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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。 3 e/ D/ I; |8 h' G4 D, D9 A, Q 一、有关“加工间隙”短路的叙述+ T+ K. K5 t W2 A; ~. k& z- s8 g7 g 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。 9 R5 i+ h) T* \' f4 T: J “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） * U4 m0 l( C( x/ O$ u7 C& ^ 9 V9 O, F. i1 s& u, \ 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） ( B1 u+ M. w5 U 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）2 V4 y7 [2 P1 ?5 G 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）6 I( g0 d9 V c5 s1 B; |$ F2 Y 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。 ! {% G( {) T: X9 N 0 O! n( G/ v i7 e2 g( H 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。 * a( b# L g' O8 b% d 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。 1 X. [- j' N; C' _ S3 ` 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。 5 H: c; t8 f0 m% B 间隙短路电压的形成，可参见p.93关于“取样点”的叙述。 1 l& N$ D& u+ Y% A- J / E' p6 i+ J2 {8 p8 ~3 G) H 附：书中其他有关“间隙短路”的文字 + h% y. Z6 _% I& s9 K$ m5 ~% ]/ A' w! N& x（1）短路电流5 L; L0 U0 l/ ^' u （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…… / G/ }: i: A* K( V8 n9 q （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。 # S: [- `9 U6 y: X （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…… * v! W( Q- ] e( |7 d9 T: Z （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。 ( _6 h- T! y+ T, d2 s% T' r: T9 o ' \8 E8 O) I, n* K （p.127）短路电流的测试，开始时……% n5 Q1 D* P: h! U }- A （p.128）要求在试验中，短路电流无上冲现象……. k) w: A; a; U. z a （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。' Y: M' h# G& H5 @& f$ [2 _ （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； ' j+ n( v# m, `$ Q% C# ~ （145）所以，限流电阻不但限制短路电流以保护功放管…… 0 C; {' D8 H2 j/ i （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；7 s- F! |+ D6 n- q: W* R ' G) u3 ~' ~! \7 j' H) {, a （2）检修 6 D- R, c! _' W* @ （p.153）现象是：切出的圆弧形状极不规则，加工时频繁短路。& v6 a* F/ [1 Z. Q 观察发现：……短路电流正常。因此，脉冲电源电路应无问题。. _# u/ Z+ z! { （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； # L1 |0 O& f5 R) B 但经观察，脉冲电源短路电流正常……) E( m1 i% l$ j5 _6 w! w' b: w 分析认为，本故障短路原因是…… 6 S5 D: [) F5 p （p.175）结果通电一试，短路电流仅为正常情况下的一半。, B$ H9 K7 F6 v 于是……把短路电流调整到合适的值…… ' ]3 E+ Y, D# m; y8 W5 _ （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……, C6 ~* R. y: u3 L3 o. B （p.86）将功放板逐块边装边试，短路电流逐渐加大。7 x; n' F: n& r+ Y+ j2 [5 `$ | （p.86）……应先断开电源；通电后，再测短路电流…… * D9 L1 h) p5 T' b; X! L$ T （p.154）这种故障，表现出电流不稳、短路等现象…… & h4 I5 o: k* Z' p9 k% r) [ （p.175）电路可参见图4-21，查跟踪不稳、短路电流偏低…… 6 ~# y! F* T! a# M$ p' O f ( |: O, ?7 k9 Q$ N4 N- { （3）其他) |% c3 F% P9 q, ?, g （p.184）对于难切割的材料，加工中容易形成短路……1 l1 u9 l+ \5 @: Z0 i' g （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]。 $ r$ Q9 K' ?& t7 f: u+ K （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。3 u* z+ H) N5 z- @ （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。 4 ~5 W( x, K% B （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。6 x4 x% A1 F1 p7 s# n% S （p.107）短路回退 用于……解除“短路”状态用；短路时，取样变频电路…… 0 Z1 i, j1 U4 l, ~ Y4 a2 R 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…… 3 d( f) z0 K1 j! E6 p, C* J8 t! B 6 C' {, x/ u$ C2 ~- f9 j （p.101）图中，PV1是跟踪指示表，……其他还有短路和空载区段。 9 Q- h- p% x0 v0 `3 C' x! j （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…… ' G8 G% q/ z: I8 E （p.91）这种方法，没有区分空载、短路、火花放电等状态…… $ E# {$ z# `9 F( y) S （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…… 3 ]8 r! @+ i/ A, i9 m3 g （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。 ! V/ p& w5 g. } & ^+ A! G; G7 ?