本實用新型專利技術公開了一種新型的等離子切割機引弧控制裝置，包括電流采樣電路、比較器變換電路、IGBT驅動電路和導通變換電路。電流采樣電路通過霍爾傳感器采樣引弧電流，該電流經電阻轉換為電壓信號送到比較器正向輸入端；比較器變換電路為依次級聯的三級濾波電路和正向反饋電路、比較器反向輸入端為穩壓管構成的基準電壓電路；IGBT導通變換為與IGBT并聯的交流電容、IGBT保護電路、IGBT緩沖電路。本實用新型專利技術利用IGBT開關頻率高，響應迅速的特點，實現電路回路阻抗增加來迅速形成引弧電流的切換。對IGBT還設計了保護緩沖電路，提高了設備可靠性，可實現引弧一次成功轉移，克服以往控制電路復雜與響應不夠迅速的不足。引弧轉移控制電路結構簡單、控制方便、成本低、通用性強。（*該技術在2022年保護過期，可自由使用*）
【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及的是一種新型的等離子切割機引弧控制裝置，具體是一種用于等離子切割機產生引導弧的起弧控制電路。
技術介紹
等離子切割是利用高能量密度的等離子弧和高速的等離子流，將融化的金屬從割口處吹走，從而形成連續缺口的一種切割方法。該切割技術具有能量密度高、切割變形小、切割前不需預熱、切割金屬范圍廣等優點，在工業上尤其是制造業中的應用日益廣泛。國內等離子切割技術發展較為緩慢，與德、日、美等發達國家相比，無論是在切割設備、切割方法、數控智能技術等方面都有明顯的差距。隨著中國制造業迅猛發展，加快等離子切割技術的發展具有重要的現實意義。在切割時，等離子需要通過高頻高壓電路引弧，而引弧成功之后，維持電弧就不需要了，可以說引弧是實現等離子切割的關鍵環節，引弧電路設計的好壞在一定程度上決定了切割質量。高頻引弧是指引弧過程中，在電極與工件間加入高頻高壓脈沖信號，通過這個信號來擊穿電極與工件之間的氣隙使電弧引燃。高頻引弧電路結構簡單，引弧性能穩定，成本低，只要設計上考慮周全，結構合理，就具有較高的可靠性，是等離子切割最常用和最可靠的引弧方式。本文專利技術的即為當引導弧形成后對其進行轉換的控制電路，可以迅速將引導弧電纜的引導弧電流輸送至工作電纜。初始階段引導弧電流在遇到極小的阻抗的情況下快速流過引導弧電纜，隨著壓縮空氣從噴嘴中噴射出，在電極(負極)與噴嘴(正極)之間形成高溫焰流；建立初始的引導弧電流之后，控制電路中比較器輸出高電平，通過光耦導通IGBT，使得引弧電路中的阻抗迅速劇增，幫助將電弧轉移至工件，即在電極(負極)與工件(正極)之間形成電弧。采用此引導弧轉移控制電路的等離子切割機具有一次引弧成功率高的特點。經過對現有帶引導弧轉換控制電路的等離子切割機的專利檢索發現，申請(專利)號CN200920068769. 1，帶引導弧切換電路的等離子切割機，描述的帶引導弧切換電路的等離子切割機的電路拓撲復雜而且電路中需要用到4個IGBT，成本昂貴，在工業上大量應用難度高。申請(專利)號200520074420. 0，逆變等離子切割機柔性起弧控制裝置，描述的電路拓撲響應速度不夠迅速，功能和性能較差。綜上所述，現有的引導弧切換電路都無法很好的滿足結構簡單，性能優越，易于應用的要求，但是引導弧切換電路的建立是提高引弧一次成功的必要條件。因此，隨著等離子切割機的應用的不斷擴大，設計一種結構簡單，功能全面，可靠性強的引導弧切換電路已成為本領域技術人員的當務之急。
技術實現思路
本專利技術針對現有技術存在的上述不足，提供一種通過霍爾電流傳感器采樣引弧電流，經過電阻轉換為電壓送到比較器正向輸入端，使得比較器輸出高電平驅動IGBT導通提高電路阻抗，從而形成引導弧轉移的電路，具有結構簡單、控制容易和成本低廉的優點。本專利技術是通過以下技術方案實現的，本專利技術包括電流采樣電路，比較器變換電路，IGBT驅動電路和IGBT導通變換電路，其中比較器變換電路的輸出端通過光耦驅動IGBT導通變換電路。所述的電流采樣電路包括主回路中的霍爾電流傳感采樣引弧電流信號，經過電阻轉換為電壓信號送到比較器正向輸入端。所述的比較器變換電路包括比較器正向輸入端為依次級聯的三級濾波電路和正向反饋電路，比較器反向輸入端為由穩壓管構成的基準電壓電路。所述的第一濾波電路、第二濾波電路和第三濾波電路均為RC濾波器。所述的穩壓管構成的基準電壓電路是指通過穩壓二極管將反向輸入端的輸入電壓鉗位在一個精準不變的電壓值上。