电火花加工作为目前应用最为广泛的零件加工方法之一,尤其是在模具加工和航空航天等领域具有广泛的应用。电火花加工是一个受多因素影响的复杂加工过程,具有随机性和不确定性,目前,其间隙放电特性、理论基础和加工机理研究的薄弱已经成为阻碍其进一步发展的瓶颈。脉冲电源作为电火花加工机床的关键部分,决定着电火花加工的能量利用率、加工速度、加工过程的稳定性以及自动化水平等,尤其随着制造业向绿色化、智能化方向发展,电火花加工自适应节能脉冲电源技术更是研究的重中之重。因此,开展对电火花加工间隙放电特性及自适应节能脉冲电源的研究具有重要的理论意义和应用价值。针对电火花加工间隙放电特性方面的问题,对火花放电维持电压形成及其振荡、不同模式脉冲电源的间隙放电特性进行了研究。分析了电火花加工火花放电维持电压形成的条件及振荡的原因,通过实验和对各模式脉冲电源放电主回路分析,得出晶体管电阻式脉冲电源、晶体管电感式脉冲电源和RC脉冲电源均存在火花放电维持电压,只是表现形式不同;基于快速傅立叶变换对火花放电维持电压进行了频谱分析,研究了晶体管电阻式脉冲电源中限流电阻和开路电压对火花放电维持电压振荡特性的影响;针对晶体管电感式脉冲电源,研究了击穿延时、电感、开路电压对火花放电维持电压和电流的影响;针对RC脉冲电源,研究了放电电容对火花放电维持电压的影响;针对TRC脉冲电源,研究了放电电容对单位时间内间隙放电能量的影响。通过以上研究,为合理选择加工参数和火花放电间隙等效电路模型的建立提供了指导。在对电火花加工间隙放电特性研究的基础上,对火花放电间隙等效电路模型进行了研究。提出了一种采用纯电容放电确定火花放电间隙等效电路模型的方法,采用仿真、实验和理论推导相结合的方法对火花放电间隙等效电路模型的合理性进行了验证;在此基础上,建立了以脉冲电压为输入,间隙电压为输出的间隙火花放电控制系统数学模型,分析了电源参数对火花放电稳定性和状态调整响应速度的影响,为脉冲电源的设计和电源加工参数的匹配优化提供了理论指导。为提高节能脉冲电源的能量利用率,对晶体管电感式节能脉冲电源放电主回路能量分布、功率开关管能量损耗抑制技术、能量快速回馈电路及高频导线能量损耗的抑制方法进行了研究。对IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor)的开关特性和能量损耗产生的原因进行了分析,在此基础上,设计了IGBT的推挽输出驱动电路和缓冲电路,研制了一种带有IGBT无源低损缓冲电路的电感式节能脉冲电源主回路,实现了IGBT的零电流开通和零电压关断;对晶体管电感式节能脉冲电源的能量快速回馈电路进行了设计,提出了采用多股镀银高频屏蔽线减小加工放电回路中高频导线能量损耗的方法,提高了节能脉冲电源的有效能量利用率。为提高电火花线切割加工放电状态检测精度、火花放电率、节能脉冲电源的能量利用率以及加工稳定性,对开路率、火花率和短路率的统计方法、长短路状态抑制以及放电状态自适应控制技术进行了研究。提出了一种采用高频脉冲调制对放电状态信号进行脉冲统计的方法,提高了开路率、火花率、短路率的检测精度,为放电状态自适应控制奠定了基础;提出了一种采用长短路小脉间调制和机床工作台回退相结合的方法,对长短路状态进行抑制;基于浮动阈值放电状态检测和高频脉冲调制的各放电状态脉冲统计方法,采用带遗忘因子的递推最小二乘参数辨识和最小方差自校正控制算法,建立了以机床进给频率为过程输入量,开路率与短路率之差为输出量的放电状态自适应控制系统。并通过电火花线切割加工实验,验证了提出的节能技术和自适应控制技术的有效性,实现了高火花放电率的稳定加工,提高了节能脉冲电源的有效能量利用率和加工速度。