[发明专利]一种用于放电加工的复合脉冲电源

说明书

本发明是一种电路结构科学合理，控制方案简便易行的用于放电加工的复合脉冲电源。本发明的技术方案：工频交流电源经二极管整流模块、功率因素校正模块变换后得到初级高压直流电源，初级高压直流电源经第一隔离DC/DC降压器转换得到第一次级直流电源，初级高压直流电源经第二隔离DC/DC降压器转换得到第二次级直流电源；第一次级直流电源经第一电压源逆变器变换输出基波脉冲，第二次级直流电源经第二电压源逆变器变换输出放电脉冲，放电脉冲经直流隔离电容一输入至高频脉冲变压器一次绕组，高频脉冲变压器二次绕组与基波脉冲串联后经短路限流电阻与工具电极、工件电极相连，构成放电回路。

技术领域

本发明属于电气加工技术领域，具体是一种用于放电加工的复合脉冲电源。

背景技术

放电加工包括电火花线切割、电火花蚀除成形等。放电加工的工艺参数主要通过电极伺服机构和脉冲电源来调控，其中脉冲电源作为“瞬时电弧”的主要控制手段，对工具电极-工件电极击穿过程、脉冲能量及放电电流的控制性能直接影响加工精度、表面质量及加工效率。传统的放电加工脉冲电源普遍采用多路开关并联结构，各路开关电路中有独立的电力电子开关和限流电阻，加工程序根据不同放电参数选择不同通道组合、放电时间及放电间隔，从而实现对脉冲电压和放电电流的控制。受限于直流斩波与电阻限流的基本原理，此类脉冲电源存在四方面不足：其一，单极性脉冲电压对工件具有显著的直流电解效应，会在工件表面形成腐蚀变质层，并且工具电极损耗大；其二，单次放电时间内电力电子开关维持导通，放电脉冲能量大，会生成较大爆炸坑，导致工件表面粗糙度高；其三，放电间隔期间，放电回路分布电感的储能以无源方式进行续流、击穿路径的去电离过程慢，影响放电脉冲频率的提升；其四，限流电阻产生大量能耗，脉冲电源整体效率低。

为了抑制直流电解效应，降低电极损耗速度，公开号为CN102114559B的中国专利中公开了一种交变极性脉冲电源，用两个独立脉冲电路反并联在工具电极与工件电极间，两个脉冲电路交替工作实现双极性脉冲放电加工；为了加速放电电流关断过程，公开号为CN202824897U的中国专利公开了一种改进型电加工机床脉冲电源，采用有源续流电路将放电回路分布电感储能回馈至直流电源；公开号为CN101003101A的中国专利中公开一种采用受控续流开关快速消除脉冲间隙直流电压的微细电解加工脉冲电源；为了压缩脉冲宽度，公开号为CN103433577A的中国专利公开一种应用于电火花放电加工的脉冲电源，用两个串联开关控制信号的相位偏移发出极窄脉冲；为了提高能效，公开号为CN104475886A的中国专利公开了一种斩波式节能型电加工脉冲电源，采用双电压电源和高压起弧、低压斩波恒流原理取消了放电回路限流电阻；公开号为CN104646775A的中国专利中公开了一种采用同步整流、谐振软开关技术的节能型电火花加工脉冲电源。但上述方案主要还是关于脉冲电源局部性能的改进，在放电加工领域目前还缺少一种针对放电加工工艺特点、充分考虑传统脉冲电源不足，能满足精密与超精密放电加工需求的脉冲电源方案。

发明内容

本发明针对现有技术不足，提供一种电路结构科学合理，控制方案简便易行的用于放电加工的复合脉冲电源。