[实用新型]一种新型弧压跟踪电路

说明书

技术领域

本实用新型属于一种数据采集电路，具体是应用于高频等离子切割机弧压反馈控制的弧压跟踪电路。

背景技术

在自动化生产中，等离子数控切割已成为机械加工的重要手段之一。等离子切割是以高温、高速的等离子弧为热源，将被切割的金属或非金属局部熔化，同时以高速气流将熔化的金属或非金属吹走而形成狭窄切口。其中等离子电源用来产生切割用电压，为恒流特性。在切割过程中等离子切割枪与高度距离控制很重要，会直接影响切割质量。

如图1所示，传统弧压跟踪电路主要是通过电阻分压的方式获得弧压输出，进行弧压跟踪检测，虽然电路简单成本低，但存在控制精度低，控制高度范围波动大的缺点。

发明内容

本实用新型的目的在于提供一种新型弧压跟踪电路，使用滤波、PI调节控制弧压波动变化，使用线性光耦实现切割机与数控系统电气隔离，旨在解决传统弧压反馈电路波动范围大、可调范围窄的问题。

为达到以上目的，本实用新型采用了如下技术方案：本新型弧压跟踪电路，包括分压单元，还包括第一滤波器、第二滤波器、PI调节单元、隔离转换单元及滤波输出单元；第一滤波器、分压单元、第二滤波器、PI调节单元、隔离转换单元及滤波输出单元依次连接。

所述PI调节单元包括电阻R8、R9，电容C4及运算放大器U1B，运算放大器U1B的负极输入端经电阻R8与第二滤波器连接，电阻R9、电容C4并联后连接在运算放大器U1B的负极输入端与运算放大器U1B的输出端之间，运算放大器U1B的输出端与隔离转换单元连接。

所述隔离转换单元包括比较器U1A和线性光耦隔离器U2；比较器U1A的正极输入端经电阻R10与PI调节单元连接，输出端依次经电阻R12及二极管D1后连接至线性光耦隔离器U2的输入端；线性光耦隔离器U2的输出端与滤波输出单元连接。

所述滤波输出单元包括运算放大器U3B、电阻R14及二阶低通滤波电路；运算放大器U3B的正极输入端经电阻R14与隔离转换单元连接，负极输入端连接到运算放大器U3B的输出端；运算放大器U3B的输出端经二阶低通滤波电路后进行输出。

所述分压单元包括并联电阻R3、R4及R5，以及与电阻R3串联的可调电阻VR1。

所述第一滤波器包括相连接的LC滤波电路及共模扼流线圈T1，共模扼流线圈T1与分压单元连接。

所述第二滤波器包括电阻R6、电阻R7及电容C3，电阻R6与电容C3串联后与分压单元连接，电阻R7连接在电阻R6与电容C3串联节点、地线之间。

本实用新型的原理如下：当切割机切割时，第一滤波器和第二滤波器滤除高频干扰信号，分压单元对弧压分压取得50∶1的分压信号，由PI调节单元对分压信号进行PI调节，隔离转换单元对经PI调节后的信号进行隔离转换，最后由滤波输出单元对隔离转换后的信号进行滤波输出。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：前级使用LC滤波消除弧压输入端的高频谐波信号，电阻分压取得弧压信号；再经过PI调节其灵敏度，使用线性光耦进行隔离输出，最后进行有源滤波输出给数控系统。有效地克服了传统弧压反馈电路的不足，实现了切割机与数控系统电气隔离；具有采样精度高、性能稳定可靠等特点。

附图说明

图1为传统弧压跟踪电路图；

图2为本实用新型弧压跟踪电路图。

具体实施方式

以下结合附图和实施方式，来进一步说明本实用新型，但本实用新型不局限于这些实施方式，任何在本实用新型基本精神上的改进或替代，仍属于本实用新型权利要求书中所要求的保护范围。

实施例

参阅图2，本实用新型弧压跟踪电路包括依次连接的第一滤波器、分压单元、第二滤波器、PI调节单元、隔离转换单元及滤波输出单元，第一滤波器与弧压输入端连接，滤波输出单元与弧压输出端连接。

第一滤波器主要由电感L1、电感L2、电容C1、电容C2及共模扼流线圈T1组成。电感L1、电感L2、电容C1及电容C2组成LC滤波电路，共模扼流线圈T1对共模干扰具有抑制作用。

分压单元包括R1、R2，并联电阻R3、R4及R5，以及与电阻R3串联的可调电阻VR1，分压单元对弧压分压后取得50：1的信号。

第二滤波器包括电阻R6、电阻R7及电容C3，电阻R6与电容C3串联后与分压单元连接，电阻R7连接在电阻R6与电容C3串联节点、地线之间；并从电容C3与分压单元的连接节点引出第二滤波器的输出端，连接至PI调节单元。第一滤波器与第二滤波器都是为了滤除高频干扰信号。