[实用新型]大功率类激光等离子弧切割系统

权利要求书

1.一种大功率类激光等离子弧切割系统，其特征在于：其输入端连接三相交流输入电源；包括等离子弧切割机、磁控装置和协同控制器；所述磁控装置的一端与三相交流输入电源连接，另一端分别与协同控制器和等离子弧切割机连接；所述等离子弧切割机一端与三相交流输入电源连接，另一端与协同控制器相互连接。

2.根据权利要求1所述的大功率类激光等离子弧切割系统，其特征在于：所述等离子弧切割机包括等离子弧切割电源、压缩气体装置、冷却水装置、等离子弧割枪和执行机构；所述等离子弧割枪分别与等离子弧切割电源、压缩气体装置、冷却水装置和执行机构连接；所述冷却水装置与等离子弧切割电源连接；所述协同控制器分别与执行机构和等离子弧切割电源相互连接；所述等离子弧切割电源与三相交流输入电源连接。

3.根据权利要求2所述的大功率类激光等离子弧切割系统，其特征在于：所述等离子弧切割机为模拟控制型等离子弧切割机，或者所述等离子弧切割机为数字化控制的等离子弧切割机。

4.根据权利要求3所述的大功率类激光等离子弧切割系统，其特征在于：所述协同控制器包括ARM微控制系统、可视化人机界面、继电器模块、信号检测模块、通信接口模块和信号驱动模块；所述ARM微控制系统分别与可视化人机界面、继电器模块、信号检测模块、通信接口模块和信号驱动模块连接；

所述协同控制器分别与执行机构和等离子弧切割电源相互连接是指：所述继电器模块与等离子弧切割机的执行机构相互连接以控制执行机构的运动；所述信号检测模块与等离子弧切割机的等离子弧切割电源和执行机构连接；所述等离子弧切割机为模拟控制型等离子弧切割机时，协同控制器的信号驱动模块与等离子弧切割机的等离子弧切割电源连接，以实现信号驱动模块的驱动信号代替等离子弧切割电源的给定；所述等离子弧切割机为数字化控制的等离子弧切割机时，协同控制器的通信接口模块与等离子弧切割机的等离子弧切割电源连接，以实现信息交互和协同控制。

5.根据权利要求4所述的大功率类激光等离子弧切割系统，其特征在于：所述磁控装置包括主电路、与主电路相互连接的控制器和与主电路连接的励磁线圈；所述励磁线圈与等离子弧切割机的等离子弧割枪相连，并设置在等离子弧割枪上；所述控制器与协同控制器相互相连。

6.根据权利要求5所述的大功率类激光等离子弧切割系统，其特征在于：所述主电路由整流滤波电路、前级恒流源和后级逆变桥依次连接组成；其中，整流滤波电路的输入端与三相交流输入电源连接，后级逆变桥的输出端与励磁线圈连接；所述前级恒流源的工作模式为移相全桥软开关模式；所述后级逆变桥的工作模式为低频全桥硬开关调制模式。

7.根据权利要求6所述的大功率类激光等离子弧切割系统，其特征在于：所述控制器包括ARM最小系统、故障保护模块、高频驱动模块、低频驱动模块、供电模块、电流反馈模块和CAN接口电路；所述ARM最小系统分别与故障保护模块、高频驱动模块、低频驱动模块、供电模块、电流反馈模块和CAN接口电路连接；所述故障保护模块的一端和供电模块的一端均与三相交流输入电源连接；所述高频驱动模块和电流反馈模块分别与主电路的前级恒流源连接；所述低频驱动模块与主电路的后级逆变桥连接；所述CAN接口电路与协同控制器的通信接口模块相互连接。

8.根据权利要求7所述的大功率类激光等离子弧切割系统，其特征在于：所述ARM最小系统由型号为LM4F232H5QC的ARM微处理器一、JTAG接口电路一、晶振电路一和复位电路一通过外围电路连接组成；所述晶振电路一由晶振Y1、电容C125和电容C126通过外围电路连接组成；所述复位电路一由开关S1、电阻R106、电阻R107和电容C127通过外围电路连接组成；所述JTAG接口电路一由JTAG接口芯片和电阻R100、R101、R102和R103连接组成。

9.根据权利要求4所述的大功率类激光等离子弧切割系统，其特征在于：所述协同控制器的ARM微控制系统由型号为LM4F232H5QC的ARM微处理器二、晶振电路二、JTAG接口电路二和复位电路二通过外围电路连接组成。

10.根据权利要求9所述的大功率类激光等离子弧切割系统，其特征在于：所述协同控制器的可视化人机界面由型号为RA8875的液晶驱动芯片、型号为TPS61040的供电电源boost调整器、CAT4139LED背光驱动电路以及型号为AT070TN92的液晶屏通过外围电路连接组成，以实现参数的设定、状态显示和故障诊断的人机交互功能；所述可视化人机界面通过可编程GPIO口与ARM微控制系统连接；

所述协同控制器的信号检测模块由电流传感器、电压传感器、温度传感器、流量传感器和相应的信号调理电路通过外围电路连接组成；所述信号检测模块通过AD转换器端口与ARM微控制系统连接，实现模数转换；

所述协同控制器的通信接口模块由以型号为SP3232E的芯片为主构成的RS-232通信电路、以型号为SP3485的芯片构成的RS-485通信电路和以型号为CTM8251T芯片为主构成的CAN通信电路通过外围电路连接组成；所述RS-232通信电路和RS-485通信电路通过UART端口与ARM微控制系统连接；所述CAN通信电路通过CAN端口与ARM微控制系统连接；

所述协同控制器的信号驱动模块由型号为TLC5615的数模转换器芯片和光耦电路通过外围电路连接组成，实现信号的数模转换以及隔离放大；所述信号驱动模块通过GPIO端口与ARM微控制系统连接。