CN1199342C - 放电脉冲发生装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种对一对电极(1、2)提供电力的放电脉冲发生装置，具备：一个终端连接于所述电极(1、2)的规定长度的分布常数线路(8)、连接于分布常数线路(8)，对分布线路的静电电容进行充电用的充电元件(16)、在分布常数线路的另一终端上连接，并且连接在对充电元件(16)的电压没有电流流动的方向上的整流元件(13)、以及与整流元件(13)串联连接，具有与分布常数线路(8)的特性阻抗相同的电阻值的电阻器(10)。在使用于例如放电加工的情况下，能够进行更高精度且高速度的加工。

Description

放电脉冲发生装置
技术领域
本发明涉及向例如放电加工机、激光振荡器以及粒子加速器等使用的向一对电极之间提供电力的放电脉冲发生装置的改良。
背景技术
图17是已有的放电脉冲发生装置的电路结构图，表示放电加工机的放电脉冲发生装置的例子，在图17中，1是电极，2是被加工物体，3是直流电源，4是电阻器，5是电容器(静电电容量C)，L是配线上存在的电感。直流电源3与电阻器4形成的充电电路连接于电容器5。又，电极1与被加工物体2浸渍于水或油等加工液中。由于上述充电电路使电容器5的电压上升，一旦电极1与被加工物体2之间的极间间隙的加工液绝缘受到破坏，电容器5贮存的能量就在电极1与被加工物体2的电极之间流动。这时的放电电流Ig形成图18所示的LC振荡的衰减振荡波形。
在图18中，t是时间，最初的电流i1是LC振荡的谐振频率的半周的电流，接着的电流i2是与电流i1相反极性的电流，再接着的电流i3是与电流i2相反极性的电流，这样的多次振荡的电流在上述极间流动。最初的电流i1的脉冲宽度是短脉冲(T1)，多次振荡的电流停止的脉冲宽度变得相当长(T)，这段时间放电连续发生，作为一个整体形成一个1次的放电脉冲。在使用这样的已有的放电脉冲发生装置进行放电加工时，不是利用短脉冲T1进行加工，而是脉冲宽度比较大的脉冲T进行加工，因此，存在对被加工物体2进行细微的加工有困难的问题。
又，在图17所示的已有的放电脉冲发生装置中，如图18所示，由于流动着两极性放电电流，即使设定得使在某一极的电极消耗很小，电流也必定向电极消耗大的方向流动，由于电极消耗变大，存在进行高精度加工有困难的问题。
图19是日本专利特开平7-266133号公报公开的已有的放电脉冲发生装置的另一种结构的电路图，在图中，1是电极，2是被加工物体，3是直流电源，4是电阻器，6是晶体管，7是控制元件，8a和8b是一端开放的同轴电缆(特性阻抗分别为Z0a、Z0b)，9a和9b是连接于同轴电缆8a和8b的调整用的阻抗(阻抗分别为Za、Zb)。
图20表示图19的已有的放电脉冲发生电路的电极1与被加工物体2之间的极间放电电流Ig的例子。图20(a)表示阻抗Za和Zb分别与特性阻抗Z0a、Z0b相等的情况下的放电电流Ig，图20(b)表示阻抗Za和Zb分别为特性阻抗Z0a、Z0b的一半的情况下的放电电流Ig。图中t为时间。从图中可知，如图20(a)所示，上述图中调整用的阻抗与上述特性阻抗相等的情况下放电电流Ig是没有振荡的脉冲状电流波形，而如图20(b)所示，上述调整用的阻抗与特性阻抗不同的情况下，放电电流为与图18的放电脉冲发生装置的放电电流相同的振荡的电流波形。
亦即在图19的已有的放电脉冲发生装置中，得到没有振荡的脉冲状的放电电流波形只是限于调整用的阻抗与同轴电缆的特性阻抗相等的情况，因此存在因连接调整用的阻抗而导致放电电流峰值降低一半的问题。
发明内容
本发明是为解决上述课题而作出的，其目的在于得到能够提高放电电流脉冲的峰值的放电脉冲发生装置。
又，本发明的目的在于得到能够把放电电流脉冲的峰值任意设定为所希望的数值的放电脉冲发生装置。
又本发明的目的在于得到使用于放电加工的情况下适用于精细加工同时能够降低电极消耗的放电脉冲发生装置。
本发明提供一种放电脉冲发生装置，是对一对电极提供电力的放电脉冲发生装置，包括：一个终端连接于所述电极的至少一条规定长度的分布常数线路；连接于所述分布常数线路，对所述分布常数线路的静电电容进行充电用的充电元件；在所述分布常数线路的另一终端上连接的整流元件，所述整流元件的连接方向为阻隔对应于所述充电元件的电压的电流；以及与所述整流元件串联连接，具有与所述分布常数线路的特性阻抗相同的电阻值的电阻器。
如上所述的放电脉冲发生装置，还包括与所述整流元件串联连接的恒电压源。
如上所述的放电脉冲发生装置，还包括：检测所述电阻器的电压的电压检测元件；用于判定利用所述电压检测元件检测出的所述电阻器的电压极性的电压极性判定元件；以及在所述电压极性判定元件判定为所述电压极性与放电前片刻的极性相反时，使所述充电元件进行的充电停止的充电停止元件。
