JPS637889B2 - - Google Patents
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- Publication number
- JPS637889B2 JPS637889B2 JP18420782A JP18420782A JPS637889B2 JP S637889 B2 JPS637889 B2 JP S637889B2 JP 18420782 A JP18420782 A JP 18420782A JP 18420782 A JP18420782 A JP 18420782A JP S637889 B2 JPS637889 B2 JP S637889B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- switching element
- capacitor
- semiconductor switching
- fan motor
- machining
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired
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Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23H—WORKING OF METAL BY THE ACTION OF A HIGH CONCENTRATION OF ELECTRIC CURRENT ON A WORKPIECE USING AN ELECTRODE WHICH TAKES THE PLACE OF A TOOL; SUCH WORKING COMBINED WITH OTHER FORMS OF WORKING OF METAL
- B23H1/00—Electrical discharge machining, i.e. removing metal with a series of rapidly recurring electrical discharges between an electrode and a workpiece in the presence of a fluid dielectric
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Electrical Discharge Machining, Electrochemical Machining, And Combined Machining (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は放電加工用電源装置、特に半導体スイ
ツチング素子をオンオフすることにより電極と被
加工物との間に形成される加工間隙に直流電源か
ら間欠的なパルス電圧を供給し、被加工物の加工
を行う放電加工用電源装置の改良に関する。
ツチング素子をオンオフすることにより電極と被
加工物との間に形成される加工間隙に直流電源か
ら間欠的なパルス電圧を供給し、被加工物の加工
を行う放電加工用電源装置の改良に関する。
近年、電極と被加工物との間に形成される加工
間隙に加工液を充填し該加工間隙にパルス放電を
生起し被加工物の加工を行う放電加工用電源装置
が巾広く用いられている。
間隙に加工液を充填し該加工間隙にパルス放電を
生起し被加工物の加工を行う放電加工用電源装置
が巾広く用いられている。
第１図には、このような従来の放電加工用電源
装置が示されており、この電源装置は、半導体ス
イツチング素子１０を制御回路１１によりオンオ
フすることにより電極１２と被加工物１４との間
に形成される加工間隙１６に、直流電源１８から
間欠的なパルス電圧を供給している。このよう
に、スイツチング素子１０をオンオフして加工間
隙１６にパルス電圧を供給すると、この加工間隙
１６の絶縁が破壊しパルス電流が生起される。こ
こにおいて、直流電源１８と加工間隙１６との間
には1μHもしくはそれ以下の線路インダクタンス
２０が存在するため、このインダクタンス２０の
値をＬ、直流電源１８の電圧をVS、加工間隙１
