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多功能放电铣削加工脉冲电源研制

发布时间:2018-03-14 14:14

  本文选题:多功能 切入点:放电铣削加工 出处:《新疆大学》2017年硕士论文 论文类型:学位论文


【摘要】:放电铣削加工技术作为一种重要的特种加工技术方法,对各种具有高硬度、高强度、高脆性、高粘性和高纯度特性的新型材料以及各种复杂型腔结构和特殊工艺要求的零部件能够实现高效、高质量的加工效果,该技术已经在电子、精密机械、模具制造、国防工业以及航空航天等领域得到越来越广泛的应用。脉冲电源是放电铣削加工机床的重要装备,其输出电特性直接关系到加工效率的大小、能量损耗的高低及加工工件表面质量的好坏。近年来随着电力电子技术的快速发展,放电铣削加工脉冲电源不断向着多功能化、集成化、智能化、高频化及高效低能耗等方向更新换代,更好的满足放电铣削加工工艺需求。本文介绍了放电铣削加工技术的应用及发展趋势,结合国内外脉冲电源研究现状及技术成果,肯定了设计用于短电弧铣削加工、电化学铣削加工、微细电解铣削加工的多功能放电铣削加工脉冲电源的可行性和必要性。结合短电弧铣削加工、电火花铣削加工和微细电解铣削加工工艺特性需求及各自加工脉冲电源输出电特性的研究,提出多功能放电铣削加工脉冲电源的总体设计要求。本文设计的脉冲电源以DSP为控制核心,可根据实际需求对脉冲电源输出电特性稳定切换,主电路结构由DC/DC全桥逆变器及斩波变换器组成。为满足不同加工模式下的输出电压幅值要求,高频变压器副边输出电路拓扑结构采用三路独立并联控制输出电路,且原副边有各自的匝数比。依据前后级电路不同工作方式需求,分别选用SG3525A、CPLD脉冲发生芯片,分别为前级功率开关管IGBT和后级MOSEFFT驱动电路提供驱动脉冲信号,最终可实现输出脉冲电压幅值、占空比、频率可调控制。为保障三种铣削加工过程稳定可靠,提升工件表面质量,本文设计了不同的限流主回路和间隙状态检测电路,并分析了电源电磁干扰来源,提出抑制电磁干扰措施,提高电源自身稳定性。本文对短电弧、电火花、电化学放电铣削加工系统中的控制参数进行分析,为进一步提高脉冲电源的智能化控制水平,在系统软件控制方案设计环节,采用了模糊控制及神经网络两种控制算法,分别用于脉冲电源的在线电参数和离线电参数的选定控制,仿真实验结果表明,该控制方案减少了了电源输出电压波形的响应时间和超调量,优化电源输出电特性。
[Abstract]:Discharge milling technology is an important method for all kinds of special processing technology, with high hardness, high strength, high brittleness, high viscosity and high purity characteristics of new materials and various cavity structure and special process components can achieve high efficiency, the processing effect of high quality, the technology has been in the electronic. Precision machinery, mold manufacturing, defense industry, aerospace and other fields has been more and more widely. The pulse power supply is an important equipment of electrical discharge milling machine, the electrical output characteristics directly affect the processing efficiency of the size, quality and energy loss of the surface machining quality. In recent years, with the rapid development of power electronic technology electrical discharge milling, pulse power supply to multi-functional, integrated, intelligent, high frequency and high efficiency and low energy consumption etc. the direction of upgrading, better meet the discharge Milling process. This paper introduces the application and development trend of discharge milling technology, combined with the present situation of the research and technology of pulsed power supply at home and abroad, that is designed for short arc machining, electrochemical machining, micro electrochemical milling milling multifunctional discharge pulse power supply on the feasibility and necessity of the combination of short arc milling. Study on machining, EDM milling and fine milling process characteristics of electrolytic needs and their processing of pulse power output power characteristics, the multifunctional discharge milling design for pulse power requirements. The pulse power supply in this paper using DSP as the control core, according to the actual needs of the pulse power output electrical characteristics of stable switching circuit the structure consists of DC/DC full bridge inverter and chopper converter. The output voltage amplitude. In order to meet the needs of different processing mode, High frequency transformer secondary side output circuit topology with three independent parallel control output circuit, and the former side turns their ratio. According to the requirement of different working modes and circuits, respectively by SG3525A, CPLD pulse generating chip, respectively before and after the power switch IGBT MOSEFFT drive circuit provides the drive pulse signal. At the output pulse voltage amplitude, duty cycle, frequency adjustable control. For the protection of three kinds of milling process is stable and reliable, improve the surface quality of the workpiece, this paper designs different limiting the main circuit and the gap state detection circuit, and analyzes the power source of electromagnetic interference and electromagnetic interference suppression measures are proposed to improve the power supply. Its stability. In this paper, short arc, electric spark, analysis of control parameters of electrochemical discharge milling system, to further improve the pulse power supply intelligent control level, In the design part of the software control system, using the two control algorithms of fuzzy control and neural network, the selected pulse power supply of electric parameters and electrical parameters of online offline are used to control, simulation results show that this control scheme reduces the response time of the power supply output voltage waveform and overshoot, optimize the power output electrical characteristics.

【学位授予单位】:新疆大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2017
【分类号】:TG661;TG54

【参考文献】

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本文编号:1611562

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