一种基于移相全桥的逆变式电弧喷涂电源制造技术

本发明专利技术涉及一种基于移相全桥的逆变式电弧喷涂电源，包括依次连接的第一整流电路、第一滤波电路、全桥电路、高频变压器T、第二整流电路和第二滤波电路，其中：所述第一整流电路连接到三相交流输入；所述第二滤波电路连接到电弧喷枪。本发明专利技术的逆变式电弧喷涂电源还包括辅助控制模块，用于控制所述全桥电路工作。本发明专利技术的逆变式电弧喷涂电源采用移相全桥控制实现了开关管的软开关，软开关技术大大降低了电源的开关损耗，提高了整机效率，节约了电能。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术涉及一种基于移相全桥的逆变式电弧喷涂电源，包括依次连接的第一整流电路、第一滤波电路、全桥电路、高频变压器T、第二整流电路和第二滤波电路，其中：所述第一整流电路连接到三相交流输入；所述第二滤波电路连接到电弧喷枪。本专利技术的逆变式电弧喷涂电源还包括辅助控制模块，用于控制所述全桥电路工作。本专利技术的逆变式电弧喷涂电源采用移相全桥控制实现了开关管的软开关，软开关技术大大降低了电源的开关损耗，提高了整机效率，节约了电能。【专利说明】一种基于移相全桥的逆变式电弧喷涂电源
本专利技术涉及表面工程热喷涂领域，特别涉及一种基于移相全桥的逆变式电弧喷涂电源。
技术介绍
电弧喷涂技术是一种经济、适用范围广、施工灵活、高效率的热喷涂方法，是一种在工业领域广泛应用的表面改性技术。随着电弧喷涂设备的不断改进，喷涂工艺得到了提升，电弧喷涂技术迎来了新的发展。电弧喷涂的基本原理是将电弧喷涂电源加在两根连续送进的金属丝之间从而形成电弧，电弧的热量将金属熔化，利用压缩空气将熔化的金属雾化成微熔滴，高速喷向工件表面形成涂层。该涂层在不改变工件基体材料性能的基础上，可以大幅提升工件综合性能如耐磨、防腐、抗氧化、隔热等。传统电弧喷涂电源采用工频变压器降压，整流输出恒压直流电的拓扑，优点是结构简单，但其存在的问题较多，主要有以下几点:1.由于变压器工作在工频状态，电源体积大，质量重，不利于现场尤其是复杂工况下的施工，制约了电弧喷涂技术的应用。2.整机采用无反馈的开环控制，无法对输出电流进行跟踪控制，实际使用时电流波动非常大，严重降低了电弧喷涂涂层的质量。3.输出电压的调节通过变压器抽头实现，通常分几个档位，并非无极调节，对于不同的喷涂材料无法准确的输出最优喷涂电压，影响了喷涂质量。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供一种基于移相全桥的逆变式电弧喷涂电源，从结构及控制方式上解决了传统喷涂机体积大、质量重、无反馈控制、无法准确控制输出电压等缺点，在缩小整机大小的基础上，提高了性能，优化了喷涂质量。为解决以上技术问题，本专利技术采用如下技术方案: 一种基于移相全桥的逆变式电弧喷涂电源，包括依次连接的第一整流电路、第一滤波电路、全桥电路、高频变压器T、第二整流电路和第二滤波电路，其中: 所述第一整流电路连接到三相交流输入； 所述第二滤波电路连接到电弧喷枪； 所述第一滤波电路包括串联连接在所述第一整流电路两端的电感L和电容C ; 所述全桥电路包括第一开关管％、第二开关管Q2、第三开关管Q3、第四开关管Q4，所述第一开关管Q1和所述第三开关管Q3串联后并联连接在所述电容C两端，所述第二开关管Q2和所述第四开关管Q4串联后也并联连接在所述电容C两端； 所述逆变式电弧喷涂电源还包括辅助控制模块，用于控制所述全桥电路工作； 所述辅助控制模块包括依次连接的输出采样电路、PI调节电路、PWM控制器， 所述输出采样电路连接到所述电弧喷枪，用于采集所述电弧喷枪的输出电压和输出电流； 所述PI调节电路用于将电压反馈值与预设电压参考值比较后进行PI运算，输出信号，其中，所述电压反馈值为所述输出采样电路采集到的所述电弧喷枪的输出电压； 所述PWM控制器用于将所述PI调节电路输出的信号与所述PWM控制器产生的调制波信号进行比较，改变所述PWM控制器输出脉冲信号的宽度，输出脉冲信号，所述脉冲信号用于控制所述全桥电路工作。所述全桥电路还包括二极管D1、二极管D2、电容C1和电容C3,所述二极管D1并联在所述第一开关管Q1的两端；所述电容C1也并联在所述第一开关管Q1的两端；所述二极管D2并联在所述第三开关管Q3的两端；所述电容C3也并联在所述第三开关管Q3的两端。所述第一开关管Q1和所述第三开关管Q3均为绝缘栅双极型晶体管。所述第二开关管Q2和所述第四开关管Q4均为逆阻型绝缘栅双极型晶体管。本专利技术的全桥电路，基于移相控制，实现零电压零电流开关(ZVZCS )。