６のアーク電圧をVG（ほぼ20V程度）とすると、
加工間隙１６にパルス電圧を印加しパルス放電を
生起せしめた場合、この加工間隙１６に流れる電
流Ipは時間ｔの経過とともに次式 Ip＝（VS−VG）ｔ／Ｌ に従い直線的に増加していく。従つて、半導体ス
イツチング素子１０をオンしt1時間経過後の電流
値IpはIp＝（VS−VG）t1／Ｌとなり、線路のイン
ダクタンス２０には1/2LIp 2エネルギーが蓄積さ
れる。このため、半導体スイツチング素子１０を
オン状態からオフ状態に切り換ると、線路のイン
ダクタンス２０に蓄えられたエネルギー1/2LIp 2
のため、仮に半導体スイツチング素子１０をター
ンオフ時間が０の理想スイツチと仮定しても、加
工間隙１６に流れる電流は瞬間的には０になり得
ず、半導体スイツチング素子１０の両端にいわゆ
るサージ電圧が発生する。
装置が示されており、この電源装置は、半導体ス
イツチング素子１０を制御回路１１によりオンオ
フすることにより電極１２と被加工物１４との間
に形成される加工間隙１６に、直流電源１８から
間欠的なパルス電圧を供給している。このよう
に、スイツチング素子１０をオンオフして加工間
隙１６にパルス電圧を供給すると、この加工間隙
１６の絶縁が破壊しパルス電流が生起される。こ
こにおいて、直流電源１８と加工間隙１６との間
には1μHもしくはそれ以下の線路インダクタンス
２０が存在するため、このインダクタンス２０の
値をＬ、直流電源１８の電圧をVS、加工間隙１
６のアーク電圧をVG（ほぼ20V程度）とすると、
加工間隙１６にパルス電圧を印加しパルス放電を
生起せしめた場合、この加工間隙１６に流れる電
流Ipは時間ｔの経過とともに次式 Ip＝（VS−VG）ｔ／Ｌ に従い直線的に増加していく。従つて、半導体ス
イツチング素子１０をオンしt1時間経過後の電流
値IpはIp＝（VS−VG）t1／Ｌとなり、線路のイン
ダクタンス２０には1/2LIp 2エネルギーが蓄積さ
れる。このため、半導体スイツチング素子１０を
オン状態からオフ状態に切り換ると、線路のイン
ダクタンス２０に蓄えられたエネルギー1/2LIp 2
のため、仮に半導体スイツチング素子１０をター
ンオフ時間が０の理想スイツチと仮定しても、加
工間隙１６に流れる電流は瞬間的には０になり得
ず、半導体スイツチング素子１０の両端にいわゆ
るサージ電圧が発生する。
このようなサージ電圧から回路を保護し、しか
も加工間隙１６に流れる電流の瞬時遮断を可能と
するため、従来の装置においては、加工間隙１６
にダイオード２２を介して並列にコンデンサ２４
を接続するとともに、このコンデンサ２４に抵抗
器２６を接続していた。これにより、スイツチン
グ素子１０をオン状態からオフ状態に切り換え、
加工間隙１６に流れる電流をオフする場合に発生
するサージ電圧を、ダイオード２２を介してコン
デンサ２４に充電し、このコンデンサ２４に充電
されたエネルギーを最終的に抵抗器２６の熱エネ
ルギーに変換し消費していた。
も加工間隙１６に流れる電流の瞬時遮断を可能と
するため、従来の装置においては、加工間隙１６
にダイオード２２を介して並列にコンデンサ２４
を接続するとともに、このコンデンサ２４に抵抗
器２６を接続していた。これにより、スイツチン
グ素子１０をオン状態からオフ状態に切り換え、
加工間隙１６に流れる電流をオフする場合に発生
するサージ電圧を、ダイオード２２を介してコン
デンサ２４に充電し、このコンデンサ２４に充電
されたエネルギーを最終的に抵抗器２６の熱エネ
ルギーに変換し消費していた。
しかし、このような従来の装置では、コンデン
サ２４に蓄積されたエネルギーを最終的に抵抗器
２６で熱エネルギーとして消費するため、装置に
供給されるエネルギーの有効利用を図ることがで
きず、しかも抵抗器２６による発熱が半導体を多
く含む電源装置自体の信頼性の低下を引き起こす
原因となるという欠点があつた。
サ２４に蓄積されたエネルギーを最終的に抵抗器
２６で熱エネルギーとして消費するため、装置に
供給されるエネルギーの有効利用を図ることがで
きず、しかも抵抗器２６による発熱が半導体を多
く含む電源装置自体の信頼性の低下を引き起こす
原因となるという欠点があつた。
