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研究生:鄭昭文
研究生(外文):Chao-Wen Cheng
論文名稱:高頻交流式放電加工機電源之研製
論文名稱(外文):Study and Implementation of the High Frequency AC Type EDM Power Source
指導教授:劉志文劉志文引用關係陳永耀陳永耀引用關係
指導教授(外文):Chih-Wen LiuYung-Yaw Chen
學位類別:碩士
校院名稱:國立臺灣大學
系所名稱:電機工程學研究所
學門:工程學門
學類:電資工程學類
論文種類:學術論文
論文出版年:2002
畢業學年度:90
語文別:中文
中文關鍵詞:放電加工電力電子柔性切換
外文關鍵詞:EDMpower electronicsoft switching
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現今主要的切削加工如雷射切割、車床與放電加工。其中放電加工(EDM)主要針對堅硬之合金進行加工成型所用;而傳統放電加工主要利用直流電源搭配功率電阻作為主要之加工電源,因此存在效率低、體積龐大、價格高、以及加工電極存有電解損耗等問題。本研究提出一種新型加工用電源電路,利用電力電子相關技術,經實際製作與量測,證實其工作特性不僅合乎要求,效率也較傳統電源電路高出甚多、體積亦大幅縮小。
The mainly adapted cutting techniques include laser cutting, lathe and electrical discharge machining (EDM). Among which EDM is used for shaping hard alloy. And the conventional EDM uses DC power with power resistance as the main power supply, so it has some problems such as low efficiency, bulk volume, high prices and consumption of machining electrode.
This thesis contributes a new EDM power circuit using power electronic techniques. After a series of tests, it is proved to have better characteristics, higher efficiency and more compact size.
目 錄
摘 要 2
Abstract 3
目 錄 4
圖目錄 vi
表目錄 viii
第一章 緒 論 1
1.1前言 1
1.2 文獻探討 2
1.3 研究貢獻 3
1.4 研究內容 4
第二章 放電加工原理 5
2.1 前言 5
2.2 放電加工原理 5
2.3 放電加工過程 10
2.4 放電火花結構 12
2.5 傳統放電加工電源 14
2.6 本章結語 17
第三章 改良式放電加工電源 19
3.1 前言 19
3.2 零電壓切換 19
3.2.1 元件損失 19
3.2.2 零電壓切換 21
3.3.3 金氧半場效電晶體之切換特性 22
3.3 改良型加工電源電路 25
3.3.1 改良型加工電源電路 25
3.3.2 電路動作原理 30
3.4 本章結語 40
第四章 電路設計考量與製作 41
4.1 前言 41
4.2 加工電源 41
4.4.1 加工電源規格訂定 42
4.2.2 功率元件選擇 44
4.2.3 隔離變壓器 46
4.2.4 諧振電感 52
4.3 驅動電路 54
4.4 本章結語 57
第五章 實驗結果 58
5.1 前言 58
5.2 模擬結果 58
5.3 實際電路量測 61
5.3.1 驅動信號 61
5.3.2主電路輸出波形 64
5.4 本章結語 68
第六章 結論 69
6.1結論 69
6.2 未來展望 70
參考文獻 71
圖目錄
圖2. 1單發放電 6
圖2. 2 雕模放電加工機 7
圖2. 3 線切割放電加工機 8
圖2. 4 小孔放電 8
圖2. 5 放電加工過程示意圖 9
圖2. 6 放電火花結構 13
圖2. 7 電容器放電迴路 15
圖2. 8 電晶體放電迴路 16
圖2. 9 附電晶體控制的電容器迴路 17
圖3. 1 關關切換損失(a)關關導通暫態(b)開關關斷暫態 20
圖3. 2 開關導通暫態與驅動信號之電荷對時間關係 23
圖3. 3 相移式轉換電路 26
圖3. 4 相移式控制信號 27
圖3. 5 改良型放電加工電源迴路 27
圖3. 6 控制信號圖 29
圖3. 7 起始狀態 31
圖3. 8 領先側(leading leg)暫態區間 32
圖3. 9 非功率傳送區間 34
圖3. 10落後側(lagging leg)暫態區間 35
圖3. 11漏電感儲能大小對落後側開關電壓波形(a)電感儲能過大(b)電感儲能剛好(c)電感儲能過小 37
圖3. 12 QC導通區間 39
圖4. 1 UC3875方塊圖 42
圖4. 2 隔離變壓器驅動 56
圖5. 1 新型放電迴路 58
圖5. 2 驅動信號(相移1μSEC) 59
圖5. 3 輸出(相移1μsec) 59
圖5. 4 驅動信號(相移3.5μsec) 60
圖5. 5 輸出電壓(相移3.5μsec) 60
圖5. 6 A、B端之驅動信號 62
圖5. 7 C、D端之驅動信號 62
圖5. 8 A、D端之相移時間 63
圖5. 9 為防止同側短路之盲時設定 63
圖5. 10 放電加工所輸出電壓、電流 64
圖5. 11 QA端之零電壓切換 65
圖5. 12 QB端之零電壓切換 65
圖5. 13 輸出功率 66
圖5. 14 不同輸出電流-效率關係圖 68
表目錄
表 1 IRF450規格 45
表 2 不同輸出功率下之效率 67
參考文獻
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QRCODE
 
 
 
 
 
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                               
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