[发明专利]一种中走丝脉冲电源的新型脉宽补偿均流控制方法

说明书

本发明公开了一种应用于中走丝脉冲电源的均流方法及其控制方法，包括电压采样电路、电流采样电路、FPGA数字控制器及主功率电路。针对“割一”加工方式进行设计，第一刀是对工件进行切割。第一刀加工时主电路上管以及切断管导通，电压加在间隙两端，FPGA检测间隙击穿后，FPGA控制四路电路同时导通，当上升到FPGA中设定的电流阈值时，FPGA通过对四路交错导通顺序进行控制，当完成单个加工放电周期时，FPGA控制四路电路同时关断。本发明实现了对一次加工四路电路导通顺序的控制和各段时间内电路平均加工电流均衡，达到加工电流的精确控制，减小加工电流纹波，防止电路单路过热，保证了工件表面的光洁度及电源运行的稳定性。

技术领域

本发明属于电火花线切割、成形电火花等场合加工用高频脉冲电源电流控制领域，特别是涉及一种高速往复走丝(中走丝)脉冲电源的新型具有脉宽补偿的均流控制方法。

背景技术

电火花加工是目前应用最为广泛的非传统加工方式之一，其原理是在一定的工作液中，通过在电极丝和工件间施加连续高频脉冲，形成火花放电通道，对金属材料进行熔化、气化蚀除加工。为解决更高加工效率与加工表面质量之间的矛盾，具有多次切割功能的往复走丝电火花线切割，即“中走丝”加工技术已获得普遍认可，为进一步推动线切割加工技术的发展提供了新的研究思路和方法。

我国关键核心零部件自主制造能力不足的问题愈发明显，对于高效率、高精度、高质量加工技术的需求愈发迫切。对被加工的材料种类，加工后工件表面精度，持续加工时长，加工效率等都有了较高的要求，而现有加工机床使用的的脉冲电源大部分仍采用电阻式，无法控制电流，能量损耗严重，因此现已有的传统的机械加工方式已经很难满足上诉要求。随着电力电子技术的发展，目前已有学者将Buck变换器应用于电火花脉冲电源中，用Buck变换器的储能电感代替阻式脉冲电源的电阻，同时实现节能和加工过程中电流可控。同时为减小电流纹波，提高加工电流可控性，已有学者使用四路Buck 变换器交错并联构成新式电火花脉冲电源。但是实际加工中会出现某路Buck变换器发热较其它几路Buck变换器更为严重的情况，这会影响脉冲电源持续加工时长和长时间加工稳定性，这是由各路Buck变换器流过电流不均所造成的，为解决这个问题，本发明提出了一种中走丝脉冲电源的新型脉宽补偿均流控制方法。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明的目的在于提供一种中走丝脉冲电源的新型均流控制方法，为电火花脉冲电源的长时间稳定加工提供保障。

实现本发明目的的技术解决方案为：一种中走丝脉冲电源的新型均流控制方法，包括主功率电路、电压和电流检测电路、FPGA控制电路、驱动电路以及切换电路，所述的主功率电路用于电火花线切割一次加工中；所述电压和电流检测电路用于检测与采集间隙电压和间隙电流；所述的FPGA控制电路，基于计数器计时控制，通过调整PWM 波顺序，在单个放电加工周期内按一定规律循环往复产生开关管导通关断控制信号；所述驱动电路用于对FPGA输出的控制信号进行放大，产生驱动信号驱动电路中的开关管的导通和关断；

所述大功率加工电路包括第一开关管Q₁、第二开关管Q₂、第三开关管Q₃、第四开关管Q₄、切断管Q_off、第五开关管Q₅、第六开关管Q₆、第七开关管Q₇、第八开关管 Q₈；第一电感L₁、第二电感L₂、第三电感L₃、第四电感L₄、第一防回流二极管D₁、第二防回流二极管D₂、第三防回流二极管D₃、第四防回流二极管D₄。