【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于电火花加工电源，具体涉及一种电火花脉冲电源电流变化率控制方法。
技术介绍
1、电火花加工是一种在工具电极和工件之间形成脉冲性能量，以去除工件的非接触式特种加工技术。随着新型材料的出现，如高温合金等性能优异但难加工材料被广泛应用在航空航天、模具制造等领域。与传统加工相比，电火花加工可以避免因接触式加工导致的细小尺寸变形精度不够等诸多加工问题，除此之外也可加工高硬度、高强度、高熔点等特殊金属材料以及一些结构与形状复杂的精密零部件。
2、电火花放电加工放电能量的变化是决定加工效率和加工质量的关键，放电能量控制主要取决于放电电流的调控。因此脉冲电源对于电火花加工来说尤其重要。现如今还仍被应用的一些传统电源，能耗大部分都消耗在限流电阻上，电源效率低。随着节能环保与加工的零部件高精度、高效率、低工具损耗等要求的不断提高，还需要脉冲电源低能耗及低工具损耗性能提高。
3、现在大部分加工应用场合电火花脉冲电源输出的电流波形近似三角波或方波。有文献表明输出的电流波形前后沿的变化率对于电极的损耗有很大影响。对于高熔点、高硬度等难加工材料需要足够的能量提供爆炸力，电流前沿上升快，斜率较大。而一些需要电极损耗低表面质量好的加工要求输出的电流前沿上升可平缓，斜率稍小。但能量也不能过小否则加工时间就会增加，那电流波形后沿就不能过快下降要有一定脉宽宽度保证一定的稳定放电。结合不同加工条件与要求就需要输出的特殊电流波形以满足不同需求。专利文件cn108422055b公开了一种脉冲电源及该电源电流波形控制方法，去除传统电源的限
4、现有的节能型脉冲电源输出的电流波形较单一，很难同时满足高性能的加工要求。因此，解决节能型电源输出电流的波形控制问题是电火花加工领域重要研究方向之一。
5、针对相关技术中的问题，目前该领域尚未公布提出有效的解决方案。
技术实现思路
1、本专利技术提供了一种电火花脉冲电源，其改进之处在于，所述电火花脉冲电源包括用于电火花加工的间隙击穿加工的高压击穿回路、用于控制脉冲放电峰值电流的恒流源回路和用于控制输出电流波形的前后沿电流变化率的电流波形控制回路；
2、所述高压击穿回路包括直流第二电源v2、第一电阻r1、第二功率开关管q2、第二电阻r2、第三二极管d3和放电间隙；所述第二功率开关管q2连接加工时序控制器；
3、所述恒流源回路包括恒流源充电回路和恒流源续流回路；
4、所述恒流源充电回路包括直流第一电源v1、第一功率开关管q1、电流传感器、第一电感l1、第一二极管d1，且所述恒流源充电回路第一功率开关管q1上连接电流闭环控制器，电流传感器串联在所述恒流源充电回路的第一功率开关管q1与第一电感l1之间；
5、当第一功率开关管q1断开第二功率开关管q2断开及放电间隙未击穿时，所述第一电感l1、第一二极管d1、直流第二电源v2和第二二极管d2构成恒流源续流回路；
6、当第一功率开关管q1断开第二功率开关管q2闭合且放电间隙被击穿时，所述第一电感l1、第二功率开关管q2、并联的第二电阻r2和电感l、第三二极管d3、放电间隙和第二二极管d2构成恒流源续流回路。
7、所述电流波形控制回路由至少两个以上的开关和至少两个以上的电感与第二电阻r2、第三二极管d3、放电间隙和第四二极管d4构成。
8、优选的，所述恒流源回路包括低压恒流源回路，为低压电流输出回路。
9、优选的，所述至少两个以上的开关和至少两个以上的电感与第二电阻r2并联。
10、进一步的，所述电流波形控制回路由第一开关s1、第二开关s2、第三开关s3、第四开关s4、第五开关s5、第六开关s6、第二电感l2、第三电感l3、第四电感l4、第五电感l5、第二电阻r2、第三二极管d3、放电间隙和第四二极管d4构成。
11、优选的，在间隙未被击穿前所述恒流源回路持续充电，在间隙被击穿时，所述高压击穿回路电路与所述恒流源回路构成放电电流回路，由电流波形控制回路控制输出电流波形前后沿的电流变化率。
12、优选的，所述放电电流回路为直流第一电源v1、直流第二电源v2、第一功率开关管q1、第一电感l1、第二功率开关管q2、第二电阻r2、第三二极管d3以及放电间隙组成。
13、进一步的，所述第一功率开关管、第二功率开关管为场效应管或绝缘栅双极型晶体管的任意一种。
