[實用新型]一種斬波式等離子弧切割的電源電路

有效

• 申請號: 201320230408.9
• 申請日: 2013-04-28
• 公開（公告）號: CN203261232U
• 公開（公告）日: 2013-10-30
• 發明（設計）人: 鐘和清;鄧禹;林磊;林樺;王興偉;蔡濤
• 申請（專利權）人: 華中科技大學
• 主分類號: H02M1/42
• 分類號: H02M1/42;H02J3/01
• 代理公司: 華中科技大學專利中心 42201
• 代理人: 朱仁玲

技術領域

本實用新型屬于等離子弧切割技術領域，更具體地，涉及一種斬波式等離子弧切割的電源電路。

背景技術

空氣等離子弧切割是一種熱切割技術，利用等離子弧的高溫將被切金屬局部熔化并蒸發，同時借助高速等離子氣流將已經熔化的金屬吹離母材，從而形成狹窄切口。等離子弧柱溫度高，遠遠超過所有金屬的熔點，可以切割任何黑色和有色金屬材料，使用范圍廣。

等離子弧切割電源作為等離子切割設備的核心，對電源的要求越來越高，除具有陡降的恒流源特性外，電源功率要求更大，滿足切割更厚金屬板材的需求；電源設備能“綠色”用電，減小對電網的諧波污染。

傳統的切割電源主要以硅整流和晶閘管整流式為主，設備體積龐大笨重，動靜態特性也不夠理想。隨著電力電子元件性能和控制技術的提高，等離子弧切割電源有了很大發展，在各類新型拓撲中，斬波式具有結構簡單，功率大，開關頻率高，控制特性好，可靠性高的優點，獲得了廣泛的應用。但斬波式通常由三相交流電經工頻變壓器降壓，采用不控整流后在濾波電容上得到直流電壓，通過IGBT開關管進行高頻斬波，大功率電感濾波后得到特性優良的恒流電流，供給切割電弧。

由于斬波式切割電源輸入交流電是不控整流方式，這種整流電路只有在輸入電壓的絕對值大于電容電壓時才會有電流的輸入，因而使得輸入電流成為一種不連續的近似為脈沖式的波形，功率因數低，而且這種波形畸變嚴重，含有大量的諧波成分，對電網造成諧波污染。

目前的等離切割電源輸出電流多為30～200A，一般功率在30KW以下，不能滿足切割厚板材的要求。

實用新型內容

針對現有技術的缺陷，本實用新型提供了一種斬波式等離子弧切割的電源電路，旨在解決現有技術提供的電源電路功率因數低、含有大量的諧波成分會對電網造成諧波污染的問題。

為實現上述目的，本實用新型提供了一種斬波式等離子弧切割的電源電路，包括多繞組變壓器、至少兩路整流電路和至少兩路斬波電路；所述多繞組變壓器包括一組輸入繞組和至少兩組輸出繞組，所述輸入繞組為星形繞組或三角形繞組，兩組輸出繞組中一組輸出繞組為星形繞組，另一組輸出繞組為三角形繞組；所述輸入繞組用于連接三相電源，所述兩組輸出繞組分別連接兩路整流電路，兩路整流電路分別連接兩路斬波電路，兩路斬波電路的輸出并聯并用于連接負載。

更進一步地，兩組輸出繞組三相交流電壓相位差為30度；一組輸出繞組的相電壓為另一組輸出繞組的相電壓的倍。

本實用新型還提供了一種斬波式等離子弧切割的電源電路，包括多繞組變壓器、四路整流電路和四路斬波電路；所述多繞組變壓器包括一組輸入繞組和四組輸出繞組，所述輸入繞組為星形繞組或三角形繞組，四組輸出繞組中第一輸出繞組為三角形繞組，第二輸出繞組為星形繞組，第三輸出繞組為三角形繞組，第四輸出繞組為星形繞組；所述輸入繞組用于連接三相電源，第一輸出繞組連接第一整流電路，第一整流電路連接第一斬波電路；第二輸出繞組連接第二整流電路，第二整流電路連接第二斬波電路；第三輸出繞組連接第三整流電路，第三整流電路連接第三斬波電路；第四輸出繞組連接第四整流電路，第四整流電路連接第四斬波電路；第一斬波電路、第二斬波電路、第三斬波電路和第四斬波電路的輸出并聯且用于連接負載。

更進一步地，所述第一輸出繞組和所述第二輸出繞組之間的三相交流電壓相位差為30度；所述第三輸出繞組和所述第四輸出繞組之間的三相交流電壓相位差為30度。

更進一步地，所述第一輸出繞組的相電壓為第二輸出繞組的相電壓的倍；所述第三輸出繞組的相電壓為第四輸出繞組的相電壓的倍。

更進一步地，所述星形繞組中a相繞組的a1端、b相繞組的b1端和c相繞組的c1端相連接。

更進一步地，所述三角形繞組中a相繞組的a1端和b相繞組的b2端相連接，b相繞組的b1端和c相繞組的c2端相連接，c相繞組的c1端和a相繞組的a2端相連接。

更進一步地，所述整流電路包括整流橋模塊，以及并聯在所述整流橋模塊輸出端的儲能濾波電容C1。