[发明专利]一种模块化等离子电源

说明书

本发明公开了一种模块化等离子电源，包括功率整流模块(AC/DC)、高效功率斩波模块及模块显示单元、西门子PLC总控装置、触摸屏人机交互控制及显示、输出滤波等部分组成。输入三相电由功率整流模块，输出直流母线电压。直流母线电压经由4个独立单只IGBT高效斩波模块，PWM恒流调节后，经过滤波电感输出，供给负载等离子发生器使用。具有简单高效的拓扑结构、小体积、高效的模块化标准化特性，因而可大大提高电源转换效率；全模块化的设计理念使得安装、拆卸、维护方便，大触摸屏人机交互、全面、精准的故障点定位使得维护快捷。4模块设计，一个模块故障的情况下，剩余3模块仍然可以稳定运行的冗余及容错设计，提高系统的可靠性。

技术领域

本发明涉及一种等离子电源，特别涉及一种高效模块化等离子电源。

背景技术

随着等离子技术的发展，越来越多的领域采用等离子来实现点火或者燃烧，由于不同的工况和工艺要求，需要的等离子点火功率不同，等离子电源是等离子系统关键部分也是成本占据最多的部分。等离子系统运行中，等离子电源为等离子炬提供持续、稳定、可靠的电能。

等离子系统在电厂、危废、固废、垃圾发电等应用领域，都会定期维护、能耗记录、故障排查，特别是在有故障的情况下，故障排除的精确定位、安装、拆卸方便的重要性就凸显出来。

针对以上应用需求，开发出本发明高效模块化等离子电源，尤为迫切。

发明内容

本发明的目的是提供一种模块化等离子电源，解决电源转换效率不高、系统的可靠性不够且维护不便问题。

本发明解决技术问题所采用的技术方案是，一种模块化等离子电源，包括简单高效拓扑结构、功率整流模块(AC/DC模块)、高效功率斩波模块及模块显示单元、西门子PLC总控装置、触摸屏人机交互控制及显示、输出滤波等部分组成。输入三相电由功率整流模块(AC/DC模块)整流，输出的直流母线电压。直流母线电压再经由4个独立单只IGBT高效斩波模块，PWM恒流调节后，经过滤波电感输出，供给负载等离子发生器使用。

进一步，所述的高效一级拓扑结构，采用简单的BUCK电路一级拓扑结构设计，拓扑结构简单、维护方便、快捷、成本低、效率高、全模块化。

进一步，所述的功率整流模块(AC/DC模块)，整流模块将整流环节全模块化，外部交流输入，输入滤波、压敏吸收、三相独立整流桥整流、整流输出直流滤波。显示表显示、过温报警、熔断报警，集成于一个机箱。体积小巧，功率密度高，工艺整洁。外观漂亮，美观。三相进线，直流出线布局合理美观，接线方便。

进一步，所述的高效功率斩波模块及模块显示单元，利用单只IGBT作为功率斩波器件，将整流模块后的直流电压通过单只IGBT进行斩波控制，输出经过滤波后得到所需直流电压。这种方案采用恒电流模式的PWM占空比控制方式，实现较为简单，IGBT开关损耗和电路损耗较小，整机输出效率显著提高。斩波模块显示单元可以精确定位工作状态和运行状态。

进一步，所述的西门子PLC总控装置，采用西门子PLC作为主控单元，加之扩展的2个AD模块实现整机的控制、采集、通讯显示等。总控只需要给定总电流设定值即可，减轻了主动单元的程序量，使得总控独立、简单、可靠。使得整机体积小、成本低。

进一步，所述的触摸屏人机交互控制及显示，采用10寸触摸屏与主控PLC进行人机交互，直观、简单、清晰。如设定值快捷键一键设定，各个阶段运行状态指示灯闪动态显示，各个模块运行电流与工作状态独立、故障与否精确显示。

进一步，所述的输出滤波，采用铁芯电感滤波、体积小、电感量小、成本低、节省空间。