高频脉冲电解开关电源研制及工艺试验

摘要

电解加工(Electrochemical Machining ECM)技术在加工各种难切削金属材料时，具有传统加工方法无法比拟的优点。这些优点使其广泛应用于国防、航空航天和各个民用领域，成为了机械制造业中不可缺少的组成部分。但电解加工精度还不够高，逐渐难以满足高科技产品对其精度越来越高的要求。科技的发展也推动了电解加工技术的进步，研究实践表明，用高频脉冲电源电解加工能有效地提高加工精度和表面质量。而且频率越高，脉宽越窄，其加工效果就越好。该技术有望促使电解加工进入微精加工领域，而高频脉冲电解电源的研究是推动电解加工技术向前发展的关键之一。 本文针对相关项目的内容，研制了频率更高的高频脉冲电源样机。结合电解加工的需要，并综合考虑了电源效率、体积重量等问题，本电源样机采用全桥变换器加斩波脉冲输出方案。变换器调压方案省略了铜、铁损耗大的工频变压器，提高了电源的效率，减小了电源的体积和重量，而且调压精度较高。斩波输出方案又使电路简单，降低了电源的成本。 电源的变换器部分，用脉宽调制法对电压进行闭环控制，能够为斩波部分提供一个稳定可调的直流电压。变换器部分主要解决了高频磁芯变压器的波形畸变问题，成功设计制造出输出波形良好，工作稳定的高频功率变压器。电源的斩波部分针对高频较大电流的脉冲输出，较好地解决了驱动电路快速性问题，功率场效应管的并联均流问题，和脉冲关断瞬间的电压过冲问题。并针对电解加工的特点设计了快速保护电路。 结合相关项目的内容，用电源样机进行了电解机械复合抛光的工艺试验，试验结果验证了高频脉冲电源有利于提高加工的表面质量。用电源样机进行微细孔电解加工试验，结果也验证了脉冲频率的提高，脉宽的缩小有利于提高加工精度。

目录

文摘

英文文摘

第一章绪论

第二章电解加工理论及原理

第三章高频脉冲电解开关电源方案设计

第四章电源DC-DC变换器的设计

第五章斩波器设计

第六章高频脉冲电源样机电解工艺试验

结论与展望

参考文献

攻读学位期间发表论文

独创性声明

致 谢