特に、加工間隙１６にパルス電圧を印加するた
めに使用する半導体スイツチング素子１０は、頻
繁にオンオフを繰り返すためそれ自身の発熱量も
大きく、このようなスイツチング素子１０に更に
抵抗器２６による発熱の影響が加わると、このス
イツチング素子１０自体の故障の原因となる。
めに使用する半導体スイツチング素子１０は、頻
繁にオンオフを繰り返すためそれ自身の発熱量も
大きく、このようなスイツチング素子１０に更に
抵抗器２６による発熱の影響が加わると、このス
イツチング素子１０自体の故障の原因となる。
本発明はこのような従来の課題に鑑み為された
ものであり、その目的は、投入電力を効率的に利
用でき、しかも装置内部の発熱、特に加工間隙に
パルス電圧を供給する半導体スイツチング素子の
発熱を有効に防止することのできる放電加工用電
源装置を提供することにある。
ものであり、その目的は、投入電力を効率的に利
用でき、しかも装置内部の発熱、特に加工間隙に
パルス電圧を供給する半導体スイツチング素子の
発熱を有効に防止することのできる放電加工用電
源装置を提供することにある。
この目的達成のため、本発明の装置は、半導体
スイツチング素子をオンオフすることにより電極
と被加工物との間に形成される加工間隙に直流電
源から間欠的なパルス電圧を供給し、被加工物の
加工を行う放電加工用電源装置において、前記加
工間隙にダイオードを介して並列に接続され回路
に発生するサージ電圧を吸収するコンデンサと、
該コンデンサに並列に接続されコンデンサの充電
エネルギーを利用して回転する直流フアンモータ
と、を備え、該フアンモータにより前記半導体ス
イツチング素子を空冷することを特徴とする。
スイツチング素子をオンオフすることにより電極
と被加工物との間に形成される加工間隙に直流電
源から間欠的なパルス電圧を供給し、被加工物の
加工を行う放電加工用電源装置において、前記加
工間隙にダイオードを介して並列に接続され回路
に発生するサージ電圧を吸収するコンデンサと、
該コンデンサに並列に接続されコンデンサの充電
エネルギーを利用して回転する直流フアンモータ
と、を備え、該フアンモータにより前記半導体ス
イツチング素子を空冷することを特徴とする。
次に本発明の好適な実施例を図面に基づき説明
する。なお、前記第１図に示す従来装置と対応す
る部材には同一符号を付しその説明は省略する。
する。なお、前記第１図に示す従来装置と対応す
る部材には同一符号を付しその説明は省略する。
第２図には本発明の放電加工用電源装置の好適
な実施例が示されており、実施例の電源装置は、
半導体スイツチング素子１０を制御回路１１によ
りオンオフすることにより加工間隙１６に間欠的
なパルス電圧を供給し、被加工物１４の被電加工
を行つている。
な実施例が示されており、実施例の電源装置は、
半導体スイツチング素子１０を制御回路１１によ
りオンオフすることにより加工間隙１６に間欠的
なパルス電圧を供給し、被加工物１４の被電加工
を行つている。
本発明の特徴的な事項は、従来装置においてコ
ンデンサ２４へ蓄積されたエネルギーの消費用と
して用いられた抵抗器の代わりに、該コンデンサ
２４に並列に直流フアンモータ３０を接続し、該
コンデンサ２４に蓄積されたエネルギーを利用し
てこの直流フアンモータ３０を駆動し、半導体ス
イツチング素子１０を空冷することにある。
ンデンサ２４へ蓄積されたエネルギーの消費用と
して用いられた抵抗器の代わりに、該コンデンサ
２４に並列に直流フアンモータ３０を接続し、該
コンデンサ２４に蓄積されたエネルギーを利用し
てこの直流フアンモータ３０を駆動し、半導体ス
イツチング素子１０を空冷することにある。
実施例において、この直流フアンモータ３０は
半導体スイツチング素子１０に対抗配置されたフ
アン３２を回転駆動し、半導体スイツチング素子
１０を空冷している。
半導体スイツチング素子１０に対抗配置されたフ
アン３２を回転駆動し、半導体スイツチング素子
１０を空冷している。
このような構成とすることにより、半導体スイ
ツチング素子１０をオン状態からオフ状態に切り
換え加工間隙１６のパルス電流を遮断するに当
り、線路のインダクタンス２０に蓄えられたエネ
ルギー1/2LIp 2より発生するサージ電圧は、ダイ
