CN1663723A - 用于放电加工的电源装置 - Google Patents

Abstract

一种放电加工电源装置，其中几乎不产生能量损耗并且易于控制电容器的充电电压。当开关元件SW1接通时，经由电感器L对电容器C充电。当充电的电容器的电压Vc超过直流电源E的电压时，电流经由二极管D2返回到电源E。当开关元件SW1断开时，存储在该电感器L中的能量从电感器L流经二极管D2、电源E和二极管D1，使得电容器C的电压Vc保持在电源电压。当开关元件SW2接通时，该电容器的电压加在电极和工件之间。由于充电电路不包括电阻并且存储在电感器L中的能量返回到直流电源E，不产生能量损耗。而且，充电的电容器C的电压Vc可以通过调节电源电压控制。

Description

用于放电加工的电源装置

技术领域

本发明涉及一种用于放电加工的电源装置，特别是涉及一种电源装置，其中用于存储放电加工电能的电容器的充电和放电是由开关元件控制的。

背景技术

作为利用电容型加工电源装置提高加工速度的手段，该电容型加工电源装置对电容器充电并在工件和电极之间提供该充电电容器的电压而导致放电来执行加工，已知的用于放电加工的电容型电源装置包括用于控制电容器充电和放电的开关元件。图3是用于放电加工的电容型电源装置的一个例子，其中充电和放电的控制是由开关元件执行。

用于放电加工的这个电源装置设计成从直流电源E经由第一开关元件(晶体管)SW1和限流电阻R对电容器C充电，然后经由第二开关元件(晶体管)SW2在电极P和工件W之间提供充电的电容器C的电压而导致电极C和工件W之间的放电，从而加工工件W。

图4a至4d是在用于放电加工的这个电源装置中的操作定时图。首先，当第一开关元件SW1接通时，电流从直流电源E通过该开关元件SW1和电阻R流到电容器C，对电容器C充电，因此，该电容器的电压Vc增加，如图4b所示的。当第一开关元件SW1断开且随后第二开关元件SW2接通(图4c)时，该充电的电容器C的电压Vc加在电极P和工件W之间，因此，充电电流Ig流入其间而加工该工件，如图4d所示的。

用于放电加工的这个电源装置包括电阻R，在电容器C充电时该电阻R限制电流的振荡和峰值。电阻R消耗能量。原则上，电阻消耗的能量与电容器C存储的能量一样多。因此，能量效率低。

作为改善的手段，已知的是，采用电感器代替电阻来限制电流的技术(参阅JP60-180718A和JP01-210219A)。

图5显示用于放电加工的电源装置的一个例子，该电源装置配置成使用电感器限制对电容器的充电电流。在这个电源装置中，电感器L代替在图3所示的电源装置中的电阻R进行连接。此外，二极管D反向与串联的直流电源E和第一开关元件SW1并联连接。在其他方面，这个电源装置与图3所示的电源装置相同。

图6a至6c是在用于放电加工的这个电源装置中直到电容器充电时的操作定时图。当第一开关元件SW1接通时(图6a)，电流从直流电源E流经一个闭合回路对电容器C充电，因此，电容器的电压Vc增加，如图6c所示的，该闭合回路包括第一开关元件SW1、电感器L、电容器C以及直流电源E。当第一开关元件SW1断开时，由存储在电感器L中的能量产生的电流Id流经二极管D，如图6b所示的，进一步对电容器C充电。特别是，由存储在电感器L中的能量产生的电流Id从电容器C流经二极管D，然后流经电感器L对电容器C充电，因此，电容器的电压Vc进一步增加。然后，第二开关元件SW2接通，在电极P和工件W之间提供电容的电压Vc，使得在其间放电以进行加工。

用于放电加工的电源装置采用图5所示的电感器限制充电电流几乎不产生能量损耗，因此，它可以叫作用于放电加工的效率高的电源装置。然而，即使当用于充电的第一开关元件断开时，由存储在电感器中的能量产生的电流流过并对电容充电。因此，很难控制在电极和工件之间所加的电容器的充电电压。为了控制电容器的充电电压，必需估计从电感提供的充电精确地设置该开关元件的接通时间，因此，该开关元件的控制电路复杂。

发明内容

本发明提供一种用于放电加工的电源装置，其中几乎不产生能量损耗并且易于控制电容的充电电压。

本发明的电源装置提供工件和电极之间的电能，用于执行放电加工。根据本发明的一方面，该电源装置包括：电容器，用于存储放电加工的电能；充电电路，包括串联连接的直流电源、开关元件以及电感器，用于对所述电容充电；第一二极管，与串联的直流电源和第一开关元件反向并联；第二二极管，与串联的开关元件和电感器反向并联。

