改善HSPECM电源工作波形畸变的技术途径

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1、RESEARCH学术论文改善HSPECM电源工作波形畸变的技术途径TechnicalApproachforImprovingDistortionofOperatingWaveformofHSPECMPowerSupply华南理工大学电子与信息学院袁炎成王建业余艳青海宁新艺机电有限公司怀华培戴立强【摘要】高频窄脉冲电解加工(HSPECM)电源工作波形能否满足电解加工工艺的特殊性要求，波形是否稳定，直接决定了产品的质量。精密400A电源样机已长期成功应用于剃须刀丝网刀片微细小孔(0．20mm)和弧形窄槽的试生产。在此基础上50

2、0A、25kHz工程化样机亦开始批生产。在电源研制及试生产的过程中，进行了一系列关于电源工作波形稳定性的试验，归纳出常见的波形畸变现象，进而提出并实现了改善波形畸变的技术措施。关键词：精密HSPECM电源工作波形畸变RCD缓冲器【ABSTRACT】WhetherwaveformofHSPECM(HighFrequencyShortPulseElectroChemicalMachin-ing)powersupplymeetstheparticulardemandofECMprocessandhasgoodstabilityw

3、illdirectlya丘．ectproductquality．Theprecision400AmodelofHSPECMpowersupplyhasbeenappliedtotrialproductionofmicropore(0．20mm)andarc-shapednarrowgrooveinshaver．Basedonthis，the500A，25kHzindustrializationmodelofpre-cisionHSPECMpowersupplyisbeingappliedtobatchproduction．

4、InprocessofdevelopmentofHSPECMpowersupply,wehavecarriedoutaseriesofcharacteristicex-perimentsaboutoperatingwaveformdistortion，andhavesummarizedseveralcommontypesofitandcorrespondingtechnicalapproachestoimproveit．Keywords：PreciseHSPECMpowersupplyOp-eratingwaveformd

5、istortionRCDsnubber高频窄脉冲电解加工工艺具有加工精度高、表面质量好、生产效率高以及工具无损耗等优点【1】。近年来随着该项工艺技术的不断开发与应用，有望在精密中小型和微细产品如电动剃须刀精密刀片、气门等制造领域广为应用。精密HSPECM电源是实现此项新技术的核心设备，迄今在国内外均未见能直接用于生产的商品化精密HSPECM电源。华南理工大学受新艺机电有限公司委托和资助，成功研制出400A电源样机，双方合作在现场进行了将电源应用于剃须刀丝网型精密刀片的开发试验研究，已投入试生产达2年之久，实现了用微小间隙(

6、<0．05mm)加工其精密微细小孔及成形窄槽，精度达到土0．01mm。期间电源参数稳定、工作可靠、故障率极低。在此基础上500A、25kHz工程化样机亦已研制完成并投入连续批生产近2个月，电源参数稳定，未曾出现故障。精密HSPECM电源具有工作电流大且换流速度快的特点，工作波形常具有导通浪涌、反向电流过大、瞬时过压尖峰、耦合过压击穿等畸变现象，容易损坏功率器件。另外，HSPECM电源在与SCR直流电源、机床及水泵等设备同步工作时，常会受到外界低频信号的干扰，所产生的高频谐波分量可能导致设备受损。因此，改善上述的波形畸变现象

7、是HSPECM电源能真正用于生产的重要保证。1500A、25kHz工程化样机的性能指标频率．厂、占空比D、加工电压∥、电流密度i是影响脉冲电流电解加工效果的主要参数。加工波形为矩形波有利于提高加工精度与加工效率【2】。陡峭的脉冲前后沿、关断时适量的反向电流有利于快速去极化，从而提高加工精度【3】。根据加工工艺的要求，本工程化样机制定并实现了以下的性能指标：(I)输出脉冲电流峰值为500A；(2)输出脉冲电压峰值为24V，且能够实现负载端稳压；(3)输出波形为双向脉冲，正向为矩形波，上升、下降沿最小可达到2陋；(4)满负荷时

8、输出波形频率在100Hz～25kHz间连续可调；(5)输出波形脉冲宽度在12岬～5ms范围内连续可调；占空比可调范围为0．3．0．7，且频率、脉冲宽度、占空比3项中任意两项均可独立调整。(6)快速短路保护：负载短路时，功率器件输出脉宽下降到10邺以内，加工电流平均值降至接近零，并自动切断总电源及电极进给