如上所述的放电脉冲发生装置，至少一条分布常数线路是由单件电容器及电感器构成的重复电路，该重复电路的特性阻抗与所述分布常数线路的特性阻抗相同。
如上所述的放电脉冲发生装置，利用与所述整流元件和电阻器并联连接的电容器以及与该电容器串联连接的、电感器和电阻器的并联连接组件构成所述分布常数线路的至少一条，使所述电容器和所述电感器形成的特性阻抗以及所述并联连接组件的电阻器的电阻值与所述分布常数线路的特性阻抗相同。
如上所述的放电脉冲发生装置，利用直流电源、电阻器和开关元件的串联连接组件构成所述充电元件，具备使该开关元件导通、截止的控制元件。
如上所述的放电脉冲发生装置，利用直流电源、电阻器和连接在充电方向上的二极管的串联连接组件、以及并联连接于该串联连接组件的电阻器与直流电源之间的开关元件，构成所述充电元件，具备使该开关元件导通、截止的控制元件。
如上所述的放电脉冲发生装置，在所述分布常数线路的所述电极所连接的终端上串联连接调节电流用的电阻器。
如上所述的放电脉冲发生装置，设定所述分布常数线路的规定长度，以使所述分布常数线路的传播时间为所述电极间发生的所希望的放电电流脉冲的脉冲宽度的一半。
本发明还提供一种放电脉冲发生装置，是在线状电极与被加工物体构成的电极之间提供放电能量，利用位置决定元件使所述线状电极和被加工物体相对移动，对所述被加工物体进行加工的线放电加工机所使用的，发生所述放电能量的放电脉冲发生装置，具备：将一边的终端并联连接形成的第1分布常数线路及第2分布常数线路；将所述第1分布常数线路的另一边的终端连接形成的，向所述线状电极供电用的上侧馈电端子；将所述第2分布常数线路的另一边的终端连接形成的，向所述线状电极供电用的下侧馈电端子；连接于第1分布常数线路及第2分布常数线路的，对所述第1分布常数线路及第2分布常数线路的静电电容充电用的充电元件；在所述第1和第2分布常数线路并联连接的终端处连接的整流元件，所述整流元件的连接方向为阻隔对应于所述充电元件的电压的电流；与所述整流元件串联连接、具有与所述第1和第2分布常数线路之一的特性阻抗相同的电阻值的电阻器。
本发明的放电脉冲发生装置如上所述构成，放电电流的上升快，由于形成同一极性的单一脉冲的放电电流脉冲，在使用于例如放电加工的情况下，能够适用于精细加工，同时能够降低电极消耗。
又能够把放电电流的峰值任意设定为所希望的数值。
而且由于能够用非常简单的结构，以规定的重复频率产生群放电，因此在使用于例如放电加工的情况下能够进行更高精度且高速度的加工。
附图说明
图1为表示本发明实施形态1的放电脉冲发生装置的结构的电路图。
图2为本发明实施形态1的放电脉冲发生装置的动作说明用的波形图。
图3为本发明实施形态1的放电脉冲发生装置的动作说明用的波形图，是放电开始时间t1前后的时间轴经过放大的说明图。
图4为表示本发明实施形态2的放电脉冲发生装置的结构的电路图。
图5为本发明实施形态2的放电脉冲发生装置的动作说明用的波形图，是放电开始时间t1前后的时间轴经过放大的说明图。
图6为表示本发明实施形态3的放电脉冲发生装置的结构的电路图。
图7为表示本发明实施形态4的放电脉冲发生装置的结构的电路图。
图8为表示本发明实施形态5的放电脉冲发生装置的结构的电路图。
图9为表示本发明实施形态6的放电脉冲发生装置的结构的电路图。
图10为本发明实施形态6的放电脉冲发生装置的放电电流波形图。
图11为表示本发明实施形态7的放电脉冲发生装置的结构的电路图。
图12为本发明实施形态7的放电脉冲发生装置的放电电流波形图。
图13为表示本发明实施形态8的放电脉冲发生装置的结构的电路图。
图14为表示本发明实施形态9的放电脉冲发生装置的结构的电路图。
图15为本发明实施形态9的放电脉冲发生装置的动作说明用的波形图，是放电开始时间t1前后的时间轴经过放大的说明图。
图16为表示本发明实施形态9的放电脉冲发生装置的另一种结构的电路图。
图17为表示已有的放电脉冲发生装置的结构的电路图。
图18为表示图17的已有的放电脉冲发生装置的LC振荡的放电电流的衰减振荡波形的例子的说明图。
图19为表示已有的放电脉冲发生装置的另一种结构的电路图。
图20表示图19的已有的放电脉冲发生装置的电极与被加工物体之间的放电电流的例子。
具体实施方式
实施形态1
图1为表示本发明实施形态1的放电脉冲发生装置的结构的电路图，表示例如使用于放电加工机的情况。在图中，1是电极，2是被加工物体，3是直流电源，8是同轴电缆，10、11、12是电阻器，13是作为整流元件的二极管，14是开关元件，15是控制元件，16是用于对同轴电缆8进行充电的充电元件，L1是是配线的电感，电极1和被加工物体2相当于一对电极。
