【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及特种加工领域，尤其涉及一种双极性高低压复合脉冲电源。
技术介绍
1、电火花加工是一种非传统的加工技术，通过施加可控电能在工具电极和工件之间形成火花放电，以去除被加工材料。电火花加工通过控制放电参数实现非接触加工的特性，能够高效地加工各类导电材料，使其达到预期的形状和尺寸。因此，其在航空航天、微电子等领域中被广泛应用。特别是对于高硬度、高强度的特殊材料，如钛合金、高温合金和硬质合金等，电火花加工能够满足高效率和高精度的加工需求。然而，间隙放电所引起的高温效应可能导致加工表面出现重铸层、热影响区和微裂纹等缺陷，从而使得零件无法满足航空航天等领域对加工表面质量的严格要求。相比之下，电解加工是一种基于电化学原理的加工方法，通过将工件置于电解液中并在电场作用下进行电化学反应，利用阳极溶解对工件表面进行去除和成形。与电火花加工不同，电解加工不会因高温效应而引起表面缺陷，而且由于其能够进行大面积高效加工，电解加工在加工结构复杂的型面时通常表现出卓越的加工效果。然而，电解加工的加工精度不够高，同时其稳定性较难保证。
2、电火花加工和电解加工对电源系统的要求有所不同，由于其加工原理的差异。电火花加工需要维持稳定的放电击穿，因此通常采用较高幅值的空载电压。此外，电火花加工还存在明显的极性效应，即不同的极性接法会导致不同的工艺效果。一种极性接法可以获得较高的加工效率，但电极损耗较大；而另一种极性接法的加工效率较低，但电极损耗较小，可以实现更好的加工精度和工件表面质量。此外，工具电极和工件电极的材料以及工作液的类型也会影响极性
3、电火花电解复合加工结合了电火花加工和电解加工的优势，是实现难切削材料高质量加工的有效手段。传统的电火花电解复合加工通常采用单一幅值空载电压和单一极性的电源系统。首先，单一幅值的空载电压难以同时满足电火花加工和电解加工对空载电压幅值的要求。其次，单一极性的电源系统，通常为正极连接到工件电极，负极连接到工具电极。这种系统满足了电解加工中工件电极连接到正极，实现工件材料阳极电化学溶解的要求。然而，该电源系统难以满足电火花加工对电源极性的要求，无法充分发挥电火花加工的极性效应，并且对不同加工条件的适应性有限。
4、鉴于以上问题，本专利技术拟开发一种双极性高低压复合脉冲电源。
技术实现思路
1、本专利技术提出一种双极性高低压复合脉冲电源，该电源包括高压电路、低压电路、逆变电路和控制电路；
2、其中所述高压电路包含全桥整流滤波电路a、隔离电路b；所述高压电路输出端连接在逆变电路的输入端；
3、其中所述低压电路包含全桥整流滤波电路c、隔离电路d；所述低压电路输出端连接在逆变电路的输入端；
4、所述逆变电路包括四个绝缘栅双极型晶体管；所述逆变电路的一个输入端与高压电路和低压电路输出端的正极相连，另一个输入端与高压电路和低压电路输出端的负极相连；所述逆变电路的输出端连接加工区域；
5、所述控制电路包括单片机、驱动电路；所述单片机输出脉冲控制信号，经驱动电路转换、放大后，分别驱动绝缘栅双极型晶体管q1~q6的栅极；
6、进一步地，所述高压电路用以提供高幅值的脉冲电压，并将电路进行隔离，以便与低幅值脉冲电压进行复合。电压幅值大小为0～300v，脉冲宽度为1～500μs，脉冲间隔为1～500μs；
7、进一步地，所述低压电路用以提供低幅值的脉冲电压，并将电路进行隔离，以便与高幅值脉冲电压进行复合。电压幅值大小为0～60v，脉冲宽度为1～500μs，脉冲间隔为1～500μs；
8、进一步地，所述逆变电路通过改变绝缘栅双极型晶体管的开关状态将单极性的高低幅值复合脉冲电压转化为双极性的高低幅值复合脉冲电压；
