节能式电火花加工脉冲电源

节能式电火花加工脉冲电源
作为电火花加工机床的主要组成部分-脉冲电源,可提供击穿加工介质所需要的电压，并在间隙击穿后提供能量以蚀除金属。

它是影响加工工艺指标关键的设备之一，其性能的优劣直接影响放电加工的速度、精度、稳定性、工件表面粗糙度以及电极耐加工性。

现代电力电子技术的发展推动着电火花加工脉冲电源的升级换代和加工性能的提高,是脉冲电源实现节能化和智能化的基础,可以解决传统脉冲电源体积庞大、耗能严重 (电能利用率低于 25% )等突出问题。

高低压复合 PWM控制节能式脉冲电源的主回路原理图如图1所示。

图1 高低压复合PWM控制节能式脉冲电源原理图
该脉冲电源与放电间隙并联2个供电回路:①高压脉冲回路 ,包括直流电压源E3、功率开关管 Q3、限流电阻R1 ,与传统式脉冲电源的高压脉冲回路相同;②低压脉冲回路 ,是串联型开关稳流电路和续流电路相结合的新型拓扑电路,电感L1的电感电流是电流闭环控制系统的被控量。

其中串联型开关稳流主回路由直流电压源E1、E2、PWM控制方式下的功率开关管Q1、滤波电感L1、续流二极管D1所构成;续流支路由二极管D3构成。

与续流支路相对,将功率开关管Q2和加工间隙构成的支路定义为加工支路。

在进入脉间阶段时,关断Q2,L1的储能通过由L1、D3、E1、D1所构成的续流回路进行泄放,这样不仅可以消除由于电感续流产生的放电流的拖尾,使节能式脉冲电源具备独立式电气特性,而且更有意义的是将储存在L1 中的能量回馈到E1中 ,提高了电源效率。

在电流闭环PWM控制机制作用下,电流参考值的设定与加工脉宽脉间转换互相配合,实现峰值电流、脉宽、脉间独立可调的脉冲电压和脉冲电流的输出,用来蚀除金属。

PWM 控制节能式脉冲电源因使用储能元件电感代替限流电阻而实现电源效率的显著提高。