低纹波等离子切割电源制造技术

本实用新型专利技术涉及一种低纹波等离子切割电源，所述电源包含降压电路（1）、斩波电路（2）和割炬电路（3），所述降压电路（1）为一工频变压器，该工频变压器包含有一星形接线的初级绕组和四个三角形接线的次级绕组，所述斩波电路（2）包含有第一BUCK电路和第二BUCK电路；四个三角形接线的次级绕组分为两组分别输入第一BUCK电路和第二BUCK电路后与割炬电路（3）相连。本实用新型专利技术低纹波等离子切割电源，支持输出直流电流可达650A，电路简单、控制方便，同时具有输入功率因数高（0.96以上）、输出直流电流纹波低低于2~5%。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本技术涉及一种低纹波等离子切割电源，所述电源包含降压电路（1）、斩波电路（2）和割炬电路（3），所述降压电路（1）为一工频变压器，该工频变压器包含有一星形接线的初级绕组和四个三角形接线的次级绕组，所述斩波电路（2）包含有第一BUCK电路和第二BUCK电路；四个三角形接线的次级绕组分为两组分别输入第一BUCK电路和第二BUCK电路后与割炬电路（3）相连。本技术低纹波等离子切割电源，支持输出直流电流可达650A，电路简单、控制方便，同时具有输入功率因数高（0.96以上）、输出直流电流纹波低低于2~5%。【专利说明】低纹波等离子切割电源
本技术涉及一种电源，尤其是涉及一种应用于等离子切割上且具有低纹波优点的等离子切割电源，属于等离子切割领域与电力电子变换领域。
技术介绍
机用等离子切割装置是由机械设备、电控设备、供气设备等组成，其中电控设备包括电源系统、数控系统、割炬系统和ECAN总线，电源系统又包括等离子切割电源、引弧箱、气控箱、冷却系统、管线等主要部分；等离子切割电源是机用等离子切割装置的核心部件之一，按照发展历程，可以包括各式硅整流式电源、晶闸管整流式电源、逆变式电源、斩波式电源。其中，逆变式电源、斩波式电源是最具发展潜力的电源机种。鉴于整体成本较低和效率较高，在大功率等离子切割装置中，斩波式电源日益受到青睐，功率电路支持输出电流等级已经由130A、260A、400A、53(^、65(^、800、100(^，用于切割更厚的金属板材和管材，功率等级也由221^超1751^方向增加。另一个方面，对金属工件切割的质量要求也越来越高。影响切割质量指标的因素有多种，包括割炬水平运动精度、割炬垂直运动精度、保护气与切割气的稳定度、切割电流的精度等等。仅就切割电流而言，等离子切割电源输出电流精度和响应速度是影响切割质量的重要指标，而这又与滤波电感感值、开关频率、线路阻抗、直流电源密切相关。其中，直流电源品质包括电压稳定度和纹波峰峰值以及纹波频率，如果这几项指标较差，切割电流的纹波就会较大，切割质量肯定较差。为此需要改进这些指标，目前常用手段为增加电解电容的容值，但是一味增加电解电容容值也会带来低频振荡和成本、体积过大问题，因此,大功率设计和输出电流精细化是离子切割电源必需面对和解决的问题；为此，已有相关学者对此进行了深入的研讨:如“陈要玲”于2008年在“兰州理工大学”发表的硕士学位论文“IGBT逆变式等离子切割电源”；“何伟军”于2009年在“南京航空航天大学”发表的硕士学位论文“大功率空气等离子切割电源的设计与研究”；“伍健”于2010年在“南京航空航天大学”发表的硕士学位论文“等离子切割高性能电源系统的研究”；前者属于逆变式等离子切割电源，功率等级难以提升；后二者只适用于输出直流电流低于130A以下的应用场合，功率等级不会超过30kW ；综上所述，对于目前等离子切割电源所采用的电路结构，现有的功率电路尚且不能获得本质上纹波电流更低的等离子切割电源。
技术实现思路
