[发明专利]电火花腐蚀金属加工用的脉冲发生器

说明书

本发明是关于电火花腐蚀金属加工用的一种脉冲发生器，该脉冲发生器有二种形式：第一种形式的脉冲发生器，具有第一输出端子和第二输出端子且适宜于与一负载一起使用，该负载包括一火花隙且跨接在该两输出端子上，以便通过电火花腐蚀加工金属，该发生器包括：一个具有正端子和负端子且在该正端子和该负端子之间产生一恒定直流电压的直流电源，该正端子被连接到该第一输出端子上;一个储能电容器;一个具有相互不相容的导通状态和截止状态的开关器件;一个第一反向谐振阻塞二极管。第二种形式的脉冲发生器，与一个具有第一一次绕组、第二一次绕组和一二次绕组的变压器一起使用，该二次绕组具有第一输出端子和第二输出端子，所有的绕组具有相同的极性;也与一个包括一火花隙且跨接在该第一端子和该第二端子上的负载一起使用，该发生器包括：一个具有正端子和负端子且在该正端子和该负端子之间产生一恒定直流电压的直流电源，该正端子被连接到该第一一次绕组的一个末端上;第一储能电容器和第二储能电容器;第一开关器件和第二开关器件，各开关器件具有相互不相容的导通状态和截止状态;第一反向谐振阻塞二极管和第二反向谐振阻塞二极管。

电火花腐蚀加工技术的趋势是朝愈来愈高的加工速度或机械加工速度的方向发展。因此需要有能给火花隙以高重复率提供高能级的脉冲发生器。在金属丝的电火花腐蚀切割和钻孔领域中尤其需要脉冲时间极短而且明确加以限定的高能脉冲。

德国专利2735403＝美国专利4163887已公开了一种脉冲发生器，该脉冲发生器能在1微秒时间范围内提供高达500安的脉冲电流。目前需要的是在大约2微秒时间内能提供高达1000安的脉冲电流。在电流值达到如此之大的情况下，上述那种类型的发生器就太大了，而且由于效率差，一般只有10%，所以也不经济。

德国专利3419945公开的脉冲发生器，效率高于60%。由于这种发生器是为所有类型的电火花腐蚀加工而设计的，因而对上述用途来说，它在技术方面就过于复杂了。此外，其中所用的开关器件必须切断全峰值电流，这会导致不必要的开关损失。

德国专利2441734公开的一种脉冲发生器，是借助于一电子控制的充电调节器对储能电容器进行线性充电，在达到充电电压时，通过开关器件和隔离变压器往火花隙中放电。这种脉冲发生器的放电总是要在储能电容器完全充电时开始的，而这在某些情况下会与火花隙不适宜的情况吻合，因而它在技术上极为复杂，可控制的程度有限。

另一种美国专利3485987介绍的脉冲发生器，其储能电容器的充电电流系经由隔离变压器耦合到腐蚀电路中。储能电容器轮流由第一开关器件充电，由第二开关器件放电。但这种布局具有严重的缺点，即在“空载脉冲”的情况下，即火花隙不点燃时，储能电容器没有再充电，因而电路只有在隔一个脉冲之后才工作。此外，两开关器件之间经由隔离变压器还有反馈，这只能通过使用高保护性能的配线加以控制。

还有其它周知的各种谐振回路发生器线路，它们具有各开关器件可以直接换向或只以有限的电流换向的优点。

带电子受控充电调节器的发生器有一个重要的缺点，即它们技术上的开销大，而且部分甚至还会使总的效率变差。不带受控充电调节器的谐振回路发生器具有流经火花隙的电流脉冲难以控制的缺点，这是因为前一个脉冲大大地影响着储能电容器的充电状态。

因此本发明的问题是改善目前的脉冲发生器，使它能高效率地产生高能量脉冲。为此，储能电容器的充电情况应与上一次放电无关，同时电路的结构应简单，占空间不大，工作可靠。