[發明專利]雙電壓等離子切割機導弧控制方法和裝置

在審

• 申請號: 202011171630.7
• 申請日: 2020-10-28
• 公開（公告）號: CN112475568A
• 公開（公告）日: 2021-03-12
• 發明（設計）人: 不公告發明人
• 申請（專利權）人: 上海滬工焊接集團股份有限公司
• 主分類號: B23K10/00
• 分類號: B23K10/00
• 代理公司: 北京維正專利代理有限公司 11508
• 代理人: 謝緒寧;薛赟

本申請涉及一種雙電壓等離子切割機導弧控制方法和裝置，方法包括以下步驟：MCU控制系統檢測輸入電壓值，進行自動識別判斷輸入電網模式；并根據輸入電壓檢測電路的采樣值鎖定電源供給模式：當MCU控制系統檢測到切割機驅動功率采樣電路的采樣值小于第一預設值時，判斷為空載模式；當MCU控制系統檢測到切割機驅動功率采樣電路的采樣值大于第二預設值時，判斷為導弧模式；當MCU控制系統檢測到切割機驅動功率采樣電路的采樣值在導弧模式下，且大于第三預設值時，判斷為進入切割模式。本申請具有減少輸出采樣器件，降低生產設計成本的效果。

技術領域

本申請涉及切割機技術領域，尤其是涉及一種雙電壓等離子切割機導弧控制方法和裝置。

背景技術

目前公知的國內逆變等離子切割機電源設備，其基本工作原理：交流市電輸入電壓通過整流濾波后得到直流電壓；再通過功率器件IGBT一次逆變將直流電壓逆變成中頻交流電壓；中頻交流電壓施加到逆變變壓器的初級進行中頻變壓器隔離降壓；降壓后的交流電壓經快恢復二極管整流后得到適合切割使用的直流電；再利用氣體作為導電介質，通過專用電路將割炬中氣體電離形成高溫高速的等離子弧及其焰流來熔化金屬，最終移動割炬對各種金屬進行切割。常用逆變等離子弧切割機主要由功率電路、氣路及割炬組成。

市場也有一些雙電壓的空氣等離子切割機電源，但整體采用多種器件實現控制，特別是輸出電流采樣和導弧控制采樣上的控制方式十分復雜；相當不經濟。在電壓選擇上受到一定的限制和存在一定的設計隱患；特別是在負載狀態在，輸入電壓切換時，沒有可靠的控制方法和保護電路，可靠性極低。

發明內容

為了減少輸出采樣器件，提高產品的可靠性，本申請提供一種雙電壓等離子切割機導弧控制方法和裝置。

第一方面，本申請提供一種雙電壓等離子切割機導弧控制方法，采用如下的技術方案：

一種雙電壓等離子切割機導弧控制方法，輸入交流電經過處理后通過功率器件IGBT逆變輸出高頻交流電再經過高頻變壓器隔離降壓；降壓后的交流電壓經整流后得到適合切割使用的直流電；再利用氣體作為導電介質，通過驅動電路將割炬中氣體電離形成高溫高速的等離子弧對各種金屬進行切割；包括以下步驟：

MCU控制系統檢測輸入電壓值，進行自動識別判斷輸入電網模式；并根據輸入電壓檢測電路的采樣值鎖定電源供給模式：

當MCU控制系統檢測到切割機驅動功率采樣電路的采樣值小于第一預設值時，判斷為空載模式，MCU控制系統輸出空載模式下的PWM脈寬控制信號到切割機驅動電路，控制輸出模式為空載模式；

當MCU控制系統檢測到切割機驅動功率采樣電路的采樣值大于第二預設值時，判斷為導弧模式，MCU控制系統輸出導弧模式下的PWM脈寬控制信號到切割機驅動電路，同時啟動導弧控制電路，控制輸出模式為導弧模式；

當MCU控制系統檢測到切割機驅動功率采樣電路的采樣值在導弧模式下，且大于第三預設值時，判斷為進入切割模式，MCU控制系統輸出切割模式下的PWM脈寬控制信號到切割機驅動電路，同時關閉導弧控制電路，MCU控制系統控制輸出模式為切割模式。

通過采用上述技術方案，切割機輸入電可能是市電，也可能是由發電機組提供，為了對輸入各種電進行識別；MCU控制系統檢測出輸入電壓，對電壓進行判斷；當輸入電壓小于第一預設值時，進入空載模式；當輸入電壓大于第二預設值時，為導弧模式；當輸入電壓大于第三預設值時，為切割模式，以實現對切割機的控制，雙電壓控制方法自動識別輸入狀態，來控制電路對輸入電壓的處理，以輸出滿足切割機需求的穩定電壓、提高整機的可靠性。

可選的，自動識別判斷輸入電網模式：

當MCU控制系統檢測到輸入交流電壓值大于270V，電源供給模式為整流模式，即輸入交流電依次經過緩起電路和整流電路給功率變頻逆變電路供電。

通過采用上述技術方案，當電壓較大時，MCU控制系統自動識別，直接通過整流模式進行整流，為功率變頻逆變電路供電。