VMOS场效应管在电火花加工脉冲电源中的应用研究

一种垂直导电型的场效应管—ＶＭＯＳ场效应管，应用在电火花脉冲电源上，改善了脉冲电源的性能，使电火花加工水平得以提高。本文列举了ＶＭＯＳ管电路的一些典型应用。     

HYNC-50D场效应管电火花脉冲电源

场效应管电火花脉冲电源,利用电流前沿斜率控制,实现了高效率低损耗放电加工模具,从而提高了模具的仿真度。电压控制型功率器件,利用场效应管实现了窄脉宽高峰值电流放电加工模具,取得了模具最佳加工表面粗糙度和提高去除率的统一。采用单片机和主振级两套脉冲发生器,进一步提高了电火花脉冲电源的可靠性和电火花机床的利用率。     

绝缘栅场效应管工作原理的统一表述

关于绝缘栅场效应管的工作原理,现行教材有几种不同的讲解,观点各不相同。结构示意图和特性曲线画法不同。但是,对同一类的场效应管而言,结构示意图和特性曲线只能有一种表述形式是正确的。从场效应管的基本结构出发,用新观点、新方法说明其基本工作原理,击穿的位置,击穿的原因。提出工作原理结构示意图的统一表述方法应当是在源衬、漏衬PN结之间是正负离子对应的耗尽层,在反型层与衬底之间是单一离子层（它不应该与耗尽层混同）。漏极特性曲线的统一表述规律是截止状态时的漏源击穿电压|BV‘DS|是各个不同VGS时,击穿电压的最大值。     

双向电流脉冲电源的设计

设计了一种应用于等离子体增强电化学表面陶瓷化技术(PECC)的双向电流方波脉冲电源,对电源的主电路结构及工作原理进行了详细的分析,并且针对其独特的负载特性,在设计电流闭环控制电路的同时,还设计了电压环控制电路,样机实验结果表明,基本上达到了电源设计的要求,满足了PECC技术的需要。     

脉冲电化学齿轮光整加工电源设计与研究

脉冲电化学齿轮光整加工工艺具有加工效率高、成本低、表面质量好等特点，其实现的关键环节之一是高频、大功率脉冲电源，因此介绍了脉冲电化学齿轮光整加工工艺的原理及特点，论述了脉冲电源的构成原理及设计思路，设计制造出基于现代电力电子器件——绝缘栅双极晶体管(IGBT)的高频、大功率脉冲电源；应用该电源进行齿轮脉冲电化学光整加工试验，得到了满意的结果。     

电火花加工数控脉冲电源问题研究

介绍了电火花加工原理,分析了电火花加工数控脉冲电源特点和数控脉冲电源结构图,从两方面研究了数控脉冲电源适应控制问题,为提高电火花加工数控脉冲电源控制效果提供了依据。     

微细电火花加工脉冲电源及其脉冲控制技术

为了提高微细电火花加工效率,通过分析微细电火花加工特点,改进了主放电回路,设计了一种基于现场可编程门阵列（FPGA）的微细电火花加工脉冲电源.该电源集成了放电状态检测功能,能够判断每一个脉冲的放电状态,并及时切断有害脉冲.设计了应用于微细电火花加工的清扫脉冲回路,可在极间加载高能量窄脉宽的清扫脉冲,以清除积聚在极间的加工屑.利用该电源在桌面式微细电火花加工机床上进行了微细深孔加工实验和微细孔极限加工实验,取得了较好的加工效果.     

绝缘栅双极型晶体管脉冲工作时结温特性及温度分布研究

建立了电热耦合和损耗热场耦合计算模型,采用该模型,获得了相同外部条件下的绝缘栅双极型晶体管(IGBT)芯片结温波动特性及温度分布特征,完成了使用红外热成像实时探测短时脉冲工作方式下IGBT芯片表面温度波动及分布特性的预测.探测结果表明,在一定散热条件和占空比不大的情况时,短时脉冲间歇等非周期瞬态工作方式下芯片表面温度快速上升之后,进入一个缓慢的上升周期,实验也表明,在特殊工作场合时可突破器件手册推荐使用的最大电流值.利用建立的热分析模型,还可以实现对不同工作方式下器件结壳温差和结温波动幅度的预测.     

电火花电解复合加工脉冲电源的研制

本文论述了在电火花成型加工机床上进行电火花电解复合加工,对脉冲电源的要求及具体方案的实施。通过工艺参数的对比,取得了较满意的工艺效果,说明这种新型电源是适合电火花电解复合加工要求的。在改进的D5540电脉冲机床上,用上述电源采用复合工作液加工5CrMnMo材料,表面粗糙度Rz=4.3μm时,加工速度为10mm~3/min。     

并联谐振型微细电火花线切割加工脉冲电源

为了提高微细电火花线切割(WEDM)效率和表面质量,应用并联谐振电路原理,研究出新型的并联谐振型微细WEDM脉冲电源．该脉冲电源利用其辅助电路中谐振电感和谐振电容的高频振荡,在MOSFET管的两端获得零电压或零电流的开通关断条件,降低了开关器件的开关损耗,提高了开关频率,并且可以获得很窄脉冲宽度和很小的单个脉冲放电能量．与传统的脉冲电源相比,此脉冲电源提高了微细WEDM速度和表面质量,并且能切割出高质量的齿顶圆直径为0．3mm的微小齿轮．实验结果表明,这种高质的脉冲电源为改善微细WEDM整体性能、拓展加工领域提供了技术保证．     