在图1中，同轴电缆8的靠近电极1一侧的终端(下称“靠电极侧终端”)上串联连接调节电流用的电阻器12(电阻值R12)、电极1、以及被加工物体2，该连接用的电缆上包含有电感L1。又，由直流电源3、开关元件14以及电阻器11(电阻值R11)构成的充电元件16连接于同轴电缆8的靠近电极一侧的终端上，而充电元件16可以连接于与同轴电缆8的电极1相反一侧的终端(下称“与电极相反侧终端”)等任意位置上。例如在将充电元件16连接于同轴电缆8的与电极相反侧终端上的情况下，在靠电极侧终端上连接的只是电极1和被加工物体2以及电阻器12，配线和加工时容易进行连接等操作。
又，在同轴电缆8的与电极相反侧终端上，串联连接在对于充电元件的电压没有电流流动的方向上连接的二极管13和其电阻值R10设定为与同轴电缆8的特性阻抗Z0相同值的电阻器10。
同轴电缆8在终端上连接与特性阻抗Z0相同的电阻器的情况下不反射从另一端传送来的信号的能量，该能量完全消耗于连接的电阻器上，施加于该电阻器上的电压具有与从另一端施加的电压相同波形而发生只是延迟传播时间Td的电压的特性。
由于同轴电缆8内部的绝缘体即电介质的介电常数高的性质，电气传输速度慢，因此，与真空相比实际长度缩短的比例以缩短率k表示，则作为分布常数传输线路的同轴电缆8的特性以特性阻抗Z0(Ω)、缩短率k和长度l(m)表示。
特性阻抗Z0是构成分布常数的线路(同轴电缆)工作的阻抗，C0和L0满足
Z0＝(L0/C0)1/2(Ω)，
其中C0和L0为同轴电缆8的单位长度上的静电电容和电感。
同轴电缆8的电气长度l0(m)以下式表示：
l0＝l/k                                   ……(1)
又，从同轴电缆8的一端到另一端的信号传输时间Td(s)以下式表示：
Td＝l0/Cr                                 ……(2)
其中Cr为光速。
根据式(1)、(2)，得出表示传输时间Td(s)的下式：
Td＝l/(k·Cr)                             ……(3)
例如12.8m的同轴电缆(缩短率k＝0.67)的传输时间Td为，Td＝12.8/(0.67×3×108)＝6.37×10-8s＝63.7ns。
在图1中，在使放电脉冲发生的情况下，利用控制元件15使开关元件14导通，在使放电脉冲停止的情况下，利用控制元件15使开关元件14截止。
图2为本发明实施形态1的放电脉冲发生装置的动作说明用的波形图，图2(a)表示开关元件14的导通、截止动作，图2(b)表示极间电压V，图2(c)表示放电电流Ig，而图中的t表示时间。
在图2(a)的时间t0利用图1的控制元件15使开关元件14导通，从直流电源3通过电阻器11对同轴电缆8充电。极间电压V如图2(b)的t0到t1(放电开始时间)t1所示上升，以时间常数Tc＝R11·C1充电。该静电电容C1包含同轴电缆8的静电电容、电极1与被加工物体2之间的静电电容、以及配线产生的静电电容。
图3是放电开始时间t1前后的时间轴经过放大的波形图，图3(a)表示极间电压V，图3(b)表示放电电流Ig，图3(c)表示同轴电缆8的与电极相反侧终端的电压Vt。而图中的t表示时间。
在图3的放电开始时间t1之前片刻，同轴电缆8被充电到电压V1。在时间t1一旦放电发生，极间电压V变成放电电压Vg，在放电过程中大致为一定值、例如20～30V左右。放电电流Ig如图2(c)和图3(b)所示急剧上升，发生矩形波状的脉冲电流。
放电电流Ig(A)是电压落差(V1-Vg)除以电路阻抗(Z0+R12)的商，即如下式所示：
Ig＝(V1-Vg)/(Z0+R12)                         ……(4)
在图3(b)的放电电流波形中，以Ig0(实线)表示电阻器12的电阻值R12为0时的放电电流脉冲，以Ig1(虚线)表示电阻器12的电阻值R12与同轴电缆8的特性阻抗Z0相同时的放电电流脉冲。放电电流脉冲的峰值随电阻器R12的电阻值R12的大小而变化，而脉冲宽度为Tg(＝2Td)，不随其变化。
一旦同轴电缆8的靠近电极一侧的终端的电压V1在时间t1发生的放电导致放电电压Vg下降，在同轴电缆8的传播时间Td之后的时间t2，同轴电缆8的电极相反侧终端的电压Vt如图(c)所示，从V1变成Ve＝-(V1-2Vg)/2(V)。该负电压Ve是放电引起的电压下降(V1-Vg)从同轴电缆8向电极相反侧终端传输发生的，因此从同轴电缆8的电极相反侧终端的电压Vt为负值的时间t2起到t4的时间，电流流入电阻器10消耗了全部能量。因此从电极相反侧终端向电极一侧终端传播的能量为0，亦即向电极一侧终端传播的电压为0，电流也为0。
