了節(jié)能的作用，但是屬于可控硅器件，由于開關頻率很低，所以穩(wěn)??態(tài)精度較差。??ＳＲ２?厶?３???????ｉｎｉ???ｈ?＝ｒＣｉ?ｓ?｝ｌＤｉ??Ｔ?Ｔ???ｎｎｎｎ?＾??Ｌ????控制電路??圖１－４電加工直流脈沖節(jié)能電源原理圖??逆變式節(jié)能脈沖電源是在ＰＷＭ控制ＤＣ／ＡＣ逆變器的基礎上引入電流負反??饋實現(xiàn)對放電電流的閉環(huán)控制，并利用儲能電感取代限流電阻實現(xiàn)節(jié)能，圖卜５??所示為哈爾濱工業(yè)大學研制開發(fā)的逆變式節(jié)能電火花加工脈沖電源原理圖【２４】。??———１—１１——Ｗ＇?——??Ｐｉ??加工脈ｙ發(fā)生｜驅＾電路Ｈ＊—?一??圖１－５逆變式節(jié)能電火花加工脈沖電源原理圖??逆變式節(jié)能脈沖電源存在的不足：此電源為電流單環(huán)控制，無法控制間隙電??壓的穩(wěn)定，而且儲能電感Ｚ２和加工間隙直接串聯(lián)，導致脈沖電源呈現(xiàn)非獨立電??５??


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