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電流型電火花加工電源工作頻率和濾波電感確定方法

作者：時間：2012-01-16 來源：網絡

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　2）、

，即前級工作頻率遠低于后級工作頻率，對應于后級小脈寬切割。這一情況恰好與情況1）相反，即前級變換器在一個周期內，后級變換器已經經歷了

個周期，如圖3示，在0時刻，前級變換器輸出能量，電感儲能，假設負載也在此時同時放電切割，由于變壓器輸出能量大于負載吸收能量，故電感電流上升，在

時刻開通M，前級輸出短路，零功率輸出，電感電流繼續上升儲能，到

時刻關斷M，負載又開始放電，重復上述過程，直到

時刻，變壓器無輸出，電感開始釋放能量向負載供電，在前級變換器開始下一周期之前，負載吸收的能量全部來自儲能電感。通過這個周期的分析我們可以看到，當后級負載經歷

個周期時，前級變換器僅為一個周期，在這個過程中，前級變換器對負載的突變是無法調整的，這種情況下，前級占空比的大小由負載的平均功率決定，不受負載突變的影響，換句話說，只要負載特性不變，則前級占空比恒定。為保證前級有足夠能量供給負載，所以必須在一個周期

內，有下式成立：

　　否則，若不滿足上式，則輸出電流

的波動將變大，影響加工效率和精度。從上式中可以看出，

的取值與

也有關系。

　　3）、

，適當的消電離寬度和脈寬組合能夠使得前后級變換器的頻率相等。由于前后級工作時鐘的任意性，考慮到最惡劣情況，假設在前級續流時，后級M關斷，放電加工。波形如圖4所示。和以上分析方法相同，我們保證后級在一個周期內所吸收的能量全部由電感儲能提供，如果電感儲能過少，將會導致前級輸出電流下降較大，使前級在下一工作周期中調節占空比，直至占空比增加到一個適當值，這樣以來，輸出電流波動大，對加工精度不利，因此我們要求儲能電感要滿足以下能量約束關系。

　　理論上，

的值取無窮大最好，在滿足上式的條件下，

減小，則L增大，即當降低前級變換器的工作頻率時，就要求加大濾波電感的電感量，這會導致電源體積變大；相反，

越高，L可以越小，即可以通過提高電源工作頻率來減小儲能電感的電感量，達到減小電源體積的目的，但是實際應用中，

不可能無限制增大，因為當

很大時，電源寄生參數的影響明顯增大，開關損耗也加大。因此這就要求對L和

的選取折衷考慮，取一最優值，并且當

足夠大時，應采用軟開關技術。這里我們不妨取

對應于交錯并聯雙管正激變換器各路頻率為100K，此時可以計算濾波電感的感值為

，取

。

3　結論

　　通過以上分析可知，在電流型電火花加工電源中，由于其負載是一個開關型負載，所以濾波電感和電源開關工作頻率的設計不同于以往阻性或感性負載的情況，其電感量和開關頻率的乘積必須滿足一定的約束條件。在滿足條件的情況下，適當提高電源工作頻率，可以減小濾波電感，從而達到減小電源整機重量、體積的目的。同時，當電源頻率較高時，從提高電源效率角度考慮，建議采用軟開關技術。

參考文獻：

1、丁道宏，《電力電子技術》，北京：航空工業出版社，1995

2、張占松　蔡宣三，《開關電源的原理與設計》，電子工業出版社，1999

3、吳文江，《電流型電火花加工電源研究與工程實現》，南京航空航天大學碩士研究生論文，2002

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關鍵詞： 電火花加工 變換器 電感頻率

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