申请/专利权人：上海米勒焊接设备有限公司

申请日：2019-05-30

公开（公告）日：2024-03-22

公开（公告）号：CN110181154B

主分类号：B23K10/00

分类号：B23K10/00

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2024.03.22#授权;2019.09.24#实质审查的生效;2019.08.30#公开

摘要：本发明公开了一种等离子切割机引弧线自动抗高频干扰的控制电路，包括等离子切割机电源部分、引弧高压发生器、引弧高压滤波电路、小弧引弧电路、割炬、工件，所述小弧引弧电路包括引弧电容、引弧电阻、交流接触器KA1、引弧保险和引弧电缆，其特征在于：所述交流接触器KA1采用偶数支路，通过使来自引弧电缆的电流从半数支路进入后再从另一半支路流出并经过所述引弧保险后进入所述割炬的一端，以使得流过所述交流接触器的电流相等但方向相反，从而使起弧、灭弧时形成的高频干扰和高频辐射相互抵消，达到屏蔽线或双绞线的目的。

主权项：1.一种等离子切割机引弧线自动抗高频干扰的控制电路，包括等离子切割机电源部分、引弧高压发生器、引弧高压滤波电路、小弧引弧电路、割炬、工件，所述小弧引弧电路包括引弧电容C12、引弧电阻R1、交流接触器KA1、引弧保险FU2和引弧电缆，其特征在于：所述等离子切割机电源部分由交流滤波电容C1－C3、整流滤波电容C4－C9、直流滤波电容C10－C11、整流管VD1－VD6和直流高压电缆110－111组成，用于将三相交流电转换为高压直流电压；所述引弧高压发生器由PWM开关电路、隔离变压器T3、传输变压器T4和隔离电容C17组成，用于产生高频引弧高压并加载至高压直流电压；所述引弧高压滤波电路由浪涌吸收器R5、引弧高压滤除电容C14－C16、消噪RC网络R3R4C13、取样电阻RS以及表头A组成，用于消除引弧高压、交流噪声并显示电流；所述交流接触器KA1采用偶数支路，通过使来自该引弧电缆的电流从半数支路进入后再从另一半支路流出并经过所述引弧保险后进入所述割炬的一端，以使得流过交流接触器的电流相等但方向相反，从而使起弧、灭弧时形成的高频干扰和高频辐射相互抵消，达到屏蔽线或双绞线的目的；所述割炬用于在高频引弧高压作用下产生稳定的小弧；所述工件为待切割钢或铜制金属，其通过引弧电缆连接至引弧高压滤除电容C14－C16的冷公共端，用于在割炬接近时辅助产生大弧，在大弧的高温下实现金属切割。