在从时间t2再经过传播时间Td之后的时间t3，放电电流Ig迅速变成0，极间电压V也变成0。这时，电极1与被加工物体2之间的放电电弧熄灭，电极1变成开放状态。
由于电极1的电压变成0，在再经过传播时间Td之后的t4，同轴电缆8的电极相反侧的终端的电压Vt变成0，变成电压和电流都为0的初始状态。这样的动作在使开关元件14保持导通，充电元件16的电阻11的电阻值R11与特性阻抗Z0相比较大的情况下能够进行。亦即如果电阻值R11为同轴电缆8的特性阻抗Z0的大约10倍以上，上述电阻就可能发生。
例如在使电阻值R11为同轴电缆8的特性阻抗Z0的大约10倍以上的情况下，同轴电缆8是RG-58C/U(特性阻抗为50Ω)，长度l为12.8米，直流电源3的电压为120V，放电电压Vg为20V时，得到脉冲宽度Tg约为136ns，放电电流Ig为2A的脉冲。
又，在同样使电阻值R11为同轴电缆8的特性阻抗Z0的大约10倍以上的情况下，同轴电缆8是3C-2V(特性阻抗为75Ω)，长度l为1米，直流电源3的电压为120V，放电电压Vg为25V时，得到脉冲宽度Tg约为16ns，放电电流Ig为1.2A的非常短的脉冲。
如上所述，在图3(a)的时间t3以后能够使极间电压V为0，作为放电脉冲发生这种是理想的，但是根据用途的不同，有时候也不一定要使其为0。例如在使用于放电加工机的情况下，在时间t3之后只要使极间电压V降低到放电电压以下即可。
利用这样的结构，可以实现能够以同轴电缆8的传播时间Td的两倍的脉冲宽度Tg发生放电电流Ig的矩形波状的电流脉冲的放电脉冲发生装置。又，利用电阻器12采用可变电阻器改变电阻器R12的电阻值的方法，可以不改变脉冲宽度地将放电电流脉冲的峰值任意设定为所希望的数值。
本发明的放电脉冲发生装置发生的放电电流脉冲终止时，电极1处于开放状态，因此充电元件16开始进行充电，如图2(b)、(c)所示反复进行充放电。这样，如果利用控制元件15使充电元件16的开关元件14导通(图2(a))，则能够连续发生放电脉冲，即能够发生群放电。
这种群放电的反复周期根据时间t1的放电开始电压V1、充电元件的直流电源3的电压和电阻器11的电阻值R11以及同轴电缆8和电极1的静电电容决定。在该静电电容为100pF，电阻值R11为1kΩ时，能够以3MHz左右的高频率反复放电(群放电)。
又，如果利用控制元件15使开关元件14截止，则由于充电停止，放电脉冲的发生也停止。开关元件14可以用继电器或半导体等简单构成，可以容易地控制放电脉冲的导通、截止。
在本发明实施形态1的放电脉冲发生装置使用于放电加工机的情况下，通常在加工机中使电极1相对于被加工物体2间歇地以高速度往复相对运动，即进行所谓跳跃(jump)运动，一边排除极间的加工屑一边进行加工，而如果利用控制元件15与该跳跃动作同步地对开关元件14进行控制，则能够在最合适的加工状态下发生放电电流脉冲。又，在进行加工时间歇地使开关元件导通，可以维持稳定的加工状态。
如上所述，本发明的放电脉冲发生装置能够利用非常简单的结构，以规定的脉冲宽度和峰值提供放电电流脉冲，同时能够以规定的重复频率产生群放电。
又，本发明的放电脉冲发生装置结构简单，能够谋求小型化，因此能够设置于一对电极的近旁。从而能够缩短配线，所以能够减小配线的阻抗，在使用这种放电脉冲发生装置的放电加工机中，能够进行更高精度、高质量、而且高速度的加工。
在上述说明中，对本发明的放电脉冲发生装置是基于图1的电路结构进行说明的，但是本发明不限定于图1的结构。
例如充电元件16的直流电源3及二极管13的连接也可以采用相反方向的结构，在这种情况下，电压极性反向，但是能够进行与图1相同的动作。
又，上面对充电元件16由直流电源3、开关元件14、电阻器11构成的情况进行了说明，但是充电元件不限定于这样的结构，也可以是恒电流电源。
又，在图1中，对同轴电缆8是一条的情况进行了说明，但是也可以是把多条同轴电缆并联连接，在这种情况下，由于能够使分布常数线路的特性阻抗降低，能够使放电电流脉冲的峰值进一步上升。双绞线
又，在图1中，分布常数线路使用同轴电缆8，但是也可以使用双绞线。双绞线可以用通常的绝缘线构成，价格低廉容易制作。但是特性阻抗Z0比同轴电缆高，因此放电电流脉冲的峰值比同轴电缆低。
又可以不使用同轴电缆或双绞线，而使用以印刷电路基板上的印刷图形中规定长度的铜箔线条围以接地的图形构成分布常数线路的方法，在这种情况下，能够实现更小型化和低成本。
实施形态2
图4为表示本发明实施形态2的放电脉冲发生装置的结构的电路图。与实施形态1的图1相同的符号表示相同或相当的部分。在图4中，17是齐纳二极管，与二极管13反向连接。
