[发明专利]一种等离子切割电源的引导弧电流电路

说明书

所属技术领域

本发明涉及的是一种等离子切割电源，尤其是其中产生引导弧电流的电路。

背景技术

在现有技术中，等离子切割电源产生等离子引导弧电流的电路采用的是单电感续流结构。由于电感量较小，储存的电能不够大，在触发等离子引导弧的高频小电流过零或切断后，等离子引导弧会发生断弧，无法转移成正常等离子切割电弧。为了提高等离子引导弧电流的稳定性，需要采用增大切割弧主电路电抗器电感量的解决方案或者延长引导弧触发电路高频放电时间的解决方案。在上述第一种方案中，由于等离子引导弧电流很小，易断弧，等离子切割弧电流值是引导弧电流值3倍以上，为了提高小电流引导弧稳定性而增大主电路大电流电抗器电感量是不合理的，造成了主电路铁磁材料和导电体材料的浪费。在上述第二种方案中，高频放电强度的增大、高频放电时间的延长，都会带来更大的高频干扰，对人身和设备的安全造成损害。

发明内容

本发明针对现有技术的不足，提供一种稳定性强、引弧成功率高、消耗铁磁材料和导电体材料低、减低高频干扰的等离子引导弧电流电路。

本发明采用的解决方案：

该等离子切割电源的引导弧电流电路包括逆变及整流电路(1)、引导弧及切割弧控制电路(2)、引导弧续流电路(3)。

所述的逆变及整流电路(1)，包括三相输入整流电路(13)、IGBT逆变桥式电路(12)、中频变压器(14)、FRD快恢复整流输出电路(15)，IGBT逆变桥式电路(12)输入端经三相输入整流电路(13)与三相输入电源连接，IGBT逆变桥式电路输出端接中频变压器(14)的初级绕组，中频变压器(14)的次级绕组接在FRD快恢复整流输出电路(15)，整流输出电路(15)的负极输出通过引导弧续流电路(3)接到割炬负电极(4)，整流输出电路(15)的正极输出通过引导弧及切割弧控制电路(2)、引导弧续流电路(3)接到割炬正电喷嘴(5)和被切割工件(6)上。构成具有下降外特性的等离子切割电源的等离子引导弧电流电路。

所述的引导弧及切割弧控制电路(2)，包括CGQ霍尔电流传感器(9)、引导弧开关电路(10)、逆变器导通宽度调节及电流反馈控制电路(11)。调节逆变器导通宽度及电流反馈的信号引出后接到逆变及整流电路(1)，进行闭环反馈控制。整流输出电路(15)的正极输出分成两路进入霍尔电流传感器(9)，第一路通过霍尔电流传感器(9)接到被切割工件(6)，第二路通过引导弧开关电路(10)、霍尔电流传感器(9)、引导弧续流电路(3)接到割炬正电喷嘴(5)。

所述的引导弧续流电路(3)，包括双电感叠加式电抗器(8)、割炬负电极(4)、割炬正电喷嘴(5)、引导弧触发电路(7)，双电感叠加式电抗器(8)的两组电感输出分别和割炬负电极(4)、割炬正电喷嘴(5)连接，引导弧触发器(7)的输出端直接与割炬负电极(4)、割炬正电喷嘴(5)连接。

所述的引导弧续流电路(3)设有双电感叠加式电抗器(8)，是由切割弧电流主电路现有的电抗器铁芯上绕制两组电感L1、L2构成，L1是只能流过25安培以下引导弧小电流的电感，用截面积较小的导体在铁芯上绕制70～90匝，电感量较大，达到2～3mh，L2是既能流过100安培以上切割弧大电流又能流过25安培以下引导弧小电流的电感，用截面积较大的导体在铁芯上绕制15～25匝，电感量较小，仅有0.1～0.3mh，电感L1和电感L2共用同一个口字形硅钢片组成的磁路，按照极性端同向的接法，两组电感L1、L2在共用铁芯磁体产生的磁通方向一致，在引导弧生成过程，电感L1和电感L2产生的磁通正向叠加，总电感量达到最大值L1+L2，作为以磁的形式储存电能的双电感叠加式电抗器，电感量越大储存电能也就越多，符合引导弧因电流小需要用大电感续流保持不断弧的条件，在引导弧转移成切割弧后，引导弧电流被引导弧开关电路(10)自动切断，电感L1停止工作，只留下单电感L2连接在切割弧电流主电路，回路电感值最小，符合切割弧因电流大仅用小电感就能够续流的条件，叠加的双电感为引导弧的形成提供了足够大的储能续流通路，保证等离子引导弧电流不断弧，当引导弧触发器(7)输出的高频弧小电流切断后，瞬间被触发的等离子引导弧电流仍能在割炬负电极(4)和正电喷嘴(5)之间空气隙形成的等离子体通道上流通，电流保持恒定平稳，最后形成电流恒定的等离子切割弧。