本项目包含15项专利权。
专利一公开一种微细电火花脉冲电源,包括功率因数校正变换器、直流-直流变换器、功率回路、驱动电路、脉冲发生器、检测电路,其中功率回路包括6个开关管Qp、Q1、Q2、Q3、Q4、Qoff和1个电感Llimit,4个开关管Q1Q4以桥式结构相连接,开关管Qp连接直流-直流变换器的输出侧和全桥变换器的输入侧,开关管Qoff与间隙并联后,一端通过电感Llimit连接到其中一个桥臂的中点,另一端直接连接到另外一个桥臂的中点。
专利二公开了一种微细电火花脉冲电源的恒频等能量控制方法,根据加工场合和间隙负载特性,设置脉冲电源控制参数,确定施加脉冲时间和消电离时间;在施加脉冲阶段,采样间隙电压信号和电流信号,分别放大后进行求和,再对求和结果进行闭环控制,使其与参考信号一致;当间隙被击穿后,进入电流放电阶段,记录对应的击穿时间,并根据击穿时间更新参考信号,对相加的结果进行闭环控制,使其与更新后的参考信号一致;电流放电完成后,进行消电离,之后进行下一个加工周期。
专利三公开了一种电火花线切割脉冲电源及其控制方法。该电火花线切割脉冲电源包括交流电源、PFC变换器、DC/DC变换器、主电路、检测电路、驱动电路、控制电路和上位机,其中主电路采用三路交错并联Buck电路,向间隙提供单极性电压,所述Buck电路采用储能电感代替限流电阻。该电火花线切割脉冲电源的控制方法,将间隙电压和间隙电流的和作为反馈闭环控制的唯一控制量,进行反馈闭环控制。
专利四公开了一种电火花线切割脉冲电源的电子负载,包括二极管双向阵列、检测电路、控制电路、保护电路、人机交互模块和驱动电路,其中二极管双向阵列包括第一二极管串联支路、第二二极管串联支路、第三二极管串联支路和第四二极管串联支路,所述第一二极管串联支路和第二二极管串联支路反并联形成第一并联支路,所述第三二极管串联支路和第四二极管串联支路反向并联形成第二并联支路,所述第一并联支路的一个连接点通过两个串联的MOSFET开关管Q1、Q2或一个IGBT连接第二并联支路的一个连接点,所述第一并联支路和第一并联支路的另一个连接点构成电子负载的A、B端,分别连接电火花线切割脉冲电源的正负边。
专利五公开了一种全桥交错并联的双极性电火花线切割脉冲电源,包括直流电源、脉冲电源主电路、电压电流检测电路、驱动电路、控制模块,其中直流电源经脉冲电源主电路向间隙负载供电,所述电压电流检测电路采集间隙负载两端的电压和间隙发电电流反馈给控制模块,所述控制模块产生多路PWM信号,经过驱动电路滤波、放大后驱动脉冲电源主电路开关管通断,完成对间隙的加工。
专利六公开了一种微细高频分组脉冲电源,包括直流电源、脉冲电源主电路、间隙电压电流采样电路、FPGA控制电路、驱动电路,电路脉冲电源主电路包括反激变压器,以及原边开关管、微细放电开关管、消电离开关管、第一至第n开关管、第一电阻、钳位电容、第一二极管、第二电阻、第三电阻、第二二极管、第三二极管、第一至第n电容。
专利七公开了一种中走丝线切割光洁加工用脉冲电源,包括主功率电路、电压检测电路、电流检测电路、FPGA数字控制电路,其中主功率电路用于给间隙充电,提供三次加工的放电能量;所述电流检测电路和电压检测电路用于实时检测三刀加工过程中间隙的电流和电压信号;所述FPGA数字控制电路用于根据实时间隙电压电流信号生成PWM信号,控制主功率电路中开关管的
导通与关断,对每一次加工放电脉间的防电解,在间隙击穿的前提下将第三刀的放电能量压至最低。
专利八公开了一种针对腰鼓问题加工用中走丝线切割脉冲电源及其加工方法,该电源包括主功率电路、电压检测电路、电流检测电路、AD模块、FPGA数字控制电路,其中主功率电路采用交错并联同步整流Buck变换器,用于给间隙充电,提供三刀加工的放电能量;所述电流检测电路和电压检测电路用于实时检测三刀加工过程中间隙的电流和电压信号;所述AD模块用于将采集的间隙电流和电压转换为数字信号;所述FPGA数字控制电路根据间隙电压、电流数字信号,生成控制开关管的导通关断的PWM,第二刀引入能量补偿策略,在电极丝中间不易放电,击穿等待时间长时加大电流阈值,增大爆炸力,对工件突出部分进行大能量修刀。