全文数据：一种等离子切割机引弧线自动抗高频干扰的控制电路技术领域本发明涉及等离子切割机电源的引弧控制技术领域，特别是涉及一种等离子切割机引弧线自动抗高频干扰的控制电路。背景技术目前常见高频引弧控制系统电路有两种：短路型和非短路型，国产大电流等离子切割机引弧方式普遍采用的高频引弧技术都是非短路型，如图1和图2所示。非短路型等离子切割机引弧回路组成如图1所示，包括等离子切割机电源部分1、引弧高压发生器2、引弧高压滤波电路3、小弧引弧电路4、割炬5、工件6。其中，等离子切割机电源部分1由交流滤波电容C1-C3、整流滤波电容C4-C9、直流滤波电容C10-C11、整流管VD1－VD6和直流高压电缆110-111组成，用于将三相交流电转换为高压直流电压；引弧高压发生器2由PWM开关电路未示出、隔离变压器T3、传输变压器T4和隔离电容C17组成，用于产生高频引弧高压并加载至高压直流电压；引弧高压滤波电路3由压敏电阻浪涌吸收器R5、引弧高压滤除电容C14-C16、消噪RC网络R3R4C13、取样电阻RS以及表头A组成，用于消除引弧高压、交流噪声并显示电流；小弧引弧电路4由引弧电容C12、引弧电阻R1、交流接触器KA1、引弧保险FU2和引弧电缆112组成，用于安全可靠接通高频引弧高压以在割炬5处产生稳定的小弧；割炬5，用于在高频引弧高压作用下产生稳定的小弧；工件6为待切割钢或铜制金属，其通过引弧电缆115连接至引弧高压滤除电容C14-C16的冷公共端，用于在割炬接近时辅助产生大弧，在大弧的高温下实现金属切割。现有技术中，小弧引弧电路4的交流接触器KA1包括三个支路KA1.1、KA1.2及KA1.3，其常用接线原理控制方法如图2所示，来自引弧电缆112的电流从交流接触器的第三支路KA1.3进入，经过交流接触器的第二支路KA1.2后从交流接触器的第一支路KA1.1流出，经过引弧保险FU2后进入割炬5的一端。一般地，切割工作时，要求等离子切割机引弧时在工件与电极间产生3kV以上的高压和150～200kHz以上的高频振荡，击穿中性气体介质而形成电弧。然而，在非短路型高频引弧下，引弧频率很高，辐射很强，另外引弧交流接触器的开、关在高压起弧状态下动作，容易生产浪涌冲击，使得等离子切割机在高频引弧时产生的高频辐射对等离子切割机高频电路本身以及其它外接高频辐射会轻易从等离子切割机割炬串到等离子切割机内部的其它回路部分，形成高频干扰，高频辐射，造成等离子切割机电源内部的控制系统误动作，快恢复二极管、IGBT、IC等关键芯片的损坏。发明内容为克服上述现有技术存在的不足，本发明之目的在于提供一种等离子切割机引弧线自动抗高频干扰的控制电路，以实现自动抗高频干扰的目的，避免等离子切割机电源内部的控制系统误动作。为达上述目的，本发明提出一种等离子切割机引弧线自动抗高频干扰的控制电路，包括等离子切割机电源部分、引弧高压发生器、引弧高压滤波电路、小弧引弧电路、割炬、工件，所述小弧引弧电路包括引弧电容、引弧电阻、交流接触器KA1、引弧保险和引弧电缆，所述交流接触器KA1采用偶数支路，通过使来自引弧电缆的电流从半数支路进入后再从另一半支路流出并经过所述引弧保险后进入所述割炬的一端，以使得流过所述交流触发器的电流相等但方向相反，从而使起弧、灭弧时形成的高频干扰和高频辐射相互抵消，达到屏蔽线或双绞线的目的。优选地，所述引弧电缆的电流从所述半数支路进入后经公共端后再从所述另一半支路流出，经过所述引弧保险后进入所述割炬的一端。优选地，所述交流接触器KA1包括第一支路KA1.1、第二支路KA1.2、第三支路KA1.3、第四支路KA1.4，来自所述引弧电缆的电流从所述交流接触器的第四支路KA1.4和第三支路KA1.3进入，经过公共端后从所述交流接触器的第二支路KA1.2和第一支路KA1.1流出，经过所述引弧保险后进入所述割炬的一端。优选地，所述引弧电缆的电流从所述半数支路的各支路进入后分别从所述另一半支路对应的支路流出，各路电流合流后再经过所述引弧保险进入所述割炬的一端。优选地，所述交流接触器KA1包括第一支路KA1.1、第二支路KA1.2、第三支路KA1.3、第四支路KA1.4，来自所述引弧电缆1的电流分成两路，一路从所述交流接触器的第四支路KA1.4进入，从所述交流接触器的第三支路KA1.3流出，另一路从所述交流接触器的第二支路KA1.2进入，从所述交流接触器的第一支路KA1.1流出，两路电流合流后经过所述引弧保险后进入所述割炬的一端。与现有技术相比，本发明一种等离子切割机引弧线自动抗高频干扰的控制电路通过引弧高压发生器2、引弧线缆114、引弧保险FU2以及通过引弧交流接触器KA1采用偶数支路的连接，使得等离子切割机起弧、灭弧时生产的高频干扰、高频辐射相互抵消，达到屏蔽线或双绞线的目的，从而有效抑制高频干扰，保证等离子切割机高频以及其它外围高频不会轻易从等离子切割机割炬串到等离子切割机内部的其它回路，并有效的减少高频辐射和控制系统误动作，降低快恢复二极管、IGBT，IC等关键芯片的故障率，大大提高等离子切割机的可靠性。附图说明图1为现有技术之等离子切割机引弧线自动抗高频干扰的控制电路的结构示意图；图2为现有技术中采用的交流接触器KA1的结构示意图；图3为本发明一种等离子切割机引弧线自动抗高频干扰的控制电路的结构示意图；图4为本发明一实施例中采用的交流接触器KA1的结构示意图；图5为本发明另一实施例中采用的交流接触器KA1的结构示意图。具体实施方式以下通过特定的具体实例并结合附图说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭示的内容轻易地了解本发明的其它优点与功效。本发明亦可通过其它不同的具体实例加以施行或应用，本说明书中的各项细节亦可基于不同观点与应用，在不背离本发明的精神下进行各种修饰与变更。图3为本发明一种等离子切割机引弧线自动抗高频干扰的控制电路的结构示意图。如图3所示，本发明一种等离子切割机引弧线自动抗高频干扰的控制电路，包括：等离子切割机电源部分1、引弧高压发生器2、引弧高压滤波电路3、小弧引弧电路4、割炬5、工件6。等离子切割机电源部分1，由交流滤波电容C1－C3、整流滤波电容C4－C9、直流滤波电容C10－C11、整流管VD1－VD6和直流高压电缆110－111组成，用于将三相交流电转换为高压直流电压；引弧高压发生器2由PWM开关电路未示出、隔离变压器T3、传输变压器T4和隔离电容C17组成，用于产生高频引弧高压并加载至高压直流电压；引弧高压滤波电路3由浪涌吸收器R5、引弧高压滤除电容C14－C16、消噪RC网络R3R4C13、取样电阻RS以及表头A组成，用于消除引弧高压、交流噪声并显示电流；小弧引弧电路4由引弧电容C12、引弧电阻R1、交流接触器KA1、引弧保险FU2和引弧电缆112组成，所述交流接触器KA1采用偶数支路，通过使来自引弧电缆112的电流从半数支路进入后再从另一半支路流出使得流过交流触发器的电流相等但方向相反，从而使起弧、灭弧时形成的高频干扰和高频辐射相互抵消，达到屏蔽线或双绞线的目的；割炬5，用于在高频引弧高压作用下产生稳定的小弧；工件6为待切割钢或铜制金属，其通过引弧电缆115连接至引弧高压滤除电容C14－C16的冷公共端，用于在割炬接近时辅助产生大弧，在大弧的高温下实现金属切割。在本发明具体实施例中，包括偶数支路的交流接触器KA1有两种接法。其中一种是引弧电缆112的电流从所述半数支路进入后经公共端从另一半支路流出，如图4所示，以交流接触器KA1包括4条偶数支路为例，来自引弧电缆112的电流从交流接触器的第四支路KA1.4和第三支路KA1.3进入，经过公共端后从交流接触器的第二支路KA1.2和第一支路KA1.1流出，经过引弧保险FU2后进入割炬5的一端。另一种接法是引弧电缆112的电流从所述半数支路的各支路进入后分别从所述另一半支路对应的支路流出，各路电流合流后再经过引弧保险FU2后进入割炬5的一端。如图5所示，仍以以交流接触器KA1包括4条偶数支路为例，来自引弧电缆112的电流分成两路，一路从交流接触器的第四支路KA1.4进入，从交流接触器的第三支路KA1.3流出，另一路从交流接触器的第二支路KA1.2进入，从交流接触器的第一支路KA1.1流出，两路电流合流后经过引弧保险FU2后进入割炬5的一端。可见，本发明通过引弧高压发生器2、引弧线缆114、引弧保险FU2以及通过引弧交流接触器KA1采用图4、图5所示的偶数支路的连接，使得等离子切割机起弧、灭弧时生产的高频干扰、高频辐射相互抵消，达到屏蔽线或双绞线的目的，从而有效抑制高频干扰，保证等离子切割机高频以及其它外围高频不会轻易从等离子切割机割炬串到等离子切割机内部的其它回路，并有效的减少高频辐射和控制系统误动作，降低快恢复二极管、IGBT，IC等关键芯片的故障率，大大提高等离子切割机的可靠性。上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何本领域技术人员均可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰与改变。因此，本发明的权利保护范围，应如权利要求书所列。