14、进一步的，通过所述开关控制进行选择，组合不同的电感参数回路。
15、进一步的，所述电流闭环控制器的控制方式为pwm控制方式。
16、本专利技术还提供一种电火花脉冲电源电流变化率控制方法，其改进之处在于，所述方法包括
17、(1)放电间隙击穿前恒流源回路持续蓄能；
18、(2)高压击穿回路持续升压击穿放电间隙，电流闭环控制器接收到放电间隙击穿的检测信号，设定目标电流值；
19、(3)第二功率开关管闭合回路导通，电感电流输出至电流波形控制回路；
20、(4)通过第一开关s1通断选择加工模式；
21、(5)加工时序控制器控制输出电流的脉冲宽度与脉冲间歇；
22、(6)通过开关控制组合成不同的电感参数，所述电流波形控制回路，控制电流斜率上升或下降。
23、有益效果：
24、本专利技术脉冲电源采用节能型设计，消除了传统电源中因为限流电阻导致的功率消耗、散热问题等。更为环保节能，电极损耗更低、加工效率更高输出电流波形种类更多且满足实际加工中的不同需求，市场应用性更好。
25、本专利技术能够有效控制输出电流波形以一定的斜率上升、下降，增加输出电流波形的种类，加工效率高、电极损耗低满足实际生产中的不同的加工需求。
26、应了解的是，上述一般描述及以下具体实施方式仅为示例性及阐释性的，其并不能限制本申请所欲主张的范围。
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1.一种电火花脉冲电源，其特征在于，所述电火花脉冲电源包括用于电火花加工的间隙击穿加工的高压击穿回路、用于控制脉冲放电峰值电流的恒流源回路和用于控制输出电流波形的前后沿电流变化率的电流波形控制回路；
2.根据权利要求1所述的一种电火花脉冲电源，其特征在于，所述恒流源回路包括低压恒流源回路，为低压电流输出回路。
3.根据权利要求1所述的一种电火花脉冲电源，其特征在于，所述至少两个以上的开关和至少两个以上的电感与第二电阻R2并联。
4.根据权利要求3所述的一种电火花脉冲电源，其特征在于，所述电流波形控制回路由第一开关S1、第二开关S2、第三开关S3、第四开关S4、第五开关S5、第六开关S6、第二电感L2、第三电感L3、第四电感L4、第五电感L5、第二电阻R2、第三二极管D3、放电间隙和第四二极管D4构成。
5.根据权利要求1所述的一种电火花脉冲电源，其特征在于，在间隙未被击穿前所述恒流源回路持续充电，在间隙被击穿时，所述高压击穿回路电路与所述恒流源回路构成放电电流回路，由电流波形控制回路控制输出电流波形前后沿的电流变化率。
7.根据权利要求4所述的一种电火花脉冲电源，其特征在于，所述第一功率开关管、第二功率开关管为场效应管或绝缘栅双极型晶体管的任意一种。
8.根据权利要求7所述的一种电火花脉冲电源，其特征在于，通过所述开关控制进行选择，组合不同的电感参数回路。
9.根据权利要求1所述的一种电火花脉冲电源，其特征在于，所述电流闭环控制器的控制方式为PWM控制方式。
10.一种电火花脉冲电源电流变化率控制方法，其特征在于，所述方法包括
...【技术特征摘要】
1.一种电火花脉冲电源，其特征在于，所述电火花脉冲电源包括用于电火花加工的间隙击穿加工的高压击穿回路、用于控制脉冲放电峰值电流的恒流源回路和用于控制输出电流波形的前后沿电流变化率的电流波形控制回路；
2.根据权利要求1所述的一种电火花脉冲电源，其特征在于，所述恒流源回路包括低压恒流源回路，为低压电流输出回路。
3.根据权利要求1所述的一种电火花脉冲电源，其特征在于，所述至少两个以上的开关和至少两个以上的电感与第二电阻r2并联。
4.根据权利要求3所述的一种电火花脉冲电源，其特征在于，所述电流波形控制回路由第一开关s1、第二开关s2、第三开关s3、第四开关s4、第五开关s5、第六开关s6、第二电感l2、第三电感l3、第四电感l4、第五电感l5、第二电阻r2、第三二极管d3、放电间隙和第四二极管d4构成。
5.根据权利要求1所述的一种电火花脉冲电源，其特征在于，在间隙未被击穿前所...
【专利技术属性】
技术研发人员：孙式玮，王宏双，王培德，吴迪，贾靖宇，刘泽坤，胡倩，胡苏，席山山，曹立新，张佳强，魏旺，邓冬凤，
申请(专利权)人：北京机床所精密机电有限公司，
类型：发明
国别省市：
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