[发明专利]一种基于直流母线结构的焊割网络系统

说明书

技术领域

本发明属于焊割电源技术领域，更具体地，涉及一种基于直流母线结构的焊割网络系统。

背景技术

弧焊电源与等离子切割电源是焊接与切割设备中的主要组成部分，焊接与切割设备产业的发展，直接关系到航天、航空、冶金、能源、机械制造、造船、汽车、石油化工、电力等行业的发展，对国家工业的发展起到关键作用。在工业应用中，弧焊电源与等离子切割电源对于自身的动态响应特性和可靠性方面，相比较一般电源的要求更高。其关键问题在于焊割电源实现高功率密度、高稳定性、高效率和低谐波污染。

目前，国内外的弧焊电源与等离子切割电源多数都是传统的三相交流输入，先经过三相整流电路，整流变换之后经逆变电路，最终整流输出直流电源。如唐山松下产业机器有限公司生产的YD系列直流弧焊接电源，整流电路采用的是二极管不控整流拓扑，逆变电路采用IGBT的全桥拓扑，16.7kW功率的机器重量为50kg，效率仅有85％，这种电路直接接入电网时存在电流畸变，含有较大的高频干扰，并且功率因数低。又如美国海宝公司生产的power max系列机用等离子切割电源，电源的输入端连接了电磁干扰(Electromagnetic Interference，EMI)滤波器，整流电路是不控整流电路拓扑，16kW功率的机器重量为45kg，这种电源直接接入电网时，可以抑制高频干扰，但仍存在电流畸变与功率因数较低的问题。国内外焊割电源普遍存在电源效率低、体积大、重量大和电流谐波污染的问题，然而，关于这种基于直流母线结构的焊割网络系统还未被提出。

发明内容

针对现有技术的缺陷，本发明的目的在于提供一种基于直流母线结构的焊割网络系统，解决现有的焊割电源功率密度低、电流谐波污染、可靠性低的问题。

本发明提供了一种基于直流母线结构的焊割网络系统，包括电网、EMI滤波器、第一滤波电路、第一整流电路、直流母线和逆变电源电路；所述EMI滤波器的输入端与所述电网的输出端连接，所述EMI滤波器用于抑制电路中的高频干扰信号，提高系统的电磁兼容性能；所述第一滤波电路的输入端与所述EMI滤波器的输出端连接，所述第一滤波电路用于对滤除高频干扰后的信号进一步滤除谐波；所述第一整流电路的输入端与所述第一滤波电路的输出端连接，所述第一整流电路用于将滤除谐波后的三相交流电压源转换成直流电压源并提供给所述直流母线；所述直流母线的输入端与所述第一整流电路的输出端连接，所述直流母线的输出端连接所述逆变电源电路；所述直流母线用于为所述逆变电源电路提供直流电源。

其中，所述第一滤波电路包括三相输入电感、第一谐波滤波器第二谐波滤波器和第三谐波滤波器；所述三相输入电感的一端与EMI滤波器的输出连接，三相输入电感的另一端作为所述第一滤波电路的输出端；所述第一谐波滤波器、第二谐波滤波器和第三谐波滤波器依次并联在所述第一滤波电路的三相输出线路上。

其中，所述第一谐波滤波器、第二谐波滤波器和第三谐波滤波器的电路结构相同；所述第一谐波滤波器包括第一电感、第二电感、第三电感、第一电容、第二电容和第三电容；所述第一电感的一端、所述第二电感的一端和所述第三电感的一端分别依次连接在所述第一滤波电路的三相输出线路上；所述第三电容的一端与所述第一电感的另一端连接，所述第三电容的另一端与所述第三电感的另一端连接；所述第一电容和所述第二电容依次串联后与所述第三电容并联，所述第一电容和所述第二电容的并联连接端与所述第二电感的另一端连接。

其中，所述逆变电源电路为用于将所述直流母线提供的直流电源转换成焊接或切割工况所需的电压电流的焊割电源、用于将所述直流母线提供的直流电源转换成焊接工况所需的电压电流的焊接电源或/和用于将所述直流母线提供的直流电源转换成切割工况所需的电压电流的切割电源。

其中，所述焊割电源包括依次连接的逆变电路、谐振电路、第二整流电路和第二滤波电路。