本发明专利技术公开了提供一种自动控制辉光离子氮化炉升温和保温的电源装置，它自动判定打弧状态，并进行快速灭弧、电源电压控制，在保证工件不被定点打弧损坏的前提下，实现按设定要求的自动升温和保温过程，它包括使用移相触发电路控制的可调直流电源，控制电路，储能电容器，控制电路连接移相触发电路，控制电路包括：弧检测电路，温控PID调节器，处理器电路，控制电压综合电路等。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及ー种热化学处理设备，尤其涉及ー种用于自动控制辉光离子氮化炉升温和保温的电源装置。
技术介绍
自七十年代以来，我国研制了第一台辉光离子氮化炉使得氮化这一新エ艺得以应用和推广，该设备电源部分采用电阻器来限制电流的上升，以保障电器元件不致损坏，电路工作状态稳定，以及避免エ件因过流而烧伤。该直流电源由以下部分组成 可调直流电源；储能电容器；触发电路；清洗阶段打弧电阻。该电源在控制电路上驱动和保护仍不够完善，影响了设备的可靠性，有待改进，缺点是检测控制弧光放电电路复杂，判断速度不快，影响电源的可靠性；清洗阶段需接入电阻造成能源浪费，操作繁琐；由于辉 光离子氮化在升温阶段和保温阶段，エ艺要求的放电电压常低于辉光点燃所需的电压，为此增加了一组点燃电路；不能解决离子氮化工艺的自动实现，始終避免不了很多人为的因素，比如升温时间过长，エ件定点打弧，损坏エ件。这些因素一直制约着离子氮化炉的应用推广。公开日为2000年09月13日、公开号为CN 2396572Y的专利文献公开了这样的技术方案，ー种辉光离子氮化炉脉冲电源，主要包括可调直流电源、主控电路和控制电路，可调直流电源后接主控电路，主控电路包括与可调直流电源并联的储能电容C，串联在主控电路主回路中的功率开关元件K和由限流电感L与续流ニ级管D组成的保护电路，控制电路是对主控电路中功率开关元件K的工作状态进行控制的电路等，从主控回路取主回路中的打弧判断信号并延时，控制方波的输出，方波输出至驱动电路的控制端，驱动电路的输出接功率开关元件的控制极，采用检测打弧电流和电压两个信号，在最短时间内可靠关断功率开关元件，保护功率器件的安全。该方案的不足之处是不能判断打弧的性质，以及升温时对电压电流的自动调整、保温自动控制等，因而，电源方案不够完善。
技术实现思路
本专利技术主要目的在于提供ー种自动控制辉光离子氮化炉升温和保温的电源装置，它自动判定打弧状态，并进行快速灭弧、电源电压控制，在保证エ件不被定点打弧损坏的前提下，实现按设定要求的自动升温和保温过程。本专利技术针对现有技术问题主要是通过下述技术方案得以解决的，一种自动控制辉光离子氮化炉升温和保温的电源装置，包括使用移相触发电路控制的可调直流电源，控制电路，储能电容器，控制电路连接移相触发电路控制可调直流电源的输出，控制电路包括 弧检测电路，它通过采集可调直流电源输出回路的电流和电压来检测是否发生打弧，在打弧发生时输出打弧信号； 温控PID调节器，温控PID调节器检测炉内温度井根据设定温度输出PID调节电压信号去控制可调直流电源的输出；处理器电路，处理器电路依据弧检测电路输出的打弧信号判断是否为定点打弧；输出处理器调节电压去控制可调直流电源的输出；依据设定保温时间进行保温时间控制；灭弧后及时对移相触发电路进行触发，依据起辉设定、炉内真空检测进行起辉电压控制； 控制电压综合电路，控制电压综合电路将PID调节电压信号、处理器调节电压和可调直流电源的电流反馈合成后输出到移相触发电路。在这里，弧检测电路通过打弧时电压与电流的关系来检测是否发生打弧，过程迅速，将打弧检测结果送处理器电路进行灭弧处理。打弧时处理器在最短的时间内降低可调直流电源电压灭弧，灭弧后迅速给出点燃电压，从而抑制过电流、过电压出现，在保证エ件不被定点打弧损坏、功率器件安全的同时，实现自动升温控制。温控PID控制器按设定炉温进行升温，到达设定温度后按保温时间进行 保温，保温时间到后切断可调直流电源，停止对辉光离子氮化炉供电。处理器电路对打弧性质进行判断，如果是定点打弧则处理器电路及时降低可调直流电源输出电流(炉体内电流)直到弧光消失为止，并将定点打弧时的电流作为參考，避免大于或等于该參考电流的电流出现；如果为非定点打弧则适当降低可调直流电源输出电压以及升压速度，保持安全升温。控制电压综合电路将PID调节电压信号、处理器调节电压和可调直流电源的电流反馈合成后输出到移相触发电路来调整可调直流电源的输出。作为优选，弧检测电路的ー输入端连接电压采样电路，一输入端连接电流采样电路，弧检测电路的输出端连接处理器电路和移相触发电路；温控PID调节器连接炉温检测电路、温度设定装置、处理器电路和控制电压综合电路ー输入端，控制电压综合电路还ー输入端连接电流采样电路，还ー输入端连接处理器电路，处理器电路还连接真空检测电路、起辉设定装置、保温设定装置，电流采样电路，温度设定装置。