オード２２を介してコンデンサ２４に充電され、
この充電コンデンサ２４から直流フアンモータ３
０の電機子回路に電流が供給され、フアンモータ
３０が駆動される。
ツチング素子１０をオン状態からオフ状態に切り
換え加工間隙１６のパルス電流を遮断するに当
り、線路のインダクタンス２０に蓄えられたエネ
ルギー1/2LIp 2より発生するサージ電圧は、ダイ
オード２２を介してコンデンサ２４に充電され、
この充電コンデンサ２４から直流フアンモータ３
０の電機子回路に電流が供給され、フアンモータ
３０が駆動される。
従つて、本発明の装置によれば、加工間隙１６
の電流を遮断するに当り、線路のインダクタンス
２０に蓄えられたエネルギ−1/2LIp 2は、フアン
モータ３０を駆動するために有効に用いられ、抵
抗器２６を用いる従来装置のごとく、装置の内部
に多量の熱を発生することがなく、しかも、オン
オフ動作を繰り返し発熱する半導体スイツチング
素子１０をこのフアンモータ３０により空冷する
ことができるため、半導体素子を多く含む電源装
置自体に信頼性を向上することができる。
の電流を遮断するに当り、線路のインダクタンス
２０に蓄えられたエネルギ−1/2LIp 2は、フアン
モータ３０を駆動するために有効に用いられ、抵
抗器２６を用いる従来装置のごとく、装置の内部
に多量の熱を発生することがなく、しかも、オン
オフ動作を繰り返し発熱する半導体スイツチング
素子１０をこのフアンモータ３０により空冷する
ことができるため、半導体素子を多く含む電源装
置自体に信頼性を向上することができる。
特に、このような放電加工用電源装置において
は、加工間隙１６における放電周波数又は放電電
流ピーク値を増加し放電加工の速度を速めると、
半導体スイツチング素子自体の発熱量も多くなる
が、本発明の装置によれば、コンデンサ２４の両
端電圧が直流フアンモータ３０の電機子電圧とな
つているため、放電周波数又は放電電流のピーク
値を高めるとコンデンサ２４の両端電圧が上昇し
直流フアンモータ３０の回転数が増大する。従つ
て、加工間隙１６における放電周波数又は放電電
流ピーク値とともにスイツチング素子１０の発熱
量が増加しても、これに伴い直流フアンモータの
回転数も増加しその冷却能力を増大するため半導
体スイツチング素子１０の温度上昇が効果的に抑
制される。
は、加工間隙１６における放電周波数又は放電電
流ピーク値を増加し放電加工の速度を速めると、
半導体スイツチング素子自体の発熱量も多くなる
が、本発明の装置によれば、コンデンサ２４の両
端電圧が直流フアンモータ３０の電機子電圧とな
つているため、放電周波数又は放電電流のピーク
値を高めるとコンデンサ２４の両端電圧が上昇し
直流フアンモータ３０の回転数が増大する。従つ
て、加工間隙１６における放電周波数又は放電電
流ピーク値とともにスイツチング素子１０の発熱
量が増加しても、これに伴い直流フアンモータの
回転数も増加しその冷却能力を増大するため半導
体スイツチング素子１０の温度上昇が効果的に抑
制される。
なお、前記実施例においては、直流フアンモー
タ３０の電機子回路をコンデンサ２４の両端にそ
のまま接続したものを示したが、本発明の装置は
これに限らず、例えば第３図に示すごとく、直流
フアンモータ３０の電機子回路を高速でオンオフ
動作を繰り返す半導体スイツチング素子３４を介
してコンデンサ２４の両端に並列に接続してもよ
い。この場合には、コンデンサ２４の両端電圧が
常に一定値になるよう、制御回路３６によつて半
導体スイツチング素子３４の導通パルス幅を制御
すればよい。
タ３０の電機子回路をコンデンサ２４の両端にそ
のまま接続したものを示したが、本発明の装置は
これに限らず、例えば第３図に示すごとく、直流
フアンモータ３０の電機子回路を高速でオンオフ
動作を繰り返す半導体スイツチング素子３４を介
してコンデンサ２４の両端に並列に接続してもよ
い。この場合には、コンデンサ２４の両端電圧が
常に一定値になるよう、制御回路３６によつて半
導体スイツチング素子３４の導通パルス幅を制御
すればよい。
第４図には半導体スイツチング素子３４を
PWM制御する制御回路３６の回路の一例が示さ
れており、この制御回路３６は、コンデンサ２４