本技术的目的在于克服上述不足，提供一种低纹波等离子切割电源，其支持输出直流电流可达650A，电路简单、控制方便，同时具有输入功率因数高(0.96以上)、输出直流电流纹波低等优 点。本技术的目的是这样实现的:一种低纹波等离子切割电源，所述电源包含有降压电路、斩波电路和割炬电路，所述降压电路为一工频变压器，该工频变压器包含有一星形接线的初级绕组和四个三角形接线的次级绕组，所述斩波电路包含有第一 BUCK电路和第二 BUCK电路；四个三角形接线的次级绕组分为两组分别输入第一 BUCK电路和第二BUCK电路后与割炬电路相连。本技术低纹波等离子切割电源，所述割炬电路包含有工件和割炬，所述第一BUCK电路包含有第一三相整流桥和第二三相整流桥，第一三相整流桥和第二三相整流桥的输入端分别与两组次级绕组相连，所述第一三相整流桥和第二三相整流桥正负输出端并联接至于节点一和节点二，节点一和节点二之间并联连接有第一电阻、第二电阻和第一电解电容，上述节点一与第一 IGBT的集电极相连，第一 IGBT的发射极经第一电感接入节点三，且第一 IGBT的发射极与第一二极管的负极相连，所述第一二极管的正极接入节点二 ；所述第二 BUCK电路包含有第三三相整流桥和第四三相整流桥，第三三相整流桥和第四三相整流桥的输入端分别另外两组次级绕组相连，所述第三三相整流桥和第四三相整流桥正负输出端并联接至于节点四和节点二，节点四和节点二之间并联连接有第三电阻、第四电阻和第二电解电容，上述节点一与第二 IGBT的集电极相连，第二 IGBT的发射极经第二电感接入节点三，且第二 IGBT的发射极与第二二极管的负极相连，所述第二二极管的正极接入节点二。本技术低纹波等离子切割电源，所述割炬电路包含有工件和割炬，所述星形接线的初级绕组输入380V的三相交流电源，三角形接线的四个次级绕组的初相分别为+45°、+15°、-15° 和-45°，输出电压均为 220V。本技术低纹波等离子切割电源，所述割炬电路包含有工件和割炬，所述第一三相整流桥、第二三相整流桥、第三三相整流桥和第四三相整流桥均为二极管不控三相整流桥。本技术低纹波等离子切割电源，所述割炬电路包含有工件和割炬，上述节点三经第三电感后与工件相电连接，所述割炬的负极与上述节点二相电连接。与现有技术相比，本技术的有益效果是:(I)两组组BUCK电路设计，便于实现模块化设计，可以均摊总功率，支持更大总功率，切割更厚的工件；(2)2组BUCK电路采用交错移相驱动方式，在公共平波电抗器作用下，获得更加精细的、纹波更低的切割电流，实现精密切割；(3) 12脉冲整流可以获得纹波更低和稳定的直流电压，确保最终切割电流平稳光滑，消除直流电压纹波引起的切割断面的纹波；(4)降压电路的设计，可以满足等离子切割的工作电源要求，同时次级绕组不同相位的设计有利于改善网侧功率因数，降低谐波电流的危害。【专利附图】【附图说明】图1为本技术低纹波等离子切割电源的电路结构示意图。【具体实施方式】参见图1，本技术涉及的一种低纹波等离子切割电源，所述电源包含有降压电路1、斩波电路2和割炬电路3，所述降压电路I为一工频变压器，该工频变压器包含有一星形接线(Y接)的初级绕组和四个三角形接线(Λ接)的次级绕组，且星形接线的初级绕组输入380V的三相交流电源，三角形接线的四个次级绕组的初相分别为+45°、+15°、-15°和-45°，输出电压均为220V ；所述斩波电路2包含有第一 BUCK电路和第二 BUCK电路；所述第一 BUCK电路包含有第一三相整流桥BI和第二三相整流桥B2，第一三相整流桥BI和第二三相整流桥B2的输入端分别与初相为+45°和+15°的次级绕组相连，所述第一三相整流桥BI和第二三相整流桥B2正负输出端并联接至于节点一 Al和节点二 C，节点一 Al和节点二 C之间并联连接有第一电阻R1、第二电阻R2和第一电解电容E1，上述节点一 Al与第一 IGBTSl的集电极相连，第一 IGBTSl的发射极经第一电感LI接入节点三D，且第一 IGBTSl的发射极与第一二极管Dl的负极相连，所述第一二极管Dl的正极接本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种低纹波等离子切割电源，所述电源包含有降压电路（1）、斩波电路（2）和割炬电路（3），所述降压电路（1）为一工频变压器，其特征在于：该工频变压器包含有一星形接线的初级绕组和四个三角形接线的次级绕组， 所述斩波电路（2）包含有第一BUCK电路和第二BUCK电路；四个三角形接线的次级绕组分为两组分别输入第一BUCK电路和第二BUCK电路后与割炬电路（3）相连。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：田威，
申请(专利权)人：江苏博大数控成套设备有限公司，
类型：新型
国别省市：江苏;32