本专利技术的所述逆变式电弧喷涂电源还包括辅助保护模块，用于保护所述逆变式电弧喷涂电源的安全； 所述辅助保护模块包括依次连接的检测电路和单片机控制及保护模块，其中: 所述检测电路连接到所述电弧喷枪，用于检测所述逆变式电弧喷涂电源的工作状态，输出信号； 所述单片机控制及保护模块连接到所述全桥电路，用于对所述检测电路输出的信号进行分析、处理，及时对故障进行处理，保护所述逆变式电弧喷涂电源的安全。本专利技术的所述第一整流电路为三相整流桥。本专利技术的逆变式电弧喷涂电源的基本工作原理是:输入的三相交流380V经过第一整流电路和第一滤波电路变成540V左右的直流电，再经由全桥电路进行逆变，变成高频方波交流电，通过高频变压器将能量传递到副边的第二整流电路，将其整流为直流电，通过第二滤波电路最终输出所需的稳定的直流电。由于上述技术方案的实施，本专利技术与现有技术相比具有如下优点: 本专利技术的逆变式电弧喷涂电源采用移相控制实现了开关管的软开关，软开关技术大大降低了电源的开关损耗，提高了整机效率，节约了电能。另外在减少散热的基础上，同样大大减少了散热器的体积。本专利技术的逆变式电弧喷涂电源中的能量通过高频变压器传递，通常可以做到20KHz，大大降低了整机的体积和质量。本专利技术的逆变式电弧喷涂电源通过对输出电压、电流的采样进行闭环控制，使得输出值与预设参考值吻合，输出波形质量高，有效提高喷涂质量。本专利技术的逆变式电弧喷涂电源通过改变预设参考值，可以实现电压变化范围内任意电压的输出。【专利附图】【附图说明】图1为本专利技术的基于移相全桥的逆变式电弧喷涂电源的结构框图； 图2为本专利技术的基于移相全桥的逆变式电弧喷涂电源的电路原理图； 图3为图2中的全桥电路工作时的关键波形图。【具体实施方式】下面结合说明书附图对本专利技术作进一步描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分，并不限制专利技术的范围。现有的电弧喷涂电源多采用工频变压器降压，整流输出恒压直流电的拓扑，喷涂电源中磁性元器件的体积和重量大。其他逆变式电弧喷涂电源多采用硬开关技术，开关损耗大，效率低。本专利技术的基于移相全桥的逆变式电弧喷涂电源，能够准确控制输出电压、电流，采用软开关技术，降低开关损耗，提高喷涂电源的效率，并且能够对喷涂电源实行实时的监控，自动实现保护。如图广2所示，本专利技术的基于移相全桥的逆变式电弧喷涂电源，包括依次连接的第一整流电路2、第一滤波电路3、全桥电路3、高频变压器5、第二整流电路6和第二滤波电路7，其中:第一整流电路2连接到三相交流输入I ;第二滤波电路3连接到电弧喷枪8。具体地，本专利技术的第一整流电路2为三相整流桥。第一滤波电路3包括串联连接在第一整流电路2两端的电感L和电容C。全桥电路4包括第一开关管Q1、第二开关管Q2、第三开关管Q3、第四开关管Q4,第一开关管Q1和第三开关管Q3串联后并联连接在电容C两端，第二开关管Q2和第四开关管Q4串联后也并联连接在电容C两端，并且第一开关管Q1和第二开关管Q2均与电容C的第一端相连，第三开关管Q3和第四开关管Q4均与电容C的第二端相连。本专利技术的全桥电路4还包括二极管D1、二极管D2、电容C1和电容C3, 二极管D1并联在第一开关管Q1的两端；电容C1也并联在第一开关管Q1的两端本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于移相全桥的逆变式电弧喷涂电源，包括依次连接的第一整流电路、第一滤波电路、全桥电路、高频变压器T、第二整流电路和第二滤波电路，其中：所述第一整流电路连接到三相交流输入；所述第二滤波电路连接到电弧喷枪；所述第一滤波电路包括串联连接在所述第一整流电路两端的电感L和电容C；所述全桥电路包括第一开关管Q1、第二开关管Q2、第三开关管Q3、第四开关管Q4，所述第一开关管Q1和所述第三开关管Q3串联后并联连接在所述电容C两端，所述第二开关管Q2和所述第四开关管Q4串联后也并联连接在所述电容C两端；其特征在于：所述逆变式电弧喷涂电源还包括辅助控制模块，用于控制所述全桥电路工作；所述辅助控制模块包括依次连接的输出采样电路、PI调节电路、PWM控制器，所述输出采样电路连接到所述电弧喷枪，用于采集所述电弧喷枪的输出电压和输出电流；所述PI调节电路用于将电压反馈值与预设电压参考值比较后进行PI运算，输出信号，其中，所述电压反馈值为所述输出采样电路采集到的所述电弧喷枪的输出电压；所述PWM控制器用于将所述PI调节电路输出的信号与所述PWM控制器产生的调制波信号进行比较，改变所述PWM控制器输出脉冲信号的宽度，输出脉冲信号，所述脉冲信号用于控制所述全桥电路工作。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：魏少翀，吴树辉，陈乃富，陈国星，尹嵩，覃恩伟，胡金力，黄骞，叶林，刘泽坤，史一岭，
申请(专利权)人：苏州热工研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32