の両端電圧vioを差動増巾器３８で差動増巾する
とともに三角波発振器４０から一定周波数の三角
波VSを第５図に示すごとく出力している。そし
て、差動増巾器３８の出力vioと、三角波発振器
４０の出力VSとをコンパレータ４２にて比較し、
その比較出力をフオトカプラー４４を介してドラ
イブ回路４６に入力している。ドライブ回路４６
は、このようにして入力されるコンパレータ４２
の出力に基づき、半導体スイツチング素子３４に
第５図vGSなる電圧を印加し、半導体スイツチン
グ素子３４をPWM制御する。
PWM制御する制御回路３６の回路の一例が示さ
れており、この制御回路３６は、コンデンサ２４
の両端電圧vioを差動増巾器３８で差動増巾する
とともに三角波発振器４０から一定周波数の三角
波VSを第５図に示すごとく出力している。そし
て、差動増巾器３８の出力vioと、三角波発振器
４０の出力VSとをコンパレータ４２にて比較し、
その比較出力をフオトカプラー４４を介してドラ
イブ回路４６に入力している。ドライブ回路４６
は、このようにして入力されるコンパレータ４２
の出力に基づき、半導体スイツチング素子３４に
第５図vGSなる電圧を印加し、半導体スイツチン
グ素子３４をPWM制御する。
このように、本実施例の装置では、制御回路３
６によりコンデンサ２４の両端電圧を検出しその
両端電圧が一定の値となるよう半導体スイツチン
グ素子３４をPWM制御するため、電極１２と被
加工物１４との間の加工間隙１６に発生するパル
ス放電の放電周波数又は放電電流ピーク値が大き
くなりコンデンサ２４に充電される静電エネルギ
ーが増加すると、半導体スイツチング素子３４の
導通パルス幅が増加し、その結果直流フアンモー
タ３０の回転数も増加する。従つて、本実施例の
装置においても、前記実施例の場合と同様、加工
間隙１６において放電周波数又は放電電流ピーク
値が増加しスイツチング素子１０の発熱量が増大
した場合、その発熱量の増大に伴い直流フアンモ
ータの冷却能力も増加するため、半導体スイツチ
ング素子１０の温度上昇は効果的に抑制される。
６によりコンデンサ２４の両端電圧を検出しその
両端電圧が一定の値となるよう半導体スイツチン
グ素子３４をPWM制御するため、電極１２と被
加工物１４との間の加工間隙１６に発生するパル
ス放電の放電周波数又は放電電流ピーク値が大き
くなりコンデンサ２４に充電される静電エネルギ
ーが増加すると、半導体スイツチング素子３４の
導通パルス幅が増加し、その結果直流フアンモー
タ３０の回転数も増加する。従つて、本実施例の
装置においても、前記実施例の場合と同様、加工
間隙１６において放電周波数又は放電電流ピーク
値が増加しスイツチング素子１０の発熱量が増大
した場合、その発熱量の増大に伴い直流フアンモ
ータの冷却能力も増加するため、半導体スイツチ
ング素子１０の温度上昇は効果的に抑制される。
以上説明したように、本発明によれば、パルス
放電をオンオフする半導体スイツチング素子のタ
ーンオフ時に回路のインダクタンスに蓄えられて
いるサージエネルギーを一旦コンデンサに蓄え、
これを電源として直流フアンモータを駆動し、前
記半導体スイツチング素子の冷却を行うため、装
置に供給される電力を効率的に用いることがで
き、しかも、装置内部における発熱を有効に抑制
し温度上昇に伴う電源装置の信頼性低下を防止す
ることが可能となる。
放電をオンオフする半導体スイツチング素子のタ
ーンオフ時に回路のインダクタンスに蓄えられて
いるサージエネルギーを一旦コンデンサに蓄え、
これを電源として直流フアンモータを駆動し、前
記半導体スイツチング素子の冷却を行うため、装
置に供給される電力を効率的に用いることがで
き、しかも、装置内部における発熱を有効に抑制
し温度上昇に伴う電源装置の信頼性低下を防止す
ることが可能となる。
第１図は従来の放電加工用電源装置の電気回路
図、第２図は本発明の放電加工用電源装置の好適
な実施例を示す電気回路図、第３図は本発明の他
の実施例を示す電気回路図、第４図は第３図に示
す制御回路の電気回路図、第５図は第４図に示す
回路の信号波形図である。 各図中同一部材には同一符号を付し、１０は半
導体スイツチング素子、１２は電極、１６は加工