弧检测电路的打弧输出信号除发送处理器电路进行打弧性质判断、灭弧处理外，还直接输送到移相触发电路进行关闭可调直流电源输出，进ー步増加灭弧控制。温控PID调节器根据检测炉温、设定温度进行炉温调节控制，在达到设定温度后通知处理器电路，处理器电路开始计时，在达到所设定的保温时间后切断可调直流电源的输出。处理器电路检测炉内真空度、接收起辉电压设定；接收保温设定、采集定点打弧时的电流等。作为优选，弧检测电路依据电压下降同时电流増大来检测打弧发生，并通过脉冲吸收电路滤除电源回路中脉冲跳变影响。 作为优选，弧检测电路还包括过流检测电路，过流检测电路进行可调直流电源的输出电流过载检測。为增加电路安全性，将电流通过弧检测电路进行检测，在出现可调直流电源的输出电流过载时，弧检测电路关闭移相触发电路输出，直至过载电流消失。作为优选，处理器电路包括单片机，数模转换器，模数转换器，运算放大器，单片机数据输入输出端连接数模转换器数据输入端，运算放大器输入端连接数模转换器的模拟量输出端，运算放大器输出斜坡电压到控制电压综合电路，模数转换器的数据输出端连接单片机数据输入输出端。采用斜坡电压输出控制，以避免调整电压出现跳变影响可调直流电源稳定输出，模数转换器用于采集可调直流电源回路的电流数值。作为优选，单片机通过测量打弧的持续时长来判定是否为定点打弧。根据炉体、エ件等具体因素确定持续打弧的时长，超过规定的打弧时长则认为是定点打弧。作为优选，单片机还连接报警电路。在出现定点打弧、保温开始、保温结束等状态时，发出声、光报警，提醒管理人员注意。作为优选，单片机连接ー串ロ显示器，用于各种參数显示。本专利技术带来的有益效果是，通过弧检测电路检测和处理器电路控制，如果为非定点打弧则在迅速灭弧后适当降低可调直流电源输出电压以及升压速度，保持安全升温；如果为定点打弧时则迅速灭弧，并将定点打弧时的电流作为參考电流，控制大于或等于该參考电流的电流出现；在灭弧后处理器电路迅速给出点燃电压并逐步安全升压，从而抑制过电流、过电压出现，在保证エ件不被定点打弧损坏、功率器件安全的同时，实现自动升温控制以及保温控制。附图说明图I是本专利技术的ー种原理框图； 图2是本专利技术的一种处理器电路； 图3是本专利技术的一种弧检测电路； 图4是本专利技术的一种控制电压综合电路； 图5是移相触发电路； 图6是エ艺基本流程； 图7是本专利技术的ー种基本工作流程图。其中I是可调直流电源，1-1是移相触发电路，2是处理器电路，3是控制电压综合电路，4是弧检测电路，5是起辉设定装置，6是温度设定装置，7是温控PID调节器，8是真空检测电路，9是温度设定装置，10是炉温检测电路，11是电压检测电路，12是电流采样电路，13是辉光离子氮化炉，14是报警电路，15是继电器开关，16是抽真空装置，C是储能电本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种自动控制辉光离子氮化炉升温和保温的电源装置，包括使用移相触发电路控制的可调直流电源，控制电路，储能电容器，所述控制电路连接移相触发电路控制可调直流电源的输出，其特征在于，所述控制电路包括 弧检测电路，所述弧检测电路通过采集可调直流电源输出回路的电流和电压来检测是否发生打弧，在打弧发生时输出打弧信号； 温控PID调节器，所述温控PID调节器检测炉内温度并根据设定温度输出PID调节电压信号去控制可调直流电源的输出； 处理器电路，所述处理器电路依据弧检测电路输出的打弧信号判断是否为定点打弧；输出处理器调节电压去控制可调直流电源的输出；依据设定保温时间进行保温时间控制；灭弧后及时对移相触发电路进行触发，依据起辉设定、炉内真空检测进行起辉电压控制； 控制电压综合电路，所述控制电压综合电路将PID调节电压信号、处理器调节电压和可调直流电源的电流反馈合成后输出到所述移相触发电路。2.根据权利要求I所述一种自动控制辉光离子氮化炉升温和保温的电源装置，其特征在于所述弧检测电路的一输入端连接电压采样电路，一输入端连接电流采样电路，所述弧检测电路的输出端连接处理器电路和移相触发电路；所述温控PID调节器连接炉温检测电路、温度设定装置、处理器电路和控制电压综合电路一输入端，所述控制电压综合电路还一输入端连接电流采样电路，还一输入端连接处理...
【专利技术属性】
技术研发人员：许岚，孙作善，郭小钢，
申请(专利权)人：杭州市机械科学研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。