根据本发明的另一方面，该电源装置包括：电容器，用于存储放电加工的电能；直流电源；第一开关元件，接通用于以所述直流电源的电能对所述电容器充电；第二开关元件，在所述第一开关元件断开后接通，用于对该电容器中充电的电能放电；所述直流电源、所述第一开关元件、电感器、所述第二开关元件、电极和工件之间间隙串联，并且所述电容器与串联的第二开关元件和该间隙并联，第一二极管，与串联的直流电源和所述第一开关元件并联；以及第二二极管，与串联的第一开关元件和电感器并联。

根据本发明，用于对电容器充电的充电电路不包括电阻，因此，几乎不产生能量损耗。此外，存储在电感器中的电能返回到电源。在这一方面，消除了能量损耗。而且，由于该电容器的充电电压(加在电极和工件之间的电压)保持在该直流电源的电压，因此，通过调节电源电压可以将电容器的充电电压控制为期望值。

附图说明

图1是表示根据本发明实施例用于放电加工的电源装置的示意性电路图；

图2a至2d是在这个实施例中的操作定时图；

图3是表示用于放电加工的常规的电容型电源装置的示意性电路图，其中使用开关元件执行控制；

图4a至4d是图3中所示的放电加工的电容型电源装置中的操作定时图；

图5是使用电感器代替电阻器的放电加工的常规电容型电源装置的示意性电路图；

图6a至6c是图5所示的放电加工的电容型电源装置中的操作定时图。

具体实施方式

图1表示根据本发明的实施例用于放电加工的电源装置。

直流电源E、第一开关元件(晶体管)SW1、电感器L、第二开关元件SW2、作为一极的电极P和作为另一极的工件W串联连接。电容器C连接在第二开关元件(晶体管)SW2与作为两个平行极的电极P及工件W之间。换句话说，电容器C与串联的第二开关元件(晶体管)SW2和作为两个极的电极P及工件W并联连接。而且，在直流电源E和第一开关元件SW1之间反向连接第一二极管D1是与串联的直流电源E和第一开关元件SW1并联。就上述的结构来说，本实施例是与图5所示的使用电感器的常规放电加工电源装置相同。

本实施例与用于放电加工的常规电源装置的不同之处在于：第二二极管D2是连接在第一开关元件SW1与电感器L之间，平行于串联的第一开关元件SW1与电感器L。连接第二二极管D2使得从与电容器C的连接点到与直流电源E的连接点的方向为二极管D2的正向。

图2a至2d是在用于放电加工的这个电源装置中直到电容器充电时的操作定时图。

如图2a所示，当开关元件SW1接通时，从直流电源E经第一开关元件SW1和电感器L对电容器充电，如图2d所示。当电容器C的电压Vc超过电源电压时，第二二极管D2变为导电，因此，流到电感器L的电流流经二极管D2和开关元件SW1，而不流到电容器C，如图2b所示。其结果是，电容器C的电压Vc保持在电源电压，如图2d所示。接下来，当第一开关元件SW1断开时，存储在电感器L中的能量作为电流Id1流经第一和第二二极管D1和D2。特别是，存储在电感器L中的能量从电感器L流经一个闭合回路，该闭合回路包括第二二极管D2、直流电源E、第一二极管D1和电感器L。

然后，当第二开关元件SW2接通时，电容器C的电压加在电极P与工件W之间，因此，引起放电并执行加工。在这一方面，本实施例是与常规的装置相同。

如上所述，在这个实施例中，电容器C的充电电路不包括电阻，因此，消除了由电阻引起的能量损耗。在充电其间将存储在电感器L中的能量返回到直流电源E，也防止能量损耗。而且，充电的电容器C的电压保持在电源电压。因此，通过调节电源电压，可以获得电容器C的期望电压，而不用考虑用于充电的开关元件的接通时间。因此，可以精确地控制电容器的充电电压(加在电极与工件之间的电压)。

Claims (2)

1.在工件和电极之间提供电能的一种电源装置，用于执行放电加工，包括：

电容器，用于存储放电加工的电能；

充电电路，包括串联的直流电源、开关元件和电感器，用于充电所述电容器；

第一二极管，反向与串联的该直流电源和该开关元件并联连接；

第二二极管，反向与串联的该开关元件和该电感器并联连接。

2.在工件和电极之间提供电能的一种电源装置，用于放电加工，包括：

电容器，用于存储放电加工的电能；

直流电源；

第一开关元件，接通用于以来自所述直流电源的电能对所述电容器充电；

第二开关元件，在所述第一开关元件断开之后接通，用于放电该电容器中充电的电能；

所述直流电源、所述第一开关元件、电感器、所述第二开关元件、电极与工件之间的间隙串联连接，并且所述电容器与串联的第二开关元件和该电极与工件之间的间隙并联连接；

第一二极管，与串联的该直流电源与所述第一开关元件并联连接；以及

第二二极管，与串联的所述第一开关元件和该电感器并联连接。

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