又，图5为本发明实施形态2的放电脉冲发生装置的动作说明用的波形图，是放电开始时间t1前后的时间轴经过放大的说明图，图中t表示时间。
在实施形态1的结构中，为了缩短图2的充电时间(t0～t1)，将图1的电阻器11的电阻值R11减小，使充电电流增加，于是，如图5(c)所示，同轴电缆8的电极相反侧终端的电压Vt从Ve变成Ve1(虚线)，如图5(a)所示，在时间t3以后极间电压V不变成0，而产生电压Vg1(虚线)。
这样的电压Vg1对于放电脉冲发生装置的某些用途会造成问题，例如在使用于放电加工机的情况下，有必要抑制于放电电压以下。
图4为将这样的电压Vg1取为0的一个例子用的结构图，利用齐纳二极管17构成恒压电源，图5的电压Ve1利用齐纳二极管17的齐纳电压，如图5(c)所示的箭头A所示形成Ve，可以如图5(a)的箭头B所示使电压Vg1为0。在例如同轴电缆8为RG-58C/U(特性阻抗为50Ω)、直流电源3的电压为120V、电阻器11的电阻值R11为1kΩ的情况下，该齐纳二极管17的齐纳电压为5V左右。
在电压Vg1不为0也可以的情况等，可以根据用途改变齐纳电压以将电压Vg1限制于所希望的电压限制范围内。
利用上述结构，能够得到与实施形态1同样的作用和相同的效果，同时把决定从充电元件16输出的电流的电阻器11的电阻值R11减小，能够使从充电元件16输出的电流增大，能够缩短充电时间，因此能够发生与实施形态1的图2相比重复频率高的放电电流脉冲。
在上面所述的图4的结构例中，对恒压电源用齐纳二极管17构成的情况进行了说明，但是也可以使用由晶体管等的形成的其他结构构成的恒压电源。
实施形态3
图6为表示本发明实施形态3的放电脉冲发生装置的结构的电路图，与实施形态1的图1相同的符号表示相同或相当的部分。在图6中，18是二极管，充电元件16使用直流电源3、电阻器11、以及连接于充电方向上的二极管18的串联电路，将开关元件14与直流电源3及电阻器11并联连接。在利用未图示的控制元件使开关元件14截止的情况下，有充电的功能，在利用为图示出的控制元件使开关元件14导通的情况下，有停止充电的功能，具有与实施形态1相同的作用和效果。
实施形态4
图7为表示本发明实施形态4的放电脉冲发生装置的结构的电路图，与实施形态1的图1相同的符号表示相同或相当的部分。在图7中，8a和8b是同轴电缆，10a和10b是电阻器、13a和13b是二极管，与实施形态1的图1的充电元件16具有相同的功能，连接于电极1的某一条线上连接的充电元件省略。
图7表示同轴电缆8a、二极管13a、电阻器10a构成的电路与同轴电缆8b、二极管13b、电阻器10b构成的电路并联后与电极1及被加工物体2连接的电路，所述并联电路的电流的总和流往电极1。也可以根据需要在所述并联电路的至少一方***调节电流用的电阻器。
本发明实施形态4的放电脉冲发生装置具有与实施形态1相同的作用和效果，同时，相对于同轴电缆8a，如果提高同轴电缆8b的特性阻抗，则同轴电缆8b提供的峰值电流变小，相对于同轴电缆8b如果加长同轴电缆8b的长度，则在同轴电缆8a的电流终止之后同轴电缆8b的电流终止，可以使放电电流有2级变化。在采用这样的结构的情况下，例如将本发明实施形态4的放电脉冲发生装置使用于放电加工的情况下，使在放电的最初上升的电流保持高电流值稳定地持续放电，接着使用弱电流进行放电加工，以此可以实现表面平滑、光洁度高的高质量加工。
实施形态5
图8为表示本发明实施形态5的放电脉冲发生装置的结构的电路图，与实施形态1的图1相同的符号表示相同或相当的部分。在图8中，19a、19b、19c是电阻器，20a和20b是电感，与实施形态1的图1的充电元件16具有相同的功能，连接于电极1的某一条线上连接的充电元件省略。
图8的结构是实施形态1的图1的同轴电缆8采用构成特性阻抗与同轴电缆8的特性阻抗相同的特性阻抗的作为分立元件的电容器(19a等)以及电感(20a等)的重复电路的情况，具有与实施形态1相同的作用和效果，同时能够实现小型化。
实施形态6
图9为表示本发明实施形态6的放电脉冲发生装置的结构的电路图，与实施形态5的图8相同的符号表示相同或相当的部分。
图9的结构是实施形态5的图8的构成中的分立的电容器及电感构成的回路只采用一个，并且在电感上并联电阻的情况。亦即在图9中，19是电容器(静电电容器C19)，20是电感器(电感L20)，并且添加了与电感20并联连接的，电阻值R21与特性阻抗Z1＝(L20/C19)1/2Ω相同的电阻器21。与实施形态1的图1的充电元件16具有相同的功能，连接于电极1的某一条线上连接的充电元件省略。