& b0 C1 r/ \( H （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。 & p7 U! J% i0 W7 g1 z9 N （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……- U$ i; v7 B. y0 h7 i7 Y1 y) S （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…… & @7 N6 E' u3 u; G n5 t （p.185～186）在正确选择电规准的同时，……而且频繁的空载和短路…… ) f' ]3 r' a4 C （p.163）在间隙短路时，则工具电极回升。 + L3 k0 w+ V) V) S( z二、有关电源短路的叙述, m; i- s$ ^& [) q9 {- |3 F 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。 ) z) D5 ]% c9 O _ 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。3 N! N+ ^% T& I 下面，把书中的有关文字，作一归类。 `* V! _' d1 w2 e7 h9 r 1 N) T) G/ _3 B! R) h １．安全第一 8 Q# _; } Y/ h, Z; j5 J: j 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） 4 X9 {9 l9 B/ {! n% f6 V$ x7 M6 P 如果是电源短路等严重故障，要立即……（p.154） . X7 C4 s6 J- z# a （熔断器熔丝），若是熔断，则需判别是短路造成，还是……（p.155）0 N B& j0 y7 @7 S$ ` 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）# T' Q# l9 e' m$ c 5 S I/ ]. C1 y ２．制作和设计. ~5 j6 v! G, h. R1 S9 k) [; o' ?6 S 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） k- F& L$ X4 W* x8 ~6 `, } 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） / ~: _( ^; h3 G% h# { 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）+ n5 @ l$ A2 o/ P: G 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） # K. ~2 ^+ S1 X' l' E5 u/ @ ' |1 D) o [, |' s) T ３．注意点 # P) i3 \# T! r/ z 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）' n$ ]- Q8 X- v! O! R \! d 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） 0 S e+ a6 R$ f$ Z B& q M7 X 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） p, h% Q+ e+ g& i) l( ^4 t6 }5 p0 x' e $ a2 G% X1 ~# A( W 附：书中出现的其他有关“短路”的文字 4 l$ L2 }; S o$ ~! B（1）熔断器 % n) T% q) @6 _1 I$ g& x8 |( ]9 x0 @ （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。 # L# O2 G, H/ S1 P Q （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/ e+ I0 O% g' E9 M （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……& L; P, e9 o# t' f （p.171）回到图9-4，排除短路原因后…… 8 H' _! \- J# J4 C0 h （p.171）电源线线径小，短路时的影响相对较小…… % f. M6 ]6 c7 y( U% l) w （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…… ' J ^- s4 K+ i+ f4 f, x 5 x; A* [7 W1 t. I: n$ B（2）接插件等 % O0 D/ o8 k! J$ h6 R+ L （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…… 6 d a: _9 N' j0 _: n （p.172）细看，插头X24的1、2引脚间短路。' [1 c' ?: [- Q( f# h （p.172）比如有一台机床，也出现过张丝电机插座短路的问题。 / } O% J% O' \; ~1 E6 s & p8 S: q( |& l3 x1 h+ B4 D& ?! D （p.152）……短路故障就是发生在这里。……引起相间短路……* Q: e* {. Y$ l+ L( e: q （p.170）观察线端，可见明显短路痕迹。1 s# I$ Q* I: h0 H7 N （p.170）短路导致停机 发生短路故障，机床开不起来。 7 R$ Y/ k2 ?* `' F- n （p.169）制动电容短路! [& N- b2 c* c: `) I' l （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。. R$ ^3 X4 ~7 } U. ? （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……8 s$ c3 |3 p0 a N6 ?3 I6 e （p.175）因此怀疑电源负极线L－对壳短路。5 @% T& ^. r6 c1 _3 | ' b# o$ |& _) r& @/ n! S! _（3）特例 9 r# g- c, n1 u$ U( T （p.171）特别地，当使用劣质材料的铜丝时，可能……引起短路事故。 : {. w. @. u, s- X7 _4 e3 ? （p.171）该铣床……只要一起动设备、熔体就熔断且造成电源短路! I4 X' C- ^: E/ L+ P' G （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。, U4 I' m! _6 H3 N; L7 V1 O （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。 & A: B' G, N' [1 s# x （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…… 1 I* o. W# W1 H) } ～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 Y7 N3 g' C+ A4 X 3、后语 1 N) u E* q+ v8 w 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。 9 B7 V) M# s% |& N( m! Q 对文中内容，欢迎提出不同意见。 ' v7 {* _& P* J（放久了的气球 于20071012） - K4 W3 Y6 o! g& U/ y. d$ r其他可参见： . E8 D' Y, w4 i s- ` 细谈《高速走丝电火花线切割机电气原理与维修》之开篇语 |
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