专利九公开了一种基于线性非线性控制的交错并联磁集成电火花脉冲电源,包括直流输入电源、脉冲电源主电路、间隙电压检测电路、间隙电流检测电路、驱动电路、FPGA控制器,直流电源用于给脉冲电源主电路供电;脉冲电源主电路用于提供放电能量;电压检测电路和电流检测电路用于对间隙电压和间隙放电电流进行采样;FPGA控制器根据电压和电流采样信号产生多路PWM信号;驱动电路用于对PWM信号进行滤波、放大,控制脉冲电源主电路中开关管的导通和关断,具体采用线性非线性的控制方法,线性控制部分采用传统的平均电流法,非线性控制部分采用饱和占空比输出。本
专利十公开了一种基于三路电容交错放电的可调型RC微细脉冲电源,包括主功率回路、驱动电路、辅助电源、直流电压源、FPGA控制器,所述主功率回路用于给间隙提供击穿电压和击穿后的放电能量;直流电压源为主功率回路提供电压;辅助电源为驱动电路提供电压;FPGA控制器用于输出PWM控制信号给驱动电路;驱动电路对PWM控制信号进行数字隔离和放大,产生驱动信号驱动主功率回路中开关管的导通和关断;所述主功率回路采用输入电阻可调、三路电容交错并联的RC型电路为拓扑。
专利十一公开了一种电火花脉冲电源的新型单周期非线性控制方法,根据加工场合和间隙负载特性,给出了全范围内的单周期电流控制核心算法,并对其使用泰勒公式进行展开得到最终的拟合算法。对输入电压信号、输出电压信号与间隙电流信号进行实时采样并送进FPGA进行计算得到占空比,输出PWM波控制开关管。
专利十二公开了一种往复走丝电火花线切割加工中脉冲电源能量传输回路,包括脉冲电源、上导电块、下导电块、电极丝、工件、上位机,所述脉冲电源的负极与上导电块之间加设第一继电器,在脉冲电源的负极与下导电块之间加设第二继电器,所述上导电块、下导电块分别连接电极丝,脉冲电源的正极直接连接工件,上位机通过控制第一继电器和第二继电器使上导电块、下导电块和对应的电极丝交替加入电路。
专利十三公开了一种电火花线切割加工的反激式脉冲电源,包括直流源、FPGA控制电路、驱动电路、反激式主功率电路,所述反激式主功率电路包括输入电容、钳位电容、钳位电阻、钳位二极管、变压器原边侧漏感、变压器原边侧励磁电感、变压器原边侧开关管、变压器原边侧开关管结电容,变压器副边侧励磁电感、变压器副边侧漏感、二极管、消电离开关管,其中输入电容、钳位电容、钳位电阻、钳位二极管、变压器原边侧漏感、变压器原边侧励磁电感、变压器原边侧开关管变压器原边侧开关管结电容组成变压器原边侧功率电路,变压器副边侧励磁电感、变压器副边侧漏感、二极管、消电
离开关管组成变压器副边侧功率电路。
专利十四公开了一种用于高速往复走丝电火花线切割加工的微能脉冲电源,包括主功率电路、反压电路、检测电路、FPGA控制电路和驱动电路,其中所述主功率电路用于给间隙充电,提供放电能量;所述反压电路用于增大放电加工阶段线路阻抗上的电压,提高电流下降率;所述检测电路用于实时采集间隙的电压和电流,进行采样调理后传输至FPGA中;所述FPGA控制电路是根据间隙的电压和电流变化生成相应的控制信号;所述驱动电路用于对控制信号进行放大,产生驱动信号驱动主功率电路中开关管的导通和关断。
专利十五公开了一种分组式微细电火花加工脉冲电源,在传统RC式脉冲电源的基础上,该电源采用反激电路向多组储能电容进行同步充电,通过使用FPGA控制副边侧开关管与继电器的通断实现不同放电回路的选通,配合调整原边侧开关管的导通时长能够提供多个等级的能量输出。