图10为本发明实施形态6的放电脉冲发生装置的放电电流Ig，图中t为时间。脉冲宽度Tg1为由电感L20和静电电容C19决定的谐振周期的约1/4。又，放电电流的峰值Igp为，Igp＝V1/Z1(A)，V1为放电开始电压，与单纯的电容放电不同，可以构成小型化的，能够得到上升急峻的单一脉冲放电电流波形的放电脉冲发生装置。
例如假设静电电容C19为811pF，电感L20为2028nH，电阻值R21为50Ω，电阻值R10为50Ω，则在直流电源3的电压为120V的情况下，脉冲宽度Tg1为100ns，能够得到峰值Igp为2A的放电电流脉冲。
实施形态7
图11为表示本发明实施形态7的放电脉冲发生装置的结构的电路图，与实施形态1的图1及实施形态6的图9相同的符号表示相同或相当的部分。在图11中，22是电阻器，23是二极管，与实施形态1的图1的充电元件16具有相同的功能，连接于电极1的某一条线上连接的充电元件省略。
图11表示同轴电缆8的电极相反侧终端的结构与实施形态1的图1相同，在同轴电缆8的靠电极一侧的终端，附加与实施形态6的图9相同的回路，是实施形态1的图1的结构与实施形态6的图9的结构的组合结构。
图12为本发明实施形态7的放电脉冲发生装置的放电电流Ig，表示把与图9相同的回路的传输时间与同轴电缆8的传输时间一样设定的情况。又，图中t为时间。这样，能够得到上升快，只用同轴电缆8构成不能够得到的，峰值Igp高的放电电流脉冲Ig。
实施形态8
图13为表示本发明实施形态8的放电脉冲发生装置的结构的电路图，表示适用于进行精密抛光加工的线放电加工机的例子。与实施形态1的图1相同的符号表示相同或相当的部分。在图13中，1a是线状电极，8a和8b是同轴电缆，24是卷线筒，25a是上侧供电电刷，25b是下侧供电电刷，26是绞盘辊(capstan roller)，27是压紧辊。只是概要地表示出线放电加工机的结构。
同轴电缆8a和8b的靠电极一侧终端的一导体分别连接于上侧供电电刷25a和下侧供电电刷25b。又，同轴电缆8a和8b的靠电极一侧终端的另一导体分别连接于被加工物体2。又，同轴电缆8a和8b的靠电极相反侧终端并联连接。
线放电加工机利用绞盘辊(capstan roller)26和压紧辊27夹持、牵引线电极1a，一边使线电极1a行走一边由放电脉冲发生装置向被加工物体2与线电极1a之间提供加工电力，利用未图示的位置决定元件一边使线电极1a与被加工物体相对移动一边对被加工物体进行加工。
即使是上侧供电电刷25a与下侧供电电刷25b之间的距离拉开的情况下，也能够实现缩短同轴电缆8a和8b的靠电极一侧的终端与上侧供电电刷25a及下侧供电电刷25b的配线的结构，因此能够提供脉冲宽度小的微小放电电流脉冲。
又，在同轴电缆8a及8b的与电极相反侧的终端，如果同轴电缆在某种程度上比较长，则可以使用共用的二极管13和电阻器10。利用在同轴电缆8a及8b的与电极相反侧的终端设置充电元件16的方法，可以在离开线电极1a和被加工物体2的距离等于同轴电缆8a和8b的长度的位置上控制放电的导通和截止。
实施形态9
图14为表示本发明实施形态9的放电脉冲发生装置的结构的电路图，与实施形态1的图1相同的符号表示相同或相当的部分。在图14中，28是电压检测和极性判定元件，29是AND电路，S是放电的导通、截止信号。
本实施形态9与实施形态2一样，表示减小决定充电元件16输出的电流的电阻器11的电阻值R11，可以得到缩短充电时间的重复频率高的放电电流脉冲的发生元件。
电压输出及极性判定元件28具备检测电阻器10的电压的功能和例如将该电压检测值与零电压进行比较，判定电阻器10的电压极性的功能。
在图14中，同轴电缆8的与电极相反侧的终端上连接的电阻器10的电压由电压检测及极性判定元件28检测出，在电阻器10的电压极性判定为与放电之前瞬间的极性相反极性的情况下，使充电元件16的开关元件14截止。开关元件14相当于充电停止元件。
又可以利用放电导通、截止信号S控制开关元件14的导通、截止，控制放电的导通、截止。
图15为本发明实施形态9的放电脉冲发生装置的动作说明用的波形图，是与实施形态1的图3相同的放电开始时间t1前后的时间轴经过放大的说明图。在图15中，与实施形态1的图3相同的符号表示相同内容。又，图15(d)表示充电元件16的输出电流(即通过电阻器11的电流)Ic。
图15(c)的同轴电缆8的与电极相反侧的终端的电压Vt从时间t2到t4为与放电开始之前的电压V1相反极性的电压Ve。利用电压检测及极性判定元件28检测出该电压Ve，通过AND电路29在时间t2到t4间输出使开关元件14截止的信号。