权利要求：1.一种等离子切割机引弧线自动抗高频干扰的控制电路，包括等离子切割机电源部分、引弧高压发生器、引弧高压滤波电路、小弧引弧电路、割炬、工件，所述小弧引弧电路包括引弧电容、引弧电阻、交流接触器KA1、引弧保险和引弧电缆，其特征在于：所述交流接触器KA1采用偶数支路，通过使来自引弧电缆的电流从半数支路进入后再从另一半支路流出并经过所述引弧保险后进入所述割炬的一端，以使得流过所述交流触发器的电流相等但方向相反，从而使起弧、灭弧时形成的高频干扰和高频辐射相互抵消，达到屏蔽线或双绞线的目的。2.如权利要求1所述的一种等离子切割机引弧线自动抗高频干扰的控制电路，其特征在于：所述引弧电缆的电流从所述半数支路进入后经公共端后再从所述另一半支路流出，经过所述引弧保险后进入所述割炬的一端。3.如权利要求2所述的一种等离子切割机引弧线自动抗高频干扰的控制电路，其特征在于：所述交流接触器KA1包括第一支路KA1.1、第二支路KA1.2、第三支路KA1.3、第四支路KA1.4，来自所述引弧电缆的电流从所述交流接触器的第四支路KA1.4和第三支路KA1.3进入，经过公共端后从所述交流接触器的第二支路KA1.2和第一支路KA1.1流出，经过所述引弧保险后进入所述割炬的一端。4.如权利要求1所述的一种等离子切割机引弧线自动抗高频干扰的控制电路，其特征在于：所述引弧电缆的电流从所述半数支路的各支路进入后分别从所述另一半支路对应的支路流出，各路电流合流后再经过所述引弧保险进入所述割炬的一端。5.如权利要求4所述的一种等离子切割机引弧线自动抗高频干扰的控制电路，其特征在于：所述交流接触器KA1包括第一支路KA1.1、第二支路KA1.2、第三支路KA1.3、第四支路KA1.4，来自所述引弧电缆1的电流分成两路，一路从所述交流接触器的第四支路KA1.4进入，从所述交流接触器的第三支路KA1.3流出，另一路从所述交流接触器的第二支路KA1.2进入，从所述交流接触器的第一支路KA1.1流出，两路电流合流后经过所述引弧保险后进入所述割炬的一端。

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