[發明專利]全數字強功率等離子弧精細化切割系統

有效

• 申請號: 201310513773.5
• 申請日: 2013-10-25
• 公開（公告）號: CN103551716A
• 公開（公告）日: 2014-02-05
• 發明（設計）人: 王振民;方小鑫;張新;馮允樑
• 申請（專利權）人: 華南理工大學
• 主分類號: B23K10/00
• 分類號: B23K10/00
• 代理公司: 廣州市華學知識產權代理有限公司 44245
• 代理人: 梁瑩;李衛東

1.一種全數字強功率等離子弧精細化切割系統，其特征在于：其輸入端與三相交流輸入電源連接；包括功率電路、控制電路、高頻引弧模塊、耦合電抗模塊、等離子弧切割槍、冷卻系統、壓縮空氣系統以及切割行走機構；所述高頻引弧模塊、耦合電抗模塊和等離子弧切割槍依次連接；所述控制電路分別與三相交流輸入電源、功率電路、高頻引弧模塊連接；所述冷卻系統、壓縮空氣系統和切割行走機構的輸入端均與控制電路連接，輸出端均與等離子弧切割槍連接；所述功率電路的一端與三相交流輸入電源連接，另一端與耦合電抗模塊連接。

2.根據權利要求1所述的全數字強功率等離子弧精細化切割系統，其特征在于：所述功率電路由兩組結構相同的功率模塊一和功率模塊二并聯而成；所述功率模塊一和功率模塊二均由整流濾波模塊、軟啟動模塊、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。

3.根據權利要求2所述的全數字強功率等離子弧精細化切割系統，其特征在于：所述功率電路的一端與三相交流輸入電源連接，另一端與耦合電抗模塊連接是指功率模塊一和功率模塊二中的整流濾波模塊與三相交流輸入電源連接，整流平滑模塊與耦合電抗模塊連接；所述控制電路分別與功率模塊一和功率模塊二中的軟啟動模塊連接。

4.根據權利要求2所述的全數字強功率等離子弧精細化切割系統，其特征在于：所述高頻逆變模塊采用半橋逆變拓撲結構或全橋逆變拓撲結構；所述高頻逆變模塊采用軟開關工作模式或者硬開關工作模式實現功率換流。

5.根據權利要求2所述的全數字強功率等離子弧精細化切割系統，其特征在于：所述控制電路包括ARM最小系統；依次連接的峰值電流檢測模塊一、脈寬調制模塊一和高頻驅動模塊一；依次連接的峰值電流檢測模塊二、脈寬調制模塊二和高頻驅動模塊二；分別與ARM最小系統連接的故障檢測模塊、可視化人機交互模塊、通信模塊和繼電器控制模塊；電流電壓檢測模塊一以及電流電壓檢測模塊二；

其中，所述脈寬調制模塊一和脈寬調制模塊二均與ARM最小系統連接；所述高頻驅動模塊一與功率模塊一連接，功率模塊一與峰值電流檢測模塊一連接，同時功率模塊一通過電流電壓檢測模塊一與ARM最小系統連接；所述高頻驅動模塊二與功率模塊二連接，功率模塊二與峰值電流檢測模塊二連接，同時功率模塊二通過電流電壓檢測模塊二與ARM最小系統連接。

6.根據權利要求5所述的全數字強功率等離子弧精細化切割系統，其特征在于：所述繼電器控制模塊分別與高頻引弧模塊、冷卻系統、壓縮空氣系統以及切割行走機構連接，以實現控制高頻引弧模塊、冷卻系統、壓縮空氣系統以及切割行走機構的工作。

7.根據權利要求5所述的全數字強功率等離子弧精細化切割系統，其特征在于：所述高頻驅動模塊一與功率模塊一的高頻逆變模塊連接，功率模塊一的功率變壓模塊與峰值電流檢測模塊一連接，同時功率模塊一的整流平滑模塊通過電流電壓檢測模塊一與ARM最小系統連接，用于將功率模塊一的電流電壓信號通過電流電壓檢測模塊一反饋到ARM最小系統；所述高頻驅動模塊二與功率模塊二的高頻逆變模塊連接，功率模塊二的功率變壓模塊與峰值電流檢測模塊二連接，同時功率模塊二的整流平滑模塊通過電流電壓檢測模塊二與ARM最小系統連接，用于將功率模塊二的電流電壓信號通過電流電壓檢測模塊二反饋到ARM最小系統。

8.根據權利要求5所述的全數字強功率等離子弧精細化切割系統，其特征在于：所述ARM最小系統由型號為TM4C123GH6PGE的ARM芯片、芯片供電電源、ADC供電電源、晶振振蕩電路、復位電路以及JTAG調制接口通過外圍電路連接組成。

9.根據權利要求5所述的全數字強功率等離子弧精細化切割系統，其特征在于：所述可視化人機交互模塊包括ARM微控制系統，分別與ARM微控制系統連接的RA8875驅動電路、供電模塊、通信接口電路、SD卡存儲接口電路和USB接口電路，以及顯示模塊；所述顯示模塊為觸摸屏并與RA8875驅動電路連接。