[发明专利]多工位叶片电解加工的智能控制脉冲电源系统及控制方法

权利要求书

1.一种用于多工位叶片电解加工的智能控制脉冲电源系统，其特征在于，所述电源系统包括有交流输入电源、AC-DC整流模块、若干智能脉冲模块以及电解加工系统，所述AC-DC整流模块与交流输入电源连接，将交流电转化为大功率直流稳压电源；

所述智能脉冲模块成对使用，并同时作用在电解加工系统的一组阴极上，属于同一对的两个智能脉冲模块分别作用于工件的正面与背面，即叶盘叶片的叶盆与叶背；

所述智能脉冲模块中包括有嵌入式CPU、脉冲信号发生器以及功率放大电路，所述嵌入式CPU与脉冲信号发生器连接，使脉冲信号发生器输出高频脉冲信号，所述高频脉冲信号再由功率放大电路放大信号；

所述嵌入式CPU接收来自控制系统根据用户设定的频率、占空比参数的程序；

所述智能脉冲模块中还设有短路保护电路，所述短路保护电路为带有储能电容器的电解加工短路保护电路；

所述短路保护电路包括储能电容器、电压比较器、电流传感器、常闭开关K1、K3，常开开关K2，其中工件连接脉冲电源的正极以及直流稳压电源的正极，所述阴极连接脉冲电源的负极以及直流稳压电源的负极；在脉冲电源正极与工件连接线中加入一常闭开关K3和电流传感器，以便采集电流信号；在直流稳压电源正极与工件的连接线上接入一常闭开关K1和常开开关K2，在常闭开关K1和常开开关K2之间和直流稳压电源负极并联所述储能电容器，在直流稳压电源与工件的连接线路中加入电压比较器；

所述嵌入式CPU通过电流传感器输入的信号控制所述电压比较器。

2.一种用于多工位叶片电解加工的智能控制脉冲电源系统控制方法，其特征在于，所述控制方法包括以下步骤：

步骤1)使用者通过电源系统输入加工电压、限定电流、脉冲频率、脉冲占空比、加工时间至嵌入式CPU；

步骤2)嵌入式CPU根据设定的频率、占空比参数对脉冲信号发生器编程，使交流电通过整流、滤波、稳压电路等输出直流稳压电源，再经脉冲信号发生器产生高频脉冲信号，该脉冲信号经功率放大电路后，作用叶盘叶片的叶盆、叶背以及阴极进行电解加工；

步骤3）智能脉冲模块通过调整脉冲频率的大小来完成叶盆与叶背的粗加工、中加工以及精加工；

步骤4)嵌入式CPU对叶盘叶片电解加工的电压和电流进行实时检测，若电解加工过程中有过流、欠流和火花放电，则切断电解加工电压，同时嵌入式CPU对短路保护电路发出信号，使电解加工的叶盘叶片和阴极上存在的电量释放，保护叶盘叶片和阴极；

所述嵌入式CPU以嵌入式单片机LPC1788为核心，并设有显示装置以及按键输入装置，其由外部按键预设放电电压、限定电流、脉冲频率、脉冲占空比以及加工时间，再由I/O口实现数值的显示；实现电源与控制系统的通信，采用RS232标准计算机通信接口实现上位机、下位机的双向通信，通过内部A/D转换采集的电压与电流；实现对于整个电解加工过程中电压和电流的实时检测；实现电源中过压、过流的短路保护控制；在控制中心对每个独立智能脉冲模块进行控制，让与智能脉冲模块相连的主轴按照预设的速度和频率独立进给；

短路保护电路工作过程包括以下步骤：

步骤4.1，电解加工正常时，常闭开关K3闭合，电解加工电源通过K3施加工件为正极、工具为负极，工件正常加工；

步骤4.2，在电解加工进行的同时，常闭开关K1闭合，常开开关K2打开，可调直流稳压电源通过K1对储能电容器C充电，储能电容器C上端为负，下端为正；

步骤4.3，在以上工作过程步骤4.1、步骤4.2的同时，电流传感器测量得到的电解加工电流传输给电压比较器和嵌入式CPU，嵌入式CPU将此电流记录至内存，并输出一参考信号至电压比较器；

步骤4.4，电压比较器将电流传感器的电流和嵌入式CPU的信号进行比较，如果电流传感器的电流小于嵌入式CPU的信号，则电解加工无短路现象，电解加工正常；如果电流传感器的电流大于嵌入式CPU的信号，则电解加工出现短路，电压比较器输出的信号使开关K1、K3打开，开关K2闭合，储能电容器C上的负电荷和工件上的正电荷相互抵消，达到保护工件的目的。

3.根据权利要求2所述的一种用于多工位叶片电解加工的智能控制脉冲电源系统控制方法，其特征在于，直流稳压电源通过全桥整流滤波电路之后，输出的电压值大小通过调节导通角而调节；所述嵌入式CPU设有的放电电压值，通过周波控制对整流电路中二极管导通时间做出调节，改变导通角，从而实现对电压的调节功能。