这样利用作为充电停止元件的开关元件14截止的情况使充电元件16输出的电流Ic如图15d所示，在时间t2到t4间为0(Ic0)。开关元件14在时间t2到t4不截止的情况下，充电元件16的输出电流Ic保持为Ic1(如虚线所示)，因此如图15(a)的Vg2所示，在放电脉冲终止时发生电压，但是可以如图15(d)的Ic0所示在时间t2到t4之间使从充电元件16输出的电流Ic截止，以使放电脉冲终止时的电压Vg2为0(图15(a)的箭头D)。因此，减小决定从充电元件16输出的电流Ic的电阻器11的电阻值R11可以加大从充电元件16输出的电流Ic，能够快速充电，因此，与实施形态1的图2相比，能够产生重复频率高的放电电流脉冲。
图16为表示本发明实施形态9的放电脉冲发生装置的另一种结构的电路图，与图14相同的符号表示相同或相当的部分。在图16中，14a表示作为开关元件的FET，30是NAND电路。使充电元件16与实施形态3的图6具有相同的结构，可以利用使FET14a截止的方法进行充电，利用使其导通的方法停止充电。利用电压检测及极性判定元件28检测电阻器10的电压，在判定电阻器10的电压的极性与放电之前瞬间的极性相反的情况下，使FET14a导通，使充电电流停止。FET14a相当于充电停止元件。
又可以利用放电导通、截止信号S控制放电的导通、截止。
具有图16所示的结构的放电脉冲发生装置的作用和效果与图15相同。
如上所述，本发明的放电脉冲发生装置适于使用于放电加工机、激光振荡器以及粒子加速器等。

Claims (10)

1.一种放电脉冲发生装置，是对一对电极提供电力的放电脉冲发生装置，其特征在于，包括：
一个终端连接于所述电极的至少一条规定长度的分布常数线路；
连接于所述分布常数线路，对所述分布常数线路的静电电容进行充电用的充电元件；
在所述分布常数线路的另一终端上连接的整流元件，所述整流元件的连接方向为阻隔对应于所述充电元件的电压的电流；以及
与所述整流元件串联连接，具有与所述分布常数线路的特性阻抗相同的电阻值的电阻器。
2.如权利要求1所述的放电脉冲发生装置，其特征在于，还包括：
与所述整流元件串联连接的恒电压源。
3.如权利要求1所述的放电脉冲发生装置，其特征在于，还包括：
检测所述电阻器的电压的电压检测元件；
用于判定利用所述电压检测元件检测出的所述电阻器的电压极性的电压极性判定元件；以及
在所述电压极性判定元件判定为所述电压极性与放电前片刻的极性相反时，使所述充电元件进行的充电停止的充电停止元件。
4.根据权利要求1～3中的任一项所述的放电脉冲发生装置，其特征在于，
至少一条分布常数线路是由单件电容器及电感器构成的重复电路，该重复电路的特性阻抗与所述分布常数线路的特性阻抗相同。
5.根据权利要求1～3中的任一项所述的放电脉冲发生装置，其特征在于，
利用与所述整流元件和电阻器并联连接的电容器以及与该电容器串联连接的、电感器和电阻器的并联连接组件构成所述分布常数线路的至少一条，使所述电容器和所述电感器形成的特性阻抗以及所述并联连接组件的电阻器的电阻值与所述分布常数线路的特性阻抗相同。
6.根据权利要求1或2所述的放电脉冲发生装置，其特征在于，利用直流电源、电阻器和开关元件的串联连接组件构成所述充电元件，具备使该开关元件导通、截止的控制元件。
7.根据权利要求1或2所述的放电脉冲发生装置，其特征在于，利用直流电源、电阻器和连接在充电方向上的二极管的串联连接组件、以及并联连接于该串联连接组件的电阻器与直流电源之间的开关元件，构成所述充电元件，具备使该开关元件导通、截止的控制元件。
8.根据权利要求1～3中的任一项所述的放电脉冲发生装置，其特征在于，在所述分布常数线路的所述电极所连接的终端上串联连接调节电流用的电阻器。
9.根据权利要求1～3中的任一项所述的放电脉冲发生装置，其特征在于，设定所述分布常数线路的规定长度，以使所述分布常数线路的传播时间为所述电极间发生的所希望的放电电流脉冲的脉冲宽度的一半。
10.一种放电脉冲发生装置，是在线状电极与被加工物体构成的电极之间提供放电能量，利用位置决定元件使所述线状电极和被加工物体相对移动，对所述被加工物体进行加工的线放电加工机所使用的，发生所述放电能量的放电脉冲发生装置，其特征在于，具备
将一边的终端并联连接形成的第1分布常数线路及第2分布常数线路；
将所述第1分布常数线路的另一边的终端连接形成的，向所述线状电极供电用的上侧馈电端子；
将所述第2分布常数线路的另一边的终端连接形成的，向所述线状电极供电用的下侧馈电端子；
连接于第1分布常数线路及第2分布常数线路的，对所述第1分布常数线路及第2分布常数线路的静电电容充电用的充电元件；
在所述第1和第2分布常数线路并联连接的终端处连接的整流元件，所述整流元件的连接方向为阻隔对应于所述充电元件的电压的电流；
与所述整流元件串联连接、具有与所述第1和第2分布常数线路之一的特性阻抗相同的电阻值的电阻器，其中所述第1和第2分布常数线路的特性阻抗相同。
