[發明專利]一種電火花線切割脈沖電源的電子負載及工作過程

有效

• 申請號: 201810703092.8
• 申請日: 2018-06-30
• 公開（公告）號: CN108907381B
• 公開（公告）日: 2020-04-28
• 發明（設計）人: 楊飛;李宏良;覃徳凡;楊蛟;華晗;李磊
• 申請（專利權）人: 南京理工大學
• 主分類號: B23H7/02
• 分類號: B23H7/02;B23H11/00
• 代理公司: 南京理工大學專利中心 32203
• 代理人: 封睿

本發明公開了一種電火花線切割脈沖電源的電子負載，包括二極管雙向陣列、檢測電路、控制電路、保護電路、人機交互模塊和驅動電路，其中二極管雙向陣列包括第一二極管串聯支路、第二二極管串聯支路、第三二極管串聯支路和第四二極管串聯支路，所述第一二極管串聯支路和第二二極管串聯支路反并聯形成第一并聯支路，所述第三二極管串聯支路和第四二極管串聯支路反向并聯形成第二并聯支路，所述第一并聯支路的一個連接點通過兩個串聯的MOSFET開關管Q1、Q2或一個IGBT連接第二并聯支路的一個連接點，所述第一并聯支路和第一并聯支路的另一個連接點構成電子負載的A、B端，分別連接電火花線切割脈沖電源的正負邊。本發明可以在實驗室中模擬工業上電火花線切割脈沖電源的間隙負載特性。

技術領域

本發明涉及高頻脈沖電源，特別是涉及一種電火花線切割脈沖電源的電子負載及工作過程。

背景技術

現代工業加工正在向高效率，高速度，高精度，智能化，綠色化發展，現有傳統的機械加工已經很難滿足現代工業的發展要求了。隨著電力電子技術以及其半導體器件的發展，電火花線切割脈沖電源得到了很大的發展，它以其高效率，高精度，智能可控等優良的特性，在工業線切割加工領域具有著無可估量的應用潛力和適用性。

相比與傳統負載，電火花線切割脈沖電源所加工的負載又具有獨特的負載特性，很多時候在實驗室是不具備工廠里可加工的條件，缺少具有此脈沖電源的負載。

發明內容

本發明所解決的技術問題在于提供一種電火花線切割脈沖電源的電子負載及工作過程，可以在實驗室中模擬工業上電火花線切割脈沖電源的間隙負載特性。

實現本發明目的的技術解決方案為：一種電火花線切割脈沖電源的電子負載，包括二極管雙向陣列、檢測電路、控制電路、保護電路、人機交互模塊和驅動電路，其中二極管雙向陣列包括第一二極管串聯支路、第二二極管串聯支路、第三二極管串聯支路和第四二極管串聯支路，所述第一二極管串聯支路和第二二極管串聯支路反并聯形成第一并聯支路，所述第三二極管串聯支路和第四二極管串聯支路反向并聯形成第二并聯支路，所述第一并聯支路的一個連接點通過兩個串聯的MOSFET開關管Q1、Q2或一個IGBT連接第二并聯支路的一個連接點，所述第一并聯支路和第一并聯支路的另一個連接點構成電子負載的A、B端，分別連接電火花線切割脈沖電源的正負邊；所述人機交互模塊設置電子負載系統的運行參數，傳輸給控制模塊；所述控制電路產生多路PWM信號，經過驅動電路濾波、放大后驅動二極管雙向陣列中開關管通斷，完成對間隙的加工；所述檢測電路采集二極管雙向陣列流過的電流反饋給控制電路和保護電路；所述保護電路根據保護閾值進行限流保護。

一種基于上述電子負載的工作過程，包括如下步驟：

步驟1、加工開始之前，根據加工場合和間隙負載特性，通過人機交互模塊設置電子負載系統的運行參數，控制二極管雙向陣列切入相應的二極管個數，使得每路串聯起來的二極管導通壓降之和為要模擬的間隙負載的維持電壓；

步驟2、在正向引弧階段，電子負載中的開關管Q₁和Q₂都截止，此時二極管雙向陣列關斷，電子負載的阻值為無窮大，間隙負載兩端電壓不能擊穿電子負載；

步驟3、間隙被正向擊穿，進入間隙正向放電階段，此時電子負載中的開關管Q₁開通，開關管Q₂截止，電流從電子負載的正極A端開始，經第二二極管串聯支路到Q₁，再通過Q₂的漏源極間的并聯二極管和第三二極管串聯支路到達電子負載的負極B端，此時電子負載的阻值為流過二極管和開關管的導通電阻，二極管的導通壓降之和為間隙正向擊穿后的維持電壓；

步驟4、在反向引弧階段，電子負載中的開關管Q₁和Q₂都截止，二極管雙向陣列關斷，電子負載的阻值理想情況下為無窮大，間隙負載兩端電壓不能擊穿電子負載；