快走絲“線切割”的一個概念：“加工間隙”短路

changdao6520 · 發表于 2009-11-26 14:25:35

為加深理解，將摘取《高速走絲電火花線切割機電氣原理與維修》一書的有關敘述，對“加工間隙短路”和“電源短路”分別予以介紹，并作出辨析。
一、有關“加工間隙”短路的敘述
1．“加工間隙”短路這里的加工間隙，是指電極絲與工件之間的放電間隙，它是“高頻脈沖電源”的負載。
“若電極與工件接觸，則在接觸點處會流過短路電流；顯然，R1起到了限流的作用，使之不致于因短路而損壞電源器件或燒傷工件。”（莫操君．高速走絲電火花線切割機電氣原理與維修．p.1）

２．（間隙）短路電流和（間隙）短路電壓短路電流：指連續發生短路時電流的算術平均值（張學仁劉晉春．數控電火花線切割加工技術．哈爾濱工業大學出版社，2000．p.6）
當鉬絲和工件持續短接時，PA1指示的則為短路電流，它也是電流的算術平均值……（莫操君．高速走絲電火花線切割機電氣原理與維修．p.68；以下僅標出頁碼）
對于一些特殊值、典型值，有必要進行試驗、記錄，例如鉬絲和工件之間開路時的電壓（開路電壓）、短路時的電壓（短路電壓）（p.68）
此處，實際上已給出了“短路電壓”的概念；但在后來的修改中，括號中的“短路電壓”四個字被刪去了。

３．“間隙短路”不同于電源的短路電力系統或供電電源裝置發生短路時，可能會對設施造成破壞，所以須限制短路電流。在變壓器參數中，有一個“阻抗電壓”（以前也可稱為“短路電壓” ），就與其短路電流有關系。
但是，如上所述，線切割中“加工間隙”（簡稱間隙）的短路，并沒有構成供電電源的短路。因為在高頻脈沖電源內部，已采取了限流措施；間隙短路的結果，僅僅是沒有加工效果。
所以，“間隙短路”與“電源短路”，有本質的區別。也因為如此，把“間隙短路”時，取樣點處的電壓，稱為“間隙短路電壓”，簡稱為“短路電壓”，而不稱阻抗電壓。如果今后能查到有關的資料，對該術語有明確的規定，則當然需按規范使用。
間隙短路電壓的形成，可參見p.93關于“取樣點”的敘述。

附：書中其他有關“間隙短路”的文字
（1）短路電流
（p.66）當短路峰值電流選定后，脈沖寬度要根據具體的加工要求來選定……
（p.68）特別地，是指短路峰值電流——功放管導通而間隙短路時的電流。
（p.69）當其他工藝條件不變時，增加短路峰值電流，單個脈沖能量亦大……
（p.68）試驗時，在加工間隙處短路和在脈沖電源輸出端短路的情況，會有所區別，應把鉬絲和工件短接時的電流作為短路電流。注意，在作短路電流試驗時，應開起運絲電機和工作液，對于有故障、改造后或新的脈沖電源，不可貿然進行短路試驗。

（p.127）短路電流的測試，開始時……
（p.128）要求在試驗中，短路電流無上沖現象……
（p.144）照圖安裝完畢后通電，發現輸出短路電流偏小，……短路電流增大約一半。
（p.144）隨后，又處理了幾個小問題，再將功放管相繼逐個投入以至全部，然后調整脈寬、脈間使輸出短路電流達4A；
（145）所以，限流電阻不但限制短路電流以保護功放管……
（p.155）有的情況，……與脈沖電源空載電壓、短路電流……等的正確選擇……有關；

（2）檢修
（p.153）現象是：切出的圓弧形狀極不規則，加工時頻繁短路。
      觀察發現：……短路電流正常。因此，脈沖電源電路應無問題。
（p.156）一臺DK7732線切割機床，反映脈沖電源有故障。現象是：電流擺幅大、加工不穩定、頻繁短路；
      但經觀察，脈沖電源短路電流正常……
      分析認為，本故障短路原因是……
（p.175）結果通電一試，短路電流僅為正常情況下的一半。
      于是……把短路電流調整到合適的值……
（p.85）這時的短路電流約為0.8A，調節脈沖寬度，電流變化不大……
（p.86）將功放板逐塊邊裝邊試，短路電流逐漸加大。
（p.86）……應先斷開電源；通電后，再測短路電流……
（p.154）這種故障，表現出電流不穩、短路等現象……
（p.175）電路可參見圖4-21，查跟蹤不穩、短路電流偏低……

（3）其他
（p.184）對于難切割的材料，加工中容易形成短路……
（p.25）由于HSWEDM走絲速度高，有利于電蝕產物的排除，不容易產生短路故障，所以比較容易實現大厚度切割 [9]。
（p.35）在運絲電機換向時，……避免了工件與鉬絲短路和鉬絲被頂彎的情況發生。
（p.38）加工控制是指……短路回退、走絲機構、工作液系統等的控制功能。
（p.40）這種簡易控制器，一般具有……短路回退……等功能，有錐度切割型可以選擇。
（p.107）短路回退用于……解除“短路”狀態用；短路時，取樣變頻電路……
      該功能可實現：電極絲沿原來的軌跡快速后退，以消除短路。短路回退……檢測到短路……待短路狀態消除后……

