【摘 要】
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脉冲电源是电解加工设备中最为重要的组成部分之一,影响着电解加工的加工精度、表面质量。研制适用于微细电解加工的电源,对于提高电解加工复杂型面的加工精度、减小对国外装备的依赖,都有重要意义。本文旨在开发一种微细电解加工纳秒级双脉冲电源。通过分析国内外的研究现状,发现现有的脉冲电源在去除维持电压、极间电容方面,仅利用脉冲的间歇让其消退,没有在电源结构方面设计专用电路,导致效果不理想。本文在现有脉冲电源结
【基金项目】
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陕西省科技厅基金(编号:2020KW-017);
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脉冲电源是电解加工设备中最为重要的组成部分之一,影响着电解加工的加工精度、表面质量。研制适用于微细电解加工的电源,对于提高电解加工复杂型面的加工精度、减小对国外装备的依赖,都有重要意义。本文旨在开发一种微细电解加工纳秒级双脉冲电源。通过分析国内外的研究现状,发现现有的脉冲电源在去除维持电压、极间电容方面,仅利用脉冲的间歇让其消退,没有在电源结构方面设计专用电路,导致效果不理想。本文在现有脉冲电源结构的基础上,提出了双脉冲电源的方案。设计了驱动斩波模块,在加工期间和加工间歇,分别给电极提供不同极性的电压,通过控制两路电压的大小、电源的频率和占空比,在一定程度上改善现有脉冲电源在去除极间电容和维持电压方面的不足。电源研发包括硬件、软件两个部分。硬件包含电源和工作电源模块、主控模块、驱动斩波模块、脉冲发生模块、保护等模块。软件包括脉宽调制、五向按键及OLED、串口通信、IIC的开发。用户使用按键设置电源参数,当按下确认键之后,主控模块通过I2C通信,将用户设置好的电源参数传输给脉冲发生模块;脉冲发生模块产生指定频率、占空比的脉冲信号,该信号控制驱动斩波模块产生电压可调的脉冲电压。最后使用驱动斩波模块输出的脉冲进行加工。在此过程中,OLED屏可实时显示电源参数。本文开发的电源,频率为10kHz~5MHz,占空比调节范围为10%~90%;第一路加工电压为1.5V~15V,第二路辅助加工电压为1.5V~5V,两路电压源分别被两路互为相反的脉冲信号控制,来实现脉间去除维持电压和极间电容问题,双脉冲电源由此实现。最后通过普源模拟示波器测试电源输出,在电源面板上的电压表观察到第一路电压源和第二路电压源的大小与示波器测得的电源输出波形的最大值和最小值相同,频率和占空比与OLED显示屏设置相同,由此判断微细电解加工纳秒级双脉冲电源的测试达到预期设计目标,可用于微细电解加工。
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