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Families Citing this family (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7541889B2 (en) * 2003-06-26 2009-06-02 Intel Corporation Pulse coupling apparatus, systems, and methods
JP5045104B2 (ja) * 2004-10-27 2012-10-10 三菱電機株式会社 放電加工用電源装置及び細穴放電加工装置
DE602005008385D1 (de) * 2005-05-06 2008-09-04 Agie Sa Verfahren und Vorrichtung zum Erzeugen von Bearbeitungsimpulse für Funkenerosionsbearbeitung
US7915763B1 (en) * 2007-11-15 2011-03-29 Cargol Timothy L Systems for generating high voltage pulses with a transmission line
US9550245B2 (en) * 2008-07-24 2017-01-24 Mitsubishi Electric Corporation Electric discharge machining apparatus, electric discharge machining method, and semiconductor substrate manufacturing method
JP5091811B2 (ja) * 2008-09-03 2012-12-05 株式会社京三製作所 レール破断検査方法及びレール破断検査装置
WO2014068682A1 (ja) * 2012-10-30 2014-05-08 三菱電機株式会社 放電加工装置
KR101571368B1 (ko) * 2013-12-18 2015-11-24 한국생산기술연구원 전자기 펄스 용접 및 성형장치의 대전류 방전 장치
ES2733533T3 (es) * 2014-08-20 2019-11-29 Agie Charmilles Sa Procedimiento y dispositivo de conformación de pulsos para un mecanizado electroerosivo
CN106059541A (zh) * 2015-12-18 2016-10-26 侯麟 直流/多脉冲转换器
FR3091409B1 (fr) * 2018-12-31 2020-12-25 Adm28 S Ar L Dispositif de décharge électrique impulsionnelle

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
AR207269A1 (es) * 1975-03-20 1976-09-22 Dentsply Int Inc Aparato de fuente de luz para suministrar radiacion ultravioleta a una zona de superficie restringida
JPS56136189A (en) 1980-03-27 1981-10-24 Senichi Masuda Power source device for particle charger
JP3078441B2 (ja) * 1993-12-24 2000-08-21 株式会社ソディック 放電加工装置
JP3336110B2 (ja) 1994-03-29 2002-10-21 株式会社牧野フライス製作所 放電加工機の電源装置
US6456015B1 (en) * 1996-10-16 2002-09-24 Tapeswitch Corporation Inductive-resistive fluorescent apparatus and method
JP3881087B2 (ja) 1997-06-16 2007-02-14 ニチコン株式会社 パルス電源

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