[實用新型]一種LGK式逆變等離子切割電源

無效

• 申請號: 200620154523.2
• 申請日: 2006-12-08
• 公開（公告）號: CN201002169Y
• 公開（公告）日: 2008-01-09
• 發明（設計）人: 黃石生;王振民;凌德怡;陳毅丹
• 申請（專利權）人: 華南理工大學
• 主分類號: B23K10/00
• 分類號: B23K10/00;H02M7/48;H02M7/537;H02H7/122;H05H1/36
• 代理公司: 廣州市華學知識產權代理有限公司
• 代理人: 李衛東;羅觀祥

技術領域

本實用新型涉及高頻逆變技術領域，具體是指一種LGK式逆變等離子切割電源。

背景技術

目前，在切割電源領域，由于其工藝所需要的電壓大、大功率，國內外傳統的切割電源主要以硅整流和晶閘管整流式為主，整流式電源工作相對可靠，技術上也比較成熟，但設備體積龐大、笨重、能耗低、效率低，且由于其結構原因，動靜態特性方面也不夠理想。

發明內容

本實用新型的目的就是為了解決上述現有技術中存在的不足之處，提供一種LGK式逆變等離子切割電源。該電源設備體積、質量小，效率高，節能效果明顯，并具有良好的動特性。

本實用新型的目的通過如下技術方案實現：所述一種LGK式逆變等離子切割電源，包括機箱和內置電路，所述內置電路包括主電路、外環均值電流閉環控制電路組成，所述主電路包括整流濾波模塊、高頻逆變模塊、功率變壓模塊和整流平滑模塊依次連接組成，所述整流濾波模塊外接三相交流輸入電源，所述整流平滑模塊外接負載；所述外環均值電流閉環控制電路包括電流電壓檢測模塊、比較器、單片機控制模塊、脈寬調制模塊和高頻驅動模塊依次連接組成，所述電流電壓檢測模塊還與負載相連接，所述高頻驅動模塊還與高頻逆變模塊相連接，所述比較器的輸入端還連接有脈沖參數給定模塊，所述比較器的輸出端還與脈寬調制模塊相連接。

為了更好地實現本實用新型，所述主電路包括安全保護電路，所述安全保護電路包括網壓檢測模塊、電壓保護模塊、溫度檢測模塊、過熱保護模塊構成，所述網壓檢測模塊外接三相交流電源，所述電壓保擴模塊分別與脈寬調制模塊、單片機控制模塊相連接；所述溫度檢測模塊分別與高頻逆變模塊、過熱保護模塊相連接，所述過熱保護模塊與脈寬調制模塊相連接；所述單片機控制模塊分別連接有外圍參數輸入顯示模塊、高頻引弧模塊，所述高頻引弧模塊與負載相連接。

本實用新型的設計原理為：首先，逆變技術大幅度的提高電源的頻率使得電源中的主變壓器的體積，質量的到大幅度的減小，同時還由于電子功率器件工作于開關狀態，變壓器等可以采用鐵損很小的磁芯材料，所于效率很高。主電路中由于存在電容，功率因數得到很大提高，節能效果明顯。又由于工作頻率很高，主電路中濾波電感值小，電磁慣性小，易于獲得良好的動特性。此外，逆變切割電源由于采用逆變技術，從而使其反應靈敏，可控性好。本實用新型運用IGBT大功率轉換器，三相380V交流電經全橋整流濾波形成直流電，通過IGBT逆變部件轉換成20KHz以上的高頻交流脈沖，經高頻降壓后由快速整流管、電抗器整流為切割用的直流電源。系統中，專用控制器用于基于電壓/電流反饋的IGBT逆變預測控制，以確保系統可靠工作；單片機用于外圍監控和人機對話處理。

本實用新型為LGK式逆變等離子切割電源，主電路采用半橋式或全橋逆變拓撲，視功率而定。引弧都采用高頻引弧。脈寬調制是通過誤差放大器放大，在與基準給定值進行比較，而產生兩組相互推挽的驅動信號，來控制功率逆變開關管按照一定的時序導通與關閉，實現直流交流轉變。電流反饋是在負載電流輸出端用霍爾元件檢測輸出電流，得到采樣信號，經過放大、比較，再輸送到脈寬調制模塊，來改變功率管的導通與截至時間，起到了對占空比的調節，實現功率調整的目的，使輸出能量穩定。

本實用新型與現有技術相比，具有如下優點和有益效果：

1、本實用新型采用單片機進行檢測反饋控制，并用來實現外圍監控與人機對話，使得電源的面板操作更方便簡潔，更人性化。

2、本實用新型采用高頻引弧模塊控制引弧，實現非接觸引弧，避免了電極的污染，延長使用壽命。

3、本實用新型采用高功率開關管與脈寬調制芯片實現直流與交流的轉變，使得電流頻率大幅度提高，變壓器體積、質量得到大幅度減小，控制也變得更加靈敏，動特性得到很大改善。總之，使得切割電源的整體性發生了質的飛躍。

附圖說明

圖1是本實用新型內置電路方框圖；

圖2是本實用新型的主電路原理圖；

圖3是本實用新型的脈寬調制模塊和高頻驅動模塊的電路原理圖；

圖4是本實用新型的單片機控制模塊的電路原理圖；

圖5是本實用新型的高頻引弧模塊的電路原理圖；

圖6是本實用新型的高頻逆變模塊的電路原理圖；

圖7是本實用新型的整流濾波模塊的電路原理圖。

具體實施方式

下面結合附圖和實施例，對本實用新型做進一步的詳細說明，但本實用新型的實現方式并不限于此。