電加工工具機脈衝電源的製作方法

2023-09-21 05:33:45

專利名稱：電加工工具機脈衝電源的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種電加工工具機脈衝電源。
背景技術：
現有的電加工工具機在加工工件時，其脈衝電壓波形和與之相應的電流波形可分為兩個部分，第一部分為擊穿加工間隙的的小電流高壓部分，其作用是在施加加工脈衝的開始階段擊穿加工電極與工件之間的絕緣介質，該電壓一般為100--300V，與之相應的電流為幾個安培；第二部分為相對於擊穿電壓和擊穿電流而言的低電壓和高電流的工作部分，該電壓一般為20--50V，與之相應的電流為數個到數百安培。
現有的電加工工具機脈衝電源一般包括供電電源、限流元件、功率電子開關、加工電極以及工件組成，並保留有間隙。當施加加工脈衝以後，所施加的電壓由較高的擊穿電壓急劇下降到工作電壓時，大量的電功率都消耗在限流元件上，限流元件一般採用大功率電阻，電能的浪費極其驚人，並且還造成了環境溫度的上升，需要用電扇或空調為其強行降溫，也有採用電感作為限流元件的，但電感產生的感應電流需要用電容來儲存，並且仍然需要用電阻來消耗。

發明內容
本發明的目的是提供一種電加工工具機脈衝電源，該電源採用橋式電路，主迴路用電感限流，使電感中的貯能可繼續放電加工，多餘部分全部返回給供電電源，可節約80％以上的電能，並且加工電流波形為三角波，既能滿足生產率和粗糙度的要求，又能滿足極低電極損耗的要求。
本發明的技術方案是一種電加工工具機脈衝電源，包括供電電源，所述供電電源的兩端串聯有第一功率開關、限流電感、工件、加工電極、第二功率開關，工件與加工電極之間留有間隙，所述第一功率開關的輸出端與供電電源的負極端之間連接有第一續流二極體，並且第一續流二極體的陰極與第一功率開關的輸出端連接、陽極與供電電源的負極連接，所述供電電源的正極端與第二功率開關的輸入端之間連接有第二續流二極體，並且第二續流二極體的陰極與供電電源的正極端連接、陽極與第二功率開關的輸入端連接。
上述技術方案中，所述限流電感串聯在第一功率開關與工件之間，也可以串聯在加工電極與第二功率開關之間。
所述第一功率開關和第二功率開關為雙極型電晶體、MOS管、IGBT管中的任意一種，或任意一種組合成的模塊，或任意兩種組合成的模塊，或任意三種組合成的模塊。
所述限流電感是電感元件，也可以是分布參數的布線電感。
本發明的優點是1.本發明的加工主迴路沒有耗能電阻，因此電源提供的能量可以全部給加工間隙，獲得高效加工，同時對環境溫度的升高影響也較小，可以省去電扇和空調等冷卻設備。
2.本發明限流電感中的貯能在控制脈衝結束時仍能繼續放電加工，多餘部分全部返回供電電源，可以節約電能80％以上。
3.由於採用了電感限流，所以電流波形是從零緩慢上升的三角波形，對電極的損耗非常小，對加工面的粗糙度要求和加工速度要求也極為有利的。