（p.101）圖中，PV1是跟蹤指示表，……其他還有短路和空載區段。
（p.91）這是因為加工中不斷隨機出現空載、短路、火花放電等狀態……
（p.91）這種方法，沒有區分空載、短路、火花放電等狀態……
（p.92）因此，峰值取樣電路提高了加工的穩定性，可減少短路率……
（p.92）這樣，……減少了因工件厚度等因素變化造成短路電壓不一致所帶來的擾動，緩解了短路電壓的影響。

（p.102）在HSWEDM加工間隙中，通常存在空載、短路、火花放電三種狀態，其中空載和短路狀態均沒有加工效果。
（p.102）傳統取樣電路簡潔可靠，……但由于它……沒有區分空載、短路、火花等不同的放電形式……
（p.102）比較看好的方案是，將空載、短路和火花放電狀態進行分類統計……短路率……
（p.185～186）在正確選擇電規準的同時，……而且頻繁的空載和短路……
（p.163）在間隙短路時，則工具電極回升。
二、有關電源短路的敘述
除了間隙短路的有關敘述外，由于《高速走絲電火花線切割機電氣原理與維修》是一本談電氣維修的書，所以不可避免地會介紹到“電源”故障的檢修。
而對于“間隙短路”與“電源短路”，只要清楚了概念，就能望文生義，不需要區分，就知道指的是什么。
下面，把書中的有關文字，作一歸類。

１．安全第一
保護電路為保護設備和人身安全而設，包括電源短路保護、缺相保護、走絲拖板超出行程保護等。（p.36）
如果是電源短路等嚴重故障，要立即……（p.154）
（熔斷器熔絲），若是熔斷，則需判別是短路造成，還是……（p.155）
而在做電源試驗時，亦須采取有效的短路保護或限流措施……（p.195）

２．制作和設計
連線時還要注意的是，水銀開關中間的兩極應接在同一相上，以免在換相時造成電源短路。（p.54～55）
制動電壓接入前，必須確保電機主電源先斷開，否則有可能引起短路。（p.60）
對于電器上的接線螺釘，不管有無導線均應壓緊。曾聽說過，因螺釘掉落而造成的短路故障事例……（p.128）
因為事實上，換向時的制動效果難以確認，并且KA4、KA5動作時，會見到很大的火花，容易損壞觸點甚至造成短路。（p.139）

３．注意點
例如分辨機床總開關是有短路分斷能力的斷路器、還是不能帶負荷分斷的隔離開關。（p.148）
使用電筆時也必須注意安全，防止短路或觸電的情況發生。（p.149）
必要時，還可在采取安全措施后，……特別地，懷疑有短路故障時，通電前一定要慎重。……（后一段話，后來被刪去，但實際操作中需謹記）（p.122）

附：書中出現的其他有關“短路”的文字
（1）熔斷器
（p.153）另一個故障是工作液泵不能起動，查得對應熔斷器熔絲斷，熔斷狀為短路故障。再查到至工作液泵電機電源線為橡套軟電纜，其中一段外皮已老化破損，芯線間短路。
（p.176）當然，如果熔絲呈短路狀熔斷，則需先檢查是否有短路故障。
（p.170）查看RL1型熔斷器FU1～3有嚴重短路痕跡，且……致使發生短路故障時……
（p.171）回到圖9-4，排除短路原因后……
（p.171）電源線線徑小，短路時的影響相對較小……
（p.176）由于該脈沖電源未設短路保護，故在發生元件短路故障后……

（2）接插件等
（p.152）來看一個插接件的例子，故障現象是20極矩形插頭座極間短路。拔下插頭，看見了明顯的短路痕跡……
（p.172）細看，插頭X24的1、2引腳間短路。
（p.172）比如有一臺機床，也出現過張絲電機插座短路的問題。

（p.152）……短路故障就是發生在這里。……引起相間短路……
（p.170）觀察線端，可見明顯短路痕跡。
（p.170）短路導致停機發生短路故障，機床開不起來。
（p.169）制動電容短路
（p.170）換新的電阻后，電容接于交流回路中，類似于本例中的電容短路現象。
（p.73）三個二極管同時損壞的原因，估計是先有一個反向擊穿，造成短路，形成連鎖反應……
（p.175）因此懷疑電源負極線L－對殼短路。

（3）特例
（p.171）特別地，當使用劣質材料的銅絲時，可能……引起短路事故。
（p.171）該銑床……只要一起動設備、熔體就熔斷且造成電源短路
（p.173）在高速走絲線切割機的維修中，極少看到接觸器短路的故障，但問題也不是絕對的。
（p.194）例如，一位用戶在更換一個2位2刀鈕子開關后，發生短路故障。……檢查后發現，發生短路的開關，其兩組觸點的動橋為一連通銅片（應該絕緣）；所以接線雖正確，卻發生了短路故障。
（p.174）用戶反映運絲電機單相及出現短路故障，機床開不起來……
      ～24V兩根導線未作絕緣處理置于床身內，引起短路。把這兩根線用塑料膠粘帶包好，短路故障排除……
3、后語
本文旨在對《高速走絲電火花線切割機電氣原理與維修》作一閱讀提示，并對使用“短路電壓”一詞作出說明。
對文中內容，歡迎提出不同意見。
（放久了的氣球于20071012）
其他可參見：
細談《高速走絲電火花線切割機電氣原理與維修》之開篇語　

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快走絲“線切割”的一個概念：“加工間隙”短路