9、进一步地，所述双极性高低压复合脉冲电源，高幅值的正负极性脉冲电压均用以击穿工作介质、打开放电通道、触发电火花加工；低幅值的负极性脉冲电压用以输入能量，低幅值正极性脉冲电压用以输入放电能量或用于实现电解加工；
10、进一步地，所述双极性高低压复合脉冲电源，利用同极性的高幅值与低幅值脉冲电压匹配形成的高低幅值复合脉冲电压实现电火花加工，利用低幅值的正极性脉冲电压实现电解加工，将电火花加工与电解加工复合在一起；
11、进一步地，所述双极性高低压复合脉冲电源，通过改变高幅值脉冲电压及低幅值脉冲电压的幅值大小、高幅值脉冲电压与低幅值脉冲电压的匹配比例，实现电火花加工与电解加工强度的可控调节；通过改变高低幅值复合正脉冲电压与负脉冲电压的比例，实现正极性与负极性电火花加工强度的可控调节，充分发挥复合加工中电火花加工的极性效应。
12、借由上述方案，本专利技术的有益效果在于：
13、1. 本专利技术提出的双极性高低压复合脉冲电源，利用同极性的高幅值与低幅值脉冲电压匹配形成的高低幅值复合脉冲电压实现电火花加工，利用低幅值的正极性脉冲电压实现电解加工，将电火花加工与电解加工复合在一起。通过改变高幅值脉冲电压及低幅值脉冲电压的幅值大小、高幅值脉冲电压与低幅值脉冲电压的匹配比例，实现电火花加工与电解加工强度的可控调节。同时，通过改变高低幅值复合正脉冲电压与负脉冲电压的比例，实现正极性与负极性电火花加工强度的可控调节。该电源充分发挥了电火花加工与电解加工的优势，以及电火花加工的极性效应，以实现加工效率、精度、表面质量等综合性能指标均衡、优异的加工效果；
14、2. 本专利技术提出的双极性高低压复合脉冲电源，借助高幅值的正负极性脉冲电压快速击穿工作介质，开启放电通道并启动电火花加工，此过程主要通过相互匹配的高低幅值复合脉冲电压实现；低幅值的正极性脉冲电压则用于实现电解加工，此过程主要通过未匹配高幅值电压的低幅值电压来实现。因此，所提出的双极性高低压复合脉冲电源具有能量利用率高、加工方式合理高效等优点；
15、3. 本专利技术提出的双极性高低压复合脉冲电源，各个脉冲支路协同工作，互不干扰，工作稳定性高；控制电路之间相互配合，逻辑简明，可靠性高。
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1.一种双极性高低压复合脉冲电源，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的双极性高低压复合脉冲电源，其特征在于：
3.根据权利要求1所述的双极性高低压复合脉冲电源，其特征在于：
4.根据权利要求1所述的双极性高低压复合脉冲电源，其特征在于：
5.根据权利要求1所述的双极性高低压复合脉冲电源，其特征在于：
6.根据权利要求1所述的双极性高低压复合脉冲电源，其特征在于：
7.根据权利要求1所述的双极性高低压复合脉冲电源，其特征在于：
8.根据权利要求1所述的双极性高低压复合脉冲电源，其特征在于：
【技术特征摘要】
1.一种双极性高低压复合脉冲电源，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的双极性高低压复合脉冲电源，其特征在于：
3.根据权利要求1所述的双极性高低压复合脉冲电源，其特征在于：
4.根据权利要求1所述的双极性高低压复合脉冲电源，其特征在于：
【专利技术属性】
技术研发人员：董行，李瑞祥，张青松，王治明，周建平，
申请(专利权)人：新疆大学，
类型：发明
国别省市：
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