电火花线切割加工中放电间隙状态的检测

在研究放电间隙电压特性的基础上,开发了基于数字电路的电火花线切 割（WEDM）放电间隙检测模块。该模块对放电间隙电压和电流信号进行采样,通过给定的阈值和逻辑电路来识别不同间隙状态的脉冲,用高频计数器集成芯片对采样周期内的间隙状态进行计数,计数值传输给单片机完成有关计算,并送PC保存成文件以供分析,试验表明,该模块能胶儿检测WEDM加工中放电间隙的状态,为进一步研究WEDM智能加工控制系统提供了良好的基础。     

挠性接头电火花精微加工脉冲电源的研制

分析了脉冲电源中影响挠性接头细颈电火花加工精度和表面粗糙度Ｒａ的因素，得出了等电流脉宽脉冲电源更适合挠性接头电火花精微加工的结论．在此基础上，研制了挠性接头电火花加工专用机床脉冲电源，其最小电流脉宽ｔｅ＝１μｓ．最后就ｔｅ和峰值电流ｉｅ对Ｒａ、生产率ＭＲＲ和相对电极损耗的影响进行了实验．结果表明：Ｒａ随ｉｅ的增大而增大、随ｔｅ的减小而减小；ＭＲＲ随ｉｅ和ｔｅ的增大而增大；相对电极损耗随ｉｅ的增大而增大、随ｔｅ的增大而减小．当ｔｅ＝１μｓ，ｉｅ＝０．５Ａ，脉冲间隔ｔ０＝４μｓ时，Ｒａ＜０．３μｍ，ＭＲＲ＝０．０２ｍｍ３／ｍｉｎ．所研制的脉冲电源可以满足挠性接头电火花精微加工的要求．     

聚晶金刚石的电火花磨削加工

为探讨在普通电参数下,电火花磨削人造聚晶金刚石(PCD)的加工性能,研究了电极轮转速、开路电压、峰值电流、脉冲宽度以及脉冲间隔对材料去除率、电极损耗以及加工表面粗糙度的影响.结果表明,采用电火花磨削方法,在较小的开路电压和峰值电流下,PCD的加工是可行的.使用电火花磨削方法在材料去除率和表面粗糙度方面要优于普通电火花加工.各个加工参数对加工表面粗糙度的影响不大,而与金刚石颗粒的粒度有关.加工时应选用大的开路电压,而峰值电流不宜取得过大,一般说来,不应超过32 A.脉冲宽度与脉冲间隔之间存在一个最优比例关系,在合理的脉冲宽度与脉冲间隔比例基础上,加大脉冲宽度可以提高加工性能.     

快走丝电火花线切割加工工艺参数的优化选取

基于快走丝电火花丝切割加工机床性能的发挥在很大程度上依赖于操作人员的技术水平,用神经网络技术建立快走丝线切割加工工艺模型,与实验数据的比较表明,模型能精确地预测出给定条件下的切割速度和表面粗糙度,反映了该机床的加工工艺规律,在此基础上根据工件的实际厚度和表面粗糙度要求得到最优的加工参数组合,克服了工艺参数的局限性。     

快速消除维持电压微细电化学加工脉冲电源

以绝缘栅型场效应管(MOSFET)作为开关元件的独立式单路微细电化学加工脉冲电源在脉间存在维持电压,使得微细电化学加工的散蚀增加,导致工件的形状精度降低.在分析维持电压存在特性的基础上,通过分析实验中采集到的波形,对脉冲电源进行改进,设计了双路控制的MOSFET开关电路,并根据MOSFET的开关特性,采用合理的电路参数.对比实验表明,改进后的电源快速消除了脉间维持电压,从而有效地降低了加工过程中的平均电压值,进而使加工表面痕迹的形貌得到了很大的改善,提高了加工的尺寸精度和表面质量.     

基于灰色理论的多曲率油槽电火花成型加工参数优化

研究电火花加工参数对工艺指标的影响,为了实现加工参数的优化选择,使用紫铜电极对QT700-2进行了电火花加工试验,选择加工速度vm、电极损耗速度vE、双边侧面间隙S及相对损耗比θ作为工艺指标,采用灰色关联理论,分析了主要电参数对加工指标的影响关联程度,对主要电加工参数进行了优化,得出以单项工艺指标和多项工艺指标为优化目标的电加工参数组合.优化结果表明,优化后的电加工参数对减小电极损耗速度vE、双边侧面间隙S及相对损耗比θ具有比较明显的效果.     

电火花线切割极间介电特性与放电能量分配关系

摘要：
建立了电火花线切割极间介质电阻模型,分析了加工能量与极间介质电导率、工件厚度之间的关系,并对极间介质电阻模型进行了实验验证.研究结果表明,随着电导率的升高或者工件厚度的增加,放电期间极间“漏电流”增大,损耗在极间介质的能量增加,加工效率降低,电导率变化导致的极间电阻改变对于加工效率的影响显著. 关键词：
电火花线切割; 工作介质; 介电特性; 电导率; 放电能量中图分类号： TG 662
文献标志码： A     

浸液式高速往复走丝电火花线切割漏电损失

分析了放电能量损失与极间工作液漏电、工件表面漏电的关系.采用浸液和喷液2种冷却方式进行高速往复走丝电火花线切割加工实验,对理论分论结果进行了验证.结果表明：减小工件表面漏电面积和工作液电导率,可以有效减少能量损失,进而提高加工效率;在相同加工参数下,浸液式相对于喷液式切割速度有所降低,其主要原因是由浸没在工作液中的工件与电极丝间持续电解漏电形成的.