[发明专利]用于电切削的直流电源装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种电切削技术范畴，尤其涉及一种用于电切削的直流电源装置。 

背景技术

电切削技术是指在一定比例带压力水气混合物工作介质的作用下，利用两个电极之间产生的特殊高能量短电弧放电群组来蚀除金属或非金属导电材料的一种切削方法，它属于特种加工行业电加工技术范畴，该技术经济有效地解决了新型特种导电材料如金属陶瓷等特硬、超强、高韧性、高红硬性、高耐磨性、严重冷作硬化材料的加工难题，主要用来切削硬度大于HRC45的导电材料的外圆、内圆、平面、切割、大螺距、小孔、开坡口及其它异型、成型加工，形成了电加工技术的跨越式发展，是我国特种加工（机床）行业的一次重大进步和突破。由于其加工工艺可与传统机械加工工艺有效结合，因此其工艺适用范围及高效实用性更加明显，它是对传统机械加工工艺的发展和补充。  

电切削技术的核心是直流电源，以工件为阳极，电切削刀盘为阴极，两极之间以一定比例带压力水气混合物为工作介质，两极接通直流电源，开机则两个电极之间产生特殊的高能量短电弧放电群组，放电电流高达6000~10000安培，作为阳极的工件便被连续剥蚀切除，并伴随有爆鸣声响。该直流电源要求能长时间连续的产生6000~10000安培的直流电，不能停机；由于负载会突变，要耐冲击电流；为维持精确的切削尺寸及表面粗糙度，要求电流精确恒定，且连续可调。 

由于电切削对直流电源要求高且苛刻，固态电子器件及其控制电路无论是容量、耐用、稳定性等都不适用做电切削电源，故目前电切削电源都是特种变压器加继电控制电路，方能勉强适用于电切削应用。但问题和缺点明显：硅钢及铜排制作的特种变压器体积庞大、重量过重；继电控制电路不稳定，只能分段控制，不能连续调整电流及稳定电流，导致切削量无法精确控制。 

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种用于电切削的直流电源装置，它不但体积小、重量轻，而且切削精度大幅提高。 

本发明的用于电切削的直流电源装置，其特征是：由主电路、DSP控制电路和检测保护电路组成，主电路为全桥电路，用于将交流电变换为供应负载的直流电；检测保护电路用于完成对主电路的直流侧的电压和电流的检测和故障检测，以供DSP控制电路对这些信号进行相应的处理。 

主电路由输入整流滤波部分、逆变器部分和输出整流滤波部分构成；逆变器部分在DSP控制电路的作用下将输入整流滤波电路产生的直流电变换成交流方波；并经输出整流滤波部分整流和滤波后，变为直流电压输出。 

逆变器部分包括所述全桥电路中的功率电子开关IGBT和防止该IGBT在关断时损坏的阻容吸收保护电路。 

所述DSP控制电路的控制核心为TMS320LF2407A 。 

本发明由于采用固态电子电路，整个装置显得轻小灵便，并由于控制电路的作用，切削量可精确控制。 

附图说明

图1是本发明的用于电切削的直流电源装置的功能框图。 

图2是本发明的用于电切削的逆变直流电源装置的主电路的结构图。 

具体实施方式

现结合附图和实施例对本发明作进一步详细说明。 

参看图1~图2，本发明的技术方案为电切削专用DSP控制的IGBT逆变直流电源，由主电路1、DSP控制电路2和检测保护电路3三部分组成，三相380v的交流电变换为供应负载的直流电，其技术指标：输出电流4000～10000ADC；空载电压20～48VDC，逆变频率8～20KHZ。 

检测保护电路3主要完成对直流侧和负载侧的电压和电流的检测和故障检测，以供DSP控制电路2对这些信号进行相应的处理。其中，对直流侧的电流检测与电压检测是为系统的保护电路提供必要的信号，当产生过流或过压时，保护电路产生的保护信号经过DSP的处理后，发出相应的控制信号，从而保护了直流电源。故障检测为电源的辅助保护检测，如各部件过热、风扇相续等。 

DSP控制电路2以TMS320LF2407A为控制核心，少量外围电路为辅 助，主要实现驱动信号的产生，检测信号的处理，保护信号的输出，与外界的通讯以及人机界面等功能。 

主电路1的拓扑结构为IGBT全桥式逆变主电路，分为输入整流滤波部分、逆变器部分和输出整流滤波三个部分。 

输入整流滤波部分，电网输入50HZ，380VAC交流电，经大功率整流二极管整流，为逆变器提供直流电压，具体由滤波电容、整流二极管和限流电阻R组成。