[發明專利]一種基于移相全橋的逆變式電弧噴涂電源

在審

• 申請號: 201410284661.1
• 申請日: 2014-06-23
• 公開（公告）號: CN104038071A
• 公開（公告）日: 2014-09-10
• 發明（設計）人: 魏少翀;吳樹輝;陳乃富;陳國星;尹嵩;覃恩偉;胡金力;黃騫;葉林;劉澤坤;史一嶺
• 申請（專利權）人: 蘇州熱工研究院有限公司
• 主分類號: H02M3/335
• 分類號: H02M3/335;H02M7/5387;B05B5/06
• 代理公司: 蘇州創元專利商標事務所有限公司 32103
• 代理人: 孫仿衛;汪青

技術領域

本發明涉及表面工程熱噴涂領域，特別涉及一種基于移相全橋的逆變式電弧噴涂電源。

背景技術

電弧噴涂技術是一種經濟、適用范圍廣、施工靈活、高效率的熱噴涂方法，是一種在工業領域廣泛應用的表面改性技術。隨著電弧噴涂設備的不斷改進，噴涂工藝得到了提升，電弧噴涂技術迎來了新的發展。

電弧噴涂的基本原理是將電弧噴涂電源加在兩根連續送進的金屬絲之間從而形成電弧，電弧的熱量將金屬熔化，利用壓縮空氣將熔化的金屬霧化成微熔滴，高速噴向工件表面形成涂層。該涂層在不改變工件基體材料性能的基礎上，可以大幅提升工件綜合性能如耐磨、防腐、抗氧化、隔熱等。

傳統電弧噴涂電源采用工頻變壓器降壓，整流輸出恒壓直流電的拓撲，優點是結構簡單，但其存在的問題較多，主要有以下幾點：1.由于變壓器工作在工頻狀態，電源體積大，質量重，不利于現場尤其是復雜工況下的施工，制約了電弧噴涂技術的應用。2.整機采用無反饋的開環控制，無法對輸出電流進行跟蹤控制，實際使用時電流波動非常大，嚴重降低了電弧噴涂涂層的質量。3.輸出電壓的調節通過變壓器抽頭實現，通常分幾個檔位，并非無極調節，對于不同的噴涂材料無法準確的輸出最優噴涂電壓，影響了噴涂質量。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是克服現有技術的不足，提供一種基于移相全橋的逆變式電弧噴涂電源，從結構及控制方式上解決了傳統噴涂機體積大、質量重、無反饋控制、無法準確控制輸出電壓等缺點，在縮小整機大小的基礎上，提高了性能，優化了噴涂質量。

為解決以上技術問題，本發明采用如下技術方案：

一種基于移相全橋的逆變式電弧噴涂電源，包括依次連接的第一整流電路、第一濾波電路、全橋電路、高頻變壓器T、第二整流電路和第二濾波電路，其中：

所述第一整流電路連接到三相交流輸入；

所述第二濾波電路連接到電弧噴槍；

所述第一濾波電路包括串聯連接在所述第一整流電路兩端的電感L和電容C；

所述全橋電路包括第一開關管Q₁、第二開關管Q₂、第三開關管Q₃、第四開關管Q₄，所述第一開關管Q₁和所述第三開關管Q₃串聯后并聯連接在所述電容C兩端，所述第二開關管Q₂和所述第四開關管Q₄串聯后也并聯連接在所述電容C兩端；

所述逆變式電弧噴涂電源還包括輔助控制模塊，用于控制所述全橋電路工作；

所述輔助控制模塊包括依次連接的輸出采樣電路、PI調節電路、PWM控制器，

所述輸出采樣電路連接到所述電弧噴槍，用于采集所述電弧噴槍的輸出電壓和輸出電流；

所述PI調節電路用于將電壓反饋值與預設電壓參考值比較后進行PI運算，輸出信號，其中，所述電壓反饋值為所述輸出采樣電路采集到的所述電弧噴槍的輸出電壓；

所述PWM控制器用于將所述PI調節電路輸出的信號與所述PWM控制器產生的調制波信號進行比較，改變所述PWM控制器輸出脈沖信號的寬度，輸出脈沖信號，所述脈沖信號用于控制所述全橋電路工作。

所述全橋電路還包括二極管D₁、二極管D₂、電容C₁和電容C₃，所述二極管D₁并聯在所述第一開關管Q₁的兩端；所述電容C₁也并聯在所述第一開關管Q₁的兩端；所述二極管D₂并聯在所述第三開關管Q₃的兩端；所述電容C₃也并聯在所述第三開關管Q₃的兩端。

所述第一開關管Q₁和所述第三開關管Q₃均為絕緣柵雙極型晶體管。

所述第二開關管Q₂和所述第四開關管Q₄均為逆阻型絕緣柵雙極型晶體管。

本發明的全橋電路，基于移相控制，實現零電壓零電流開關（ZVZCS）。

本發明的所述逆變式電弧噴涂電源還包括輔助保護模塊，用于保護所述逆變式電弧噴涂電源的安全；

所述輔助保護模塊包括依次連接的檢測電路和單片機控制及保護模塊，其中：

所述檢測電路連接到所述電弧噴槍，用于檢測所述逆變式電弧噴涂電源的工作狀態，輸出信號；