間隙、１８は直流電源、２２はダイオード、２４
はコンデンサ、３０は直流フアンモータである。
図、第２図は本発明の放電加工用電源装置の好適
な実施例を示す電気回路図、第３図は本発明の他
の実施例を示す電気回路図、第４図は第３図に示
す制御回路の電気回路図、第５図は第４図に示す
回路の信号波形図である。 各図中同一部材には同一符号を付し、１０は半
導体スイツチング素子、１２は電極、１６は加工
間隙、１８は直流電源、２２はダイオード、２４
はコンデンサ、３０は直流フアンモータである。
Claims (1)
- １ 半導体スイツチング素子をオンオフすること
により電極と被加工物との間に形成される加工間
隙に直流電源から間欠的なパルス電圧を供給し、
被加工物の加工を行う放電加工用電源装置におい
て、前記加工間隙にダイオードを介して並列に接
続され回路に発生するサージ電圧を吸収するコン
デンサと、該コンデンサに並列に接続されコンデ
ンサの充電エネルギーを利用して回転する直流フ
アンモータと、を備え、該フアンモータにより前
記半導体スイツチング素子を空冷することを特徴
とする放電加工用電源装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18420782A JPS5973224A (ja) | 1982-10-20 | 1982-10-20 | 放電加工用電源装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18420782A JPS5973224A (ja) | 1982-10-20 | 1982-10-20 | 放電加工用電源装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5973224A JPS5973224A (ja) | 1984-04-25 |
| JPS637889B2 true JPS637889B2 (ja) | 1988-02-18 |
Family
ID=16149228
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP18420782A Granted JPS5973224A (ja) | 1982-10-20 | 1982-10-20 | 放電加工用電源装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5973224A (ja) |
Families Citing this family (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2578824B2 (ja) * | 1987-09-08 | 1997-02-05 | 株式会社放電精密加工研究所 | 放電加工用電源回路 |
| JP2590150B2 (ja) * | 1987-11-30 | 1997-03-12 | 株式会社放電精密加工研究所 | 放電加工用電源回路 |
| JP2613909B2 (ja) * | 1988-02-16 | 1997-05-28 | 株式会社放電精密加工研究所 | 放電加工用電源回路 |
| JPH1041386A (ja) * | 1996-07-24 | 1998-02-13 | Mitsubishi Electric Corp | 半導体装置の製造方法 |
| CN105195840B (zh) * | 2015-09-14 | 2017-11-14 | 佛山市铬维科技有限公司 | 一种可自动升压的电火花加工电源的控制方法 |
| CN119725818B (zh) * | 2024-12-05 | 2025-10-31 | 江苏天合储能有限公司 | 储能设备及其充放电控制方法、储能系统 |
-
1982
- 1982-10-20 JP JP18420782A patent/JPS5973224A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5973224A (ja) | 1984-04-25 |
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