[實用新型]一種等離子微弧氧化中頻電源

有效

• 申請號: 201721302600.9
• 申請日: 2017-10-11
• 公開（公告）號: CN207251486U
• 公開（公告）日: 2018-04-17
• 發明（設計）人: 魏星;閻元翔;魏聚秀
• 申請（專利權）人: 山西聚星辰制動科技有限公司
• 主分類號: H02M5/458
• 分類號: H02M5/458;H02M1/32
• 代理公司: 太原晉科知識產權代理事務所(特殊普通合伙)14110
• 代理人: 王瑞玲

技術領域

本實用新型屬于工業電源領域，具體涉及一種微弧氧化中頻電源。

背景技術

等離子微弧氧化(Plasma Micro Arc oxidation,PMAO)，是通過電解液與相應電參數的組合，在鋁、鎂、鈦及其合金表面依靠弧光放電產生的瞬時高溫高壓作用，生長出以基體金屬氧化物為主的陶瓷膜層，簡稱：微弧氧化。就微弧氧化設備而言，市場上有單脈沖、雙脈沖、中頻電源三大類，究其功率最大不超過300kva。實屬實驗室使用的設備，因其功率太小，不能作為批量生產設備之用。單脈沖設備做出來的膜層從厚度和硬度均不理想，不能作為本產品的耐磨層使用。雙脈沖設備在厚度和硬度上均可以達到本產品使用要求，但功率太小，工作時間太長，成本太高。也不適合批量生產使用。

中頻電源市場上銷售的只是380V50Hz設備，2相用電（會導致電網電壓不平衡，是供電局明文規定不準使用的違規設備）電壓不能變、頻率不能變，這樣做出來東西表面粗糙度很大，需要增加研磨表面的工序，給后期工作帶來了又一復雜工藝，成本增加許多。但是中頻電源的優點是做出來的膜硬度高、膜層厚、生產效率高。

綜上所述，中頻電源為微弧氧化工藝的首選。但要解決它的不足之處。需要重新設計中頻電源的電路。

實用新型內容

本實用新型克服現有技術存在的不足，所要解決的技術問題為：提供一種微弧氧化中頻電源。

為了解決上述技術問題，本實用新型采用的技術方案為：一種等離子微弧氧化中頻電源，其特征在于，包括3線圈12脈波整流變壓器，3相12脈波可控整流器，濾波電路，單相逆變電路，寬頻帶中頻變壓器和可變電容器，所述3線圈12脈波整流變壓器的一次側與380V交流電源連接，所述3線圈12脈波整流變壓器的二次側與所述3相12脈波可控整流器的輸入端連接，所述3相12脈波可控整流器的輸出端經所述濾波電路后與所述單相逆變電路的輸入端連接，所述單相逆變電路的輸出端與所述寬頻帶中頻變壓器的一次側連接，所述寬頻帶中頻變壓器的二次側經所述可變電容器后，與電解池內的陰極和陽極分別連接；所述單相逆變電路包括4個IGBT單元，每個所述IGBT單元中均包括3個IGBT模塊，每個所述IGBT單元中，3個IGBT模塊的集電極均分別經過一個均流電抗器以及與均流電抗器并聯的快速恢復二極管后連接在一起，3個IGBT模塊的發射極直接連接在一起；每個所述IGBT模塊中，集電極和發射極之間連接有壓敏電阻，續流二極管和無感電容器串聯后并聯在所述壓敏電阻兩端，所述續流二極管兩端并聯連接有放電電阻。

所述IGBT模塊為德國 infineon 公司的型號為FZ3600R17HP4-B2的IGBT模塊。

所述壓敏電阻的參數為820V/20kA，所述無感電容器的參數為10μF/1200V，所述快速恢復二極管的參數為500A/1200V。

所述寬頻帶中頻變壓器為晶閘管有載調壓可變電感換流變壓器，通過控制晶閘管的導通來調節二次側的輸出電壓。

所述可變電容器包括多個并聯連接的電容器，每個所述電容器均串聯一個雙向晶閘管來控制其通斷，以調節所述可變電容器的容量。

本實用新型與現有技術相比具有以下有益效果：本實用新型通過將3相380V輸入3 線圈整流變壓器后，得到 Y 、△ 相位差120°的交流電壓，經3相12脈波可控整流器全控整流后得到兩個520V的直流電壓，并聯后得到潔凈的520V直流電源，大大減小了高次諧波污染，再經過單相逆變電路可以得到交流電源，解決了2相用電電網電壓不平衡問題；其中，單相逆變電路包括4個IGBT單元，每個所述IGBT單元中均包括3個并聯的IGBT模塊，大大加大了單相逆變電路的輸出電流，克服了目前大電流IGBT模塊產量小價格昂貴的問題；而且每個IGBT模塊中，設置了由快恢復二極管和無感電容器、電阻組成的尖脈沖吸收電路，以及由均流電抗器形成的IGBT模塊過流保護電路，以及由壓敏電阻形成的過壓保護電路，大大提高了電路的安全性。

此外，本使用新型可以通過模擬量改變IGBT晶閘管的激發脈沖的間隔來改變頻率，通過控制可變電容器中與電容器串聯的雙向晶閘管的通斷來控制輸出電流大小，通過控制與寬頻帶中頻變壓器的線圈連接的晶閘管的導通來調節輸出電壓，可以實現微弧氧化的電壓、頻率調節的工藝需求，使微弧氧化加工做成的產品表面光滑、硬度高、膜層厚。并且總功率可達到750kva~2000kva，降低了生產成本，提高了生產效率。而且，本實用新型的中頻電源為將3相50HZ AC 變單相50~500HZ的變頻電源控制過程操作簡單。

附圖說明