所述的IGBT驅動電路的輸入端為比較器變換電路的輸出端，比較器輸出高電平驅動光耦內發光二極管，使之發出一定波長的光，被光探測器接收而產生光電流，再經過進一步放大后輸出。這就完成了電一光一電的轉換，從而起到輸入、輸出、隔離的作用。由于光耦合器輸入輸出間互相隔離，電信號傳輸具有單向性等特點，因而具有良好的電絕緣能力和抗干擾能力。所述的IGBT導通變換電路包括與IGBT并聯的交流電容、IGBT保護電路、IGBT緩沖電路。IGBT緩沖電路中為了防止IGBT集電極和發射極上的浪涌電壓過高，設計了 RCD緩沖電路，旁路高頻浪涌電壓使得IGBT工作在安全工作區域。IGBT柵極的輸入端為光耦輸出的驅動信號，IGBT導通后電路阻抗增加。本專利技術通過以下方式進行工作等離子切割機上電后，初始電流通過電解電容在電極和噴嘴之間產生引導弧，當電流增加到一定值的時候，霍爾電流傳感器采樣到的引弧電流，經過電阻轉換為電壓超過比較器的基準電壓，使得比較器輸出高電平。比較器輸出的高電平通過光耦隔離后送到IGBT的柵極，驅動IGBT導通。與IGBT串聯的大電阻使得引弧電路中的阻抗迅速劇增，幫助將電弧轉移至工件，即在電極與工件之間形成電弧。本專利技術根據等離子切割機引導弧轉移的原理，設計了邏輯控制電路，可以實現引導弧一次成功轉移，克服以往控制電路復雜、響應速度不夠迅速的不足，適合應用于各種功率的等離子切割機。在引導弧完全轉移至工件之前，引導弧存在于電極和噴嘴之間，在操作過程中減少了不必要的引弧電流。降低引弧電流可以降低噴嘴的損耗，有效延長噴嘴的壽命。引導弧轉移控制電路設計結構簡單、構思新穎、控制方便、成本低、通用性強、具有重要的應用價值。附圖說明圖I為本專利技術的電路原理簡圖。圖2為實施例I的比較器變換電路原理圖。 圖3為實施例I的IGBT驅動電路原理圖。圖4為實施例I的IGBT導通變換電路原理圖。具體實施方式下面對本專利技術的實施例作詳細說明，本實施例在以本專利技術技術方案為前提下進行實施，給出了詳細的實施方式和具體的操作過程，但本專利技術的保護范圍不限于下述的實施例。實施例I本實施例包括比較器變換電路(圖2)，IGBT驅動電路(圖3)和IGBT導通變換電路(圖4)，其中比較器變換電路(圖2)的輸出信號通過圖3中的光耦(U2)驅動IGBT導通變換電路(圖4)。所述的比較器變換電路圖2中包括依次級聯的第一濾波電路R2、C1，第二濾波電路R3、C2，第三濾波電路R4、C3 ;基于穩壓二極管LM385的比較器基準電壓鉗位電路；R6、R7、R8、C4、C5組成的反饋電路。 所述的電阻R2、R3、R4為精密電阻，電阻值分別為400K、100K、IOK。所述的電容C1、C2、C3為獨石電容，容值分別為330pF、100pF、330pF。所述的電阻R11、R12為分壓電阻，電阻值分別為2K、1K。LM385BZ-2. 5為微功率二端帶隙穩壓器二極管。通過電阻分壓將基準電壓鉗位在0. 83V。所述的IGBT驅動電路圖3中包括采用了 HCPL-3120的光耦隔離驅動電路。所述的IGBT導通變換電路圖4中包括電解電容C12、C13，IGBT保護電路，IGBT緩沖電路。所述的電解電容C12、C13為鋁電解電容680uF/450V。所述的IGBT保護電路包括圖4中的二極管D7，電阻R16。IGBT的柵極和發射極上并聯反向的二極管D7將輸入的驅動電壓信號鉗位在保證IGBT能夠穩定正常工作的狀態。在IGBT的柵極和發射極上還并聯了 I千歐姆的電阻R19，防止設備在工作振動過程中使得柵極回路斷開，并在不被察覺的情況下給主電路加上電壓而損壞IGBT。所述的IGBT緩沖電路由二極管D3、D4、D5、D6，電解電容C16、電阻Rl7組成，其為了防止IGBT集電極和發射極上的浪本文檔來自技高網...
【技術保護點】
一種新型的等離子切割機引弧控制裝置，包括：電流采樣電路，比較器變換電路，IGBT驅動電路和IGBT導通變換電路，其特征是，電流采樣電路采樣電流信號，經電阻轉換為電壓信號送到比較器變換電路正向輸入端，比較器變換電路的輸出端通過光耦驅動IGBT導通變換電路。
【技術特征摘要】
【專利技術屬性】
技術研發人員：周祎隆，其他發明人請求不公開姓名，
申請(專利權)人：周祎隆，王曉虹，
類型：實用新型
國別省市：
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