下面結合實施例對本發明作進一步的描述圖1為為本發明的電路原理圖。
其中1供電電源；2第一功率開關；3限流電感4工件；5第二功率開關；6加工電極；7第一續流二極體；8第二續流二極體。
具體實施例方式
實施例如圖1所示，一種電加工工具機脈衝電源，包括供電電源(1)，所述供電電源(1)的正極和負極之間依次串聯有第一功率開關(2)、限流電感(3)、工件(4)、加工電極(6)、第二功率開關(5)，工件(4)與加工電極(6)之間留有間隙，所述第一功率開關(2)的輸出端與供電電源(1)的負極端之間連接有第一續流二極體(7)，並且第一續流二極體(7)的陰極與第一功率開關(2)的輸出端連接、陽極與供電電源(1)的負極連接，所述供電電源(1)的正極端與第二功率開關(5)的輸入端之間連接有第二續流二極體(8)，並且第二續流二極體(8)的陰極與供電電源(1)的正極端連接、陽極與第二功率開關(5)的輸入端連接。
所述第一功率開關(2)和第二功率開關(5)為雙極型電晶體、M0S管、IGBT管中的任意一種，或任意一種組合成的模塊，或任意兩種組合成的模塊，或任意三種組合成的模塊。
所述限流電感(3)是電感元件，也可以是分布參數的布線電感。
控制脈衝ton來時，開啟功率開關T1和T2，供電電源E經限流電感L限流給間隙Ue放電加工，因為採用了電感限流，所以電流是從零緩慢上升的三角波形ion。
當控制脈衝結束，電流已經上升至峰值，限流電感L貯能達到最大，能量不會立即消失，必定開啟兩個續流二極體D1和D2，電感L中的貯能一方面仍向間隙Ue放電加工，同時還向供電電源E返回貯能，直到經過tD的能量全部消耗完，iD衰減至零。
本發明的加工主迴路沒有耗能電阻，因此電源提供的能量可以全部給加工間隙，獲得高效加工。
加工電流的波形是三角波，因此，電極損耗是非常小的，對加工面的粗糙度要求和加工速度要求也是極為有利的。
權利要求
1.一種電加工工具機脈衝電源，包括供電電源(1)，其特徵在於所述供電電源(1)的兩端串聯有第一功率開關(2)、限流電感(3)、工件(4)、加工電極(6)、第二功率開關(5)，工件(4)與加工電極(6)之間留有間隙，所述第一功率開關(2)的輸出端與供電電源(1)的負極端之間連接有第一續流二極體(7)，並且第一續流二極體(7)的陰極與第一功率開關(2)的輸出端連接、陽極與供電電源(1)的負極連接，所述供電電源(1)的正極端與第二功率開關(5)的輸入端之間連接有第二續流二極體(8)，並且第二續流二極體(8)的陰極與供電電源(1)的正極端連接、陽極與第二功率開關(5)的輸入端連接。
2.根據權利要求1所述的電加工工具機脈衝電源，其特徵在於所述限流電感(3)串聯在第一功率開關(2)與工件(4)之間。
3.根據權利要求1所述的電加工工具機脈衝電源，其特徵在於所述限流電感(3)串聯在加工電極(6)與第二功率開關(5)之間。
4.根據權利要求1所述的電加工工具機脈衝電源，其特徵在於所述第一功率開關(2)和第二功率開關(5)為雙極型電晶體、MOS管、IGBT管中的任意一種。
5.根據權利要求1所述的電加工工具機脈衝電源，其特徵在於所述第一功率開關(2)和第二功率開關(5)為雙極型電晶體、MOS管、IGBT管中任意一種組合成的模塊。
6.根據權利要求1所述的電加工工具機脈衝電源，其特徵在於所述第一功率開關(2)和第二功率開關(5)為雙極型電晶體、MOS管、IGBT管中任意兩種組合成的模塊。
7.根據權利要求1所述的電加工工具機脈衝電源，其特徵在於所述第一功率開關(2)和第二功率開關(5)為雙極型電晶體、MOS管、IGBT管中任意三種組合成的模塊。
8.根據權利要求1所述的電加工工具機脈衝電源，其特徵在於所述限流電感(3)為電感元件。
9.根據權利要求1所述的電加工工具機脈衝電源，其特徵在於所述限流電感(3)為分布參數的布線電感。
全文摘要
本發明公開了一種電加工工具機脈衝電源，所述供電電源的兩端串聯有第一功率開關、限流電感、工件、加工電極、第二功率開關，工件與加工電極之間留有間隙，所述第一功率開關的輸出端與供電電源的負極端之間連接有第一續流二極體，所述供電電源的正極端與第二功率開關的輸入端之間連接有第二續流二極體；當控制脈衝結束時，電感中的貯能可繼續放電加工，多餘部分全部返回給供電電源，可節約80％以上的電能，並且加工電流波形為三角波，既能滿足生產率和粗糙度的要求，又能滿足極低電極損耗的要求。
文檔編號B23H3/02GK1586780SQ20041006506
公開日2005年3月2日 申請日期2004年10月18日 優先權日2004年10月18日
發明者黃炎, 孫旭昶, 韋偉 申請人:蘇州三光科技有限公司