快走丝“线切割”的一个概念：“加工间隙”短路

为加深理解，将摘取《高速走丝电火花线切割机电气原理与维修》一书的有关叙述，对“加工间隙短路”和“电源短路”分别予以介绍，并作出辨析。 一、有关“加工间隙”短路的叙述 1．“加工间隙”短路 这里的加工间隙，是指电极丝与工件之间的放电间隙，它是“高频脉冲电源”的负载。 “若电极与工件接触，则在接触点处会流过短路电流；显然，R1起到了限流的作用，使之不致于因短路而损坏电源器件或烧伤工件。”（莫操君．高速走丝电火花线切割机电气原理与维修．p.1） ２．（间隙）短路电流和（间隙）短路电压 短路电流：指连续发生短路时电流的算术平均值（张学仁 刘晋春．数控电火花线切割加工技术．哈尔滨工业大学出版社，2000．p.6） 当钼丝和工件持续短接时，PA1指示的则为短路电流，它也是电流的算术平均值……（莫操君．高速走丝电火花线切割机电气原理与维修．p.68；以下仅标出页码） 对于一些特殊值、典型值，有必要进行试验、记录，例如钼丝和工件之间开路时的电压（开路电压）、短路时的电压（短路电压）（p.68） 此处，实际上已给出了“短路电压”的概念；但在后来的修改中，括号中的“短路电压”四个字被删去了。 ３．“间隙短路”不同于电源的短路 电力系统或供电电源装置发生短路时，可能会对设施造成破坏，所以须限制短路电流。在变压器参数中，有一个“阻抗电压”（以前也可称为“短路电压” ），就与其短路电流有关系。 但是，如上所述，线切割中“加工间隙”（简称间隙）的短路，并没有构成供电电源的短路。因为在高频脉冲电源内部，已采取了限流措施；间隙短路的结果，仅仅是没有加工效果。 所以，“间隙短路”与“电源短路”，有本质的区别。也因为如此，把“间隙短路”时，取样点处的电压，称为“间隙短路电压”，简称为“短路电压”，而不称阻抗电压。如果今后能查到有关的资料，对该术语有明确的规定，则当然需按规范使用。 间隙短路电压的形成，可参见p.93关于“取样点”的叙述。 附：书中其他有关“间隙短路”的文字 （1）短路电流 （p.66）当短路峰值电流选定后，脉冲宽度要根据具体的加工要求来选定…… （p.68）特别地，是指短路峰值电流——功放管导通而间隙短路时的电流。 （p.69）当其他工艺条件不变时，增加短路峰值电流，单个脉冲能量亦大…… （p.68）试验时，在加工间隙处短路和在脉冲电源输出端短路的情况，会有所区别，应把钼丝和工件短接时的电流作为短路电流。注意，在作短路电流试验时，应开起运丝电机和工作液，对于有故障、改造后或新的脉冲电源，不可贸然进行短路试验。 （p.127）短路电流的测试，开始时…… （p.128）要求在试验中，短路电流无上冲现象…… （p.144）照图安装完毕后通电，发现输出短路电流偏小，……短路电流增大约一半。 （p.144）随后，又处理了几个小问题，再将功放管相继逐个投入以至全部，然后调整脉宽、脉间使输出短路电流达4A； （145）所以，限流电阻不但限制短路电流以保护功放管…… （p.155）有的情况，……与脉冲电源空载电压、短路电流……等的正确选择……有关； （2）检修 （p.153）现象是：切出的圆弧形状极不规则，加工时频繁短路。 观察发现：……短路电流正常。因此，脉冲电源电路应无问题。 （p.156）一台DK7732线切割机床，反映脉冲电源有故障。现象是：电流摆幅大、加工不稳定、频繁短路； 但经观察，脉冲电源短路电流正常…… 分析认为，本故障短路原因是…… （p.175）结果通电一试，短路电流仅为正常情况下的一半。 于是……把短路电流调整到合适的值…… （p.85）这时的短路电流约为0.8A，调节脉冲宽度，电流变化不大…… （p.86）将功放板逐块边装边试，短路电流逐渐加大。 （p.86）……应先断开电源；通电后，再测短路电流…… （p.154）这种故障，表现出电流不稳、短路等现象…… （p.175）电路可参见图4-21，查跟踪不稳、短路电流偏低…… （3）其他 （p.184）对于难切割的材料，加工中容易形成短路…… （p.25）由于HSWEDM走丝速度高，有利于电蚀产物的排除，不容易产生短路故障，所以比较容易实现大厚度切割 [9]。 （p.35）在运丝电机换向时，……避免了工件与钼丝短路和钼丝被顶弯的情况发生。 （p.38）加工控制是指……短路回退、走丝机构、工作液系统等的控制功能。 （p.40）这种简易控制器，一般具有……短路回退……等功能，有锥度切割型可以选择。 （p.107）短路回退 用于……解除“短路”状态用；短路时，取样变频电路…… 该功能可实现：电极丝沿原来的轨迹快速后退，以消除短路。短路回退……检测到短路……待短路状态消除后…… （p.101）图中，PV1是跟踪指示表，……其他还有短路和空载区段。 （p.91）这是因为加工中不断随机出现空载、短路、火花放电等状态…… （p.91）这种方法，没有区分空载、短路、火花放电等状态…… （p.92）因此，峰值取样电路提高了加工的稳定性，可减少短路率…… （p.92）这样，……减少了因工件厚度等因素变化造成短路电压不一致所带来的扰动，缓解了短路电压的影响。 （p.102）在HSWEDM加工间隙中，通常存在空载、短路、火花放电三种状态，其中空载和短路状态均没有加工效果。 （p.102）传统取样电路简洁可靠，……但由于它……没有区分空载、短路、火花等不同的放电形式…… （p.102）比较看好的方案是，将空载、短路和火花放电状态进行分类统计……短路率…… （p.185～186）在正确选择电规准的同时，……而且频繁的空载和短路…… （p.163）在间隙短路时，则工具电极回升。 二、有关电源短路的叙述 除了间隙短路的有关叙述外，由于《高速走丝电火花线切割机电气原理与维修》是一本谈电气维修的书，所以不可避免地会介绍到“电源”故障的检修。 而对于“间隙短路”与“电源短路”，只要清楚了概念，就能望文生义，不需要区分，就知道指的是什么。 下面，把书中的有关文字，作一归类。 １．安全第一 保护电路为保护设备和人身安全而设，包括电源短路保护、缺相保护、走丝拖板超出行程保护等。（p.36） 如果是电源短路等严重故障，要立即……（p.154） （熔断器熔丝），若是熔断，则需判别是短路造成，还是……（p.155） 而在做电源试验时，亦须采取有效的短路保护或限流措施……（p.195） ２．制作和设计 连线时还要注意的是，水银开关中间的两极应接在同一相上，以免在换相时造成电源短路。（p.54～55） 制动电压接入前，必须确保电机主电源先断开，否则有可能引起短路。（p.60） 对于电器上的接线螺钉，不管有无导线均应压紧。曾听说过，因螺钉掉落而造成的短路故障事例……（p.128） 因为事实上，换向时的制动效果难以确认，并且KA4、KA5动作时，会见到很大的火花，容易损坏触点甚至造成短路。（p.139） ３．注意点 例如分辨机床总开关是有短路分断能力的断路器、还是不能带负荷分断的隔离开关。（p.148） 使用电笔时也必须注意安全，防止短路或触电的情况发生。（p.149） 必要时，还可在采取安全措施后，……特别地，怀疑有短路故障时，通电前一定要慎重。……（后一段话，后来被删去，但实际操作中需谨记）（p.122） 附：书中出现的其他有关“短路”的文字 （1）熔断器 （p.153）另一个故障是工作液泵不能起动，查得对应熔断器熔丝断，熔断状为短路故障。再查到至工作液泵电机电源线为橡套软电缆，其中一段外皮已老化破损，芯线间短路。 （p.176）当然，如果熔丝呈短路状熔断，则需先检查是否有短路故障。 （p.170）查看RL1型熔断器FU1～3有严重短路痕迹，且……致使发生短路故障时…… （p.171）回到图9-4，排除短路原因后…… （p.171）电源线线径小，短路时的影响相对较小…… （p.176）由于该脉冲电源未设短路保护，故在发生元件短路故障后…… （2）接插件等 （p.152）来看一个插接件的例子，故障现象是20极矩形插头座极间短路。拔下插头，看见了明显的短路痕迹…… （p.172）细看，插头X24的1、2引脚间短路。 （p.172）比如有一台机床，也出现过张丝电机插座短路的问题。 （p.152）……短路故障就是发生在这里。……引起相间短路…… （p.170）观察线端，可见明显短路痕迹。 （p.170）短路导致停机 发生短路故障，机床开不起来。 （p.169）制动电容短路 （p.170）换新的电阻后，电容接于交流回路中，类似于本例中的电容短路现象。 （p.73）三个二极管同时损坏的原因，估计是先有一个反向击穿，造成短路，形成连锁反应…… （p.175）因此怀疑电源负极线L－对壳短路。 （3）特例 （p.171）特别地，当使用劣质材料的铜丝时，可能……引起短路事故。 （p.171）该铣床……只要一起动设备、熔体就熔断且造成电源短路 （p.173）在高速走丝线切割机的维修中，极少看到接触器短路的故障，但问题也不是绝对的。 （p.194）例如，一位用户在更换一个2位2刀钮子开关后，发生短路故障。……检查后发现，发生短路的开关，其两组触点的动桥为一连通铜片（应该绝缘）；所以接线虽正确，却发生了短路故障。 （p.174）用户反映运丝电机单相及出现短路故障，机床开不起来…… ～24V两根导线未作绝缘处理置于床身内，引起短路。把这两根线用塑料胶粘带包好，短路故障排除…… 3、后语 本文旨在对《高速走丝 电火花线切割机 电气原理与维修》作一阅读提示，并对使用“短路电压”一词作出说明。 对文中内容，欢迎提出不同意见。 （放久了的气球 于20071012） 其他可参见： 细谈《高速走丝电火花线切割机电气原理与维修》之开篇语