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微细电火花加工微能脉冲电源模块的研究

作　者: 赵衍青
导　师: 杨洋
学　校: 华东交通大学
专　业: 机械制造及其自动化
关键词: 微细电火花加工微能脉冲电源复杂可编程逻辑器单片机
分类号: TG661
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
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内容摘要

微细电火花加工是微细加工领域中的一个重要研究方向,因其在加工中具有非接触式的、无宏观切削力等优点,微细电火花加工技术已经在世界上许多国家得到了重视。而微能脉冲电源是微细电火花加工体系中的关键技术之一,其性能的好坏直接影响到微细电火花加工工艺指标的优劣,因此对其关键技术进行研究,掌握微能脉冲电源的实现原理与设计方法,对微能脉冲电源的研制以及整个微细电火花加工系统的研究与开发都有着重要的意义。在大量阅读参考国内外相关资料的基础上,综合分析了微细电火花加工的基本原理,通过对单个脉冲能量对加工表面质量影响的分析,得出大峰值电流与窄脉宽有利于提高加工质量,并就寄生电容对加工表面质量的影响进行了分析。文章分析研究了微能脉冲电源的功率开关MOSFET的驱动技术和平均电压检测方法等关键技术,并对平均电压检测电路进行了仿真分析。本文所设计的微细电火花加工微能脉冲电源主要包括高频脉冲信号发生电路、驱动放大电路、功率转换电路、检测电路及主电源电路等几个部分。其中高频脉冲信号发生电路是此脉冲电源的核心部分,它采用了80C51单片机芯片P89LVRD2与复杂可编程逻辑器件(CPLD)EPM570T1003N来共同完成,能够在线设置脉冲信号参数,脉冲宽度可在50ns~5μs范围内连续可调。该脉冲电源的总体设计思路为:通过由高频脉冲信号发生器产生的高频脉冲信号经功率驱动放大后,控制功率开关管MOSFET的导通与关断,得到加工间隙所需要的放电脉冲,并对由检测电路反馈的放电状态检测信号进行及时的处理,获得最佳的加工放电脉冲。最后针对所研制的微能脉冲电源系统进行了软硬件调试和测试。测试了脉冲宽度为1μs、0.2μs、0.1μs和0.05μs时的脉冲波形,其稳定性较好。测试结果验证了所设计的微能脉冲电源基本可以实现。但是脉冲波形存在一定的延时,因此还需进一步对其做深入地研究并在实际加工条件下进行验证。

微细电火花加工微能脉冲电源模块的研究

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