[實(shí)用新型]電火花電源

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201520016961.1
• 申請(qǐng)日: 2015-01-12
• 公開（公告）號(hào): CN204633635U
• 公開（公告）日: 2015-09-09
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張友軍;季重陽;張居上;張玉珍
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 蘇州大學(xué)
• 主分類號(hào): H02M9/04
• 分類號(hào): H02M9/04
• 代理公司: 蘇州市中南偉業(yè)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 32257
• 代理人: 楊明

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種電路領(lǐng)域，尤其涉及一種電火花電源。

背景技術(shù)

目前，電火花加工是利用火花放電腐蝕金屬以實(shí)現(xiàn)金屬切削的加工方法。這種加工的工藝方法彌補(bǔ)了機(jī)械加工的某些不足，已成為模具工業(yè)、國防工業(yè)和精微制造中的重要手段。電火花電源作為電火花加工系統(tǒng)中重要組成部件，用以提供脈沖電流，形成火花放電，其性能對(duì)電火花加工的加工精度、生產(chǎn)效率、工具電極損耗、電能利用率等技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)有較大的影響。

電火花電源的類型有多種，如弛張式RC電源、脈沖發(fā)動(dòng)機(jī)式電火花電源、電阻限流式電火花電源等。弛張式RC電源是最早使用的電火花電源，其結(jié)構(gòu)簡單，但存在電參數(shù)不穩(wěn)、加工速度低、電能利用率低等缺點(diǎn)。目前電火花加工普遍采用的是電阻限流式電火花電源，其采用工頻變壓器隔離變壓，整流濾波后得到80至100伏左右的直流電壓，并以電阻進(jìn)行限流，按照一定規(guī)律控制功率開關(guān)管的導(dǎo)通和關(guān)斷，實(shí)現(xiàn)電火花加工擊穿延遲、擊穿放電、消電離三個(gè)狀態(tài)的循環(huán)往復(fù)，完成電能的轉(zhuǎn)化，達(dá)到加工的目的。電阻限流式電火花電源存在的缺點(diǎn)主要包括：(1)電能利用率低，一般小于25％，且通風(fēng)散熱條件要求高；(2)輸出短路時(shí)加工電流大，容易燒傷加工工件表面；(3)工頻變壓器體積重量大。

隨著電力電子技術(shù)的進(jìn)步，人們已經(jīng)開始采用DC/DC變換技術(shù)來研制無限流電阻電火花電源。目前，無限流電阻高頻開關(guān)型電火花電源主要采用單級(jí)式結(jié)構(gòu)，其主電路為高頻DC/DC變換器，利用電感限流。單級(jí)式高頻開關(guān)電火花電源效率可超過85％，遠(yuǎn)高于電阻限流式電火花電源效率。但其仍存在加工效率低和加工精度不高等缺點(diǎn)。這是因?yàn)閾舸┓烹姇r(shí)電流存在著上升和下降階段，且上升時(shí)間和下降時(shí)間隨著電流設(shè)定值和濾波電感值的增大而增大，為了保證加工電流上升到設(shè)定值和下降到零，加工脈寬和消電離時(shí)間?必須足夠長。再者電源的濾波電感始終與加工間隙構(gòu)成回路，當(dāng)開關(guān)管關(guān)斷時(shí)濾波電感儲(chǔ)存的能量向加工間隙釋放，加工電流拖尾，故加工精度不高。

另外對(duì)于目前市場上常見的無限流電阻高頻開關(guān)型電火花電源，還存在一個(gè)問題：在需要三相交流電壓輸入及大功率的應(yīng)用場合，高耐壓及低導(dǎo)通電阻的開關(guān)管難以獲得。這是因?yàn)槿嘟涣鬏斎腚妷赫骱蟮闹绷麟妷鹤罡呖蛇_(dá)645伏(按有效值＝380V+20％計(jì)算)，而市場上MOSFET開關(guān)管的耐壓值一般多為400V或500V，且MOSFET開關(guān)管的導(dǎo)通電阻隨其耐壓值的增加而變大；而對(duì)于IGBT開關(guān)管，其耐壓值常見的有600V和1200V，雖然1200V的IGBT開關(guān)管可承受整流后的直流電壓，但其導(dǎo)通壓降大、開關(guān)頻率不高(與MOSFET相比)、存在電流拖尾。

綜上所述，目前使用的電火花電源存在電能利用率低、短路電流大、易燒傷加工工件表面、工頻變壓器體積重量大、加工效率低、加工精度不高或者存在電流拖尾等缺點(diǎn)，特別是在高電壓輸入及大功率應(yīng)用場合更少有好的性能表現(xiàn)。

有鑒于上述的缺陷，本設(shè)計(jì)人，積極加以研究創(chuàng)新，以期創(chuàng)設(shè)一種新型結(jié)構(gòu)的電火花電源，使其更具有產(chǎn)業(yè)上的利用價(jià)值。

發(fā)明內(nèi)容

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明的目的是提供一種電火花電源。

本發(fā)明的電火花電源，包括：直流輸入電壓連接由第一電容和第二電容串聯(lián)組成的分壓電路，分壓電路與輸入串聯(lián)輸出交錯(cuò)并聯(lián)正激變換電路連接，輸入串聯(lián)輸出交錯(cuò)并聯(lián)正激變換電路與電流脈沖輸出形成電路連接，其中，第一原邊開關(guān)管、第二原邊開關(guān)管、第一原邊續(xù)流二極管、第二原邊續(xù)流二極管、第一高頻變壓器和第一副邊整流二極管共同組成輸入串聯(lián)輸出交錯(cuò)并聯(lián)正激變換電路的第一路；第三原邊開關(guān)管、第四原邊開關(guān)管、第三原邊續(xù)流二極管、第四原邊續(xù)流二極管、第二高頻變壓器和第二副邊整流二極管共同組成輸入串聯(lián)輸出交錯(cuò)并聯(lián)正激變換電路的第二路；所述輸入串聯(lián)輸出交錯(cuò)并聯(lián)正激變換電路的第一路和輸入串聯(lián)輸出交錯(cuò)并聯(lián)正激變換電路的第二路的輸出分別并聯(lián)在副邊續(xù)流二極管的兩端，所述輸入串聯(lián)輸出交錯(cuò)并聯(lián)正?激變換電路的第一路、所述輸入串聯(lián)輸出交錯(cuò)并聯(lián)正激變換電路的第二路、所述副邊續(xù)流二極管以及濾波電感共同組成輸入串聯(lián)輸出交錯(cuò)并聯(lián)正激變換電路；副邊開關(guān)管、輸出二極管、電流脈沖輸出緩沖電容組成電流脈沖輸出形成電路，然后電流脈沖輸出形成電路連接在負(fù)載上。

借由上述方案，本發(fā)明至少具有以下優(yōu)點(diǎn)：

本發(fā)明的電火花電源，由直流輸入電壓(或交流電壓整流后的電壓)連接于分壓電容，連接于2個(gè)輸入側(cè)串聯(lián)的雙管正激變換電路(前級(jí)電路)，再連接于電流脈沖形成電路(后級(jí)電路)。

本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，其具有的優(yōu)點(diǎn)包括：