[发明专利]超小逆变节能型空气等离子切割机

说明书

本发明涉及一种空气等离子切割机具体地说是用超小逆变节能型、整流电路为主机的等离子切割机。

等离子切割机长期以来以笨重的变压器为切割主机，而引弧无法排除高频高压的切割技术问题，因为切割机及等离子弧割炬的故障根源来自于击穿方面的损坏。电气线路的损坏来自于高频高压，割炬的95%以上损坏原因是来自于高频高压引弧时未成或引弧不佳而造成的，高频高压的渗入也很容易造成机器设备中的电子器件的损坏，而使整机设备损坏，而且高频高压也会通过电源幅射干扰邻近的电子设备，如计算机、微机的工作等。另外以变压器为主机的切割设备，因笨重，体积大，所以在工作场地的移动也十分困难，而且浪费电能与材料，如变压器的铁芯，铜线材料及机壳的增大等，电损如变压器的铁损，线损及变压器所做的无用功功率等。所以长期以来，我国在切割机的程控领域中总是迟迟不前。

本发明的目的则是针对上述存在的问题，设计了一种无需主变压器、高频高压，而采用超小逆变节能型空气等离子切割机来达到节能、节料的目的。它对任何电子仪器的设备无干扰损坏，并能与各种微机及程控数控设备配套使用。

本发明技术解决方案：

一种由整流电路，控制电路，指令器组成的超小逆变节能型空气等离子切割机，其特征是市电源A、B、C三相分别连接逆变节能器的初端，逆变节能器的末端分别连接可控硅的正极端，可控硅的负极端并联接到中间继电器触点K2-1，逆变节能器逆变端的初端并线接通，逆变端的末端接硅整流全桥二极管（全桥二极管为二只串联分成三组，逆变端的末端接各组串联二极管的中点端），硅整流全桥二极端并接到中间继电器K2-1，正极端接至工件上，可控硅的各触发极连接通到触发电路的电阻R1、R2、R3上，电阻R1、R2R3通过三极管V1、V2V3连通到控制电路中。

本发明的优点：

本发明使切割机中的超小逆变节能器改变了传统的变压限流方式，即利用降压限流中所做的无用功功率进行逆变转换成有用功叠加到切割工作电压中，使无用功所做的热温彻底消除，故整机暂载率提高。本切割机体积小，重量轻，集成化程度高，结构优化，无空截电压输出，节能、节料，对市电源起到良好的线性补偿，比一般等离子切割机寿命提高近10倍。

图1是本发明电原理图。

下面结合附图对本发明作进一步描述：

当指令器发出信号，集成封装件IC-2（控制电路）进入工作，集成封装件IC-1（整流电路）导通电源并整流提供切割工作电压，由于本超小逆变节能器的初端为了降压限流所做的无用功被逆变端逆变为有用功，从而使机体内的热温散除，提高了暂载率，整个机体内都是电子集成化封装件。在特殊情别下，为了提高整机的安全因素，将市电源的各相相线全部渗入集成封装件IC-1。因此，不管在任何一相断、缺的情况下，都能自动关闭各集成封装件中的各控制系统并自动切断输入电源。在工件回路中装有安全比较电压，在工件电压有变化上升时集成封装件IC-2中的中央处理器迅速发出信号自动切断输入电源，达到两极保护的措施。

其工作过程是：将A、B、C、N分别接入三相四线供电网络中，外壳接大地，合上三相电源开关K101，控制开关K102，电源指示灯D1发光。此时整机处于静态工作状态，只要按下切割按钮开关AN即可进行切割。整机工作过程是：在控制电路中，按下切割钮开关AN，使逻辑与门门电路C1输入端由高电平变为低电平，输出端翻转控制逻辑门门电路C2、门电路C3使三极管V4、V5由截止变为导通，中间继电器K1吸合，由于中间继电器K1吸合，使可控硅触发电路处于导通状态，此时可控硅尚未导通，因为还没有触发电压，要等割炬接触工件短路引弧同时二极管V1、V2、V3正极才得到触发电压。当可控硅处于导通状态时，主电源回路全部导通，开始正常切割。切割完毕，放开按钮开关AN，使逻辑门门电路C1由低电平变为高电平，门电路C1输出端电平翻转，门电路C1、门电路C3输出端相应翻转，使三极管V4、V5由导通变为截止，中间继电器K1失电，可控硅触发电路开路失电而停止工作，主回路失电，整机停止工作。安全保护电路由中间继电器K3、K2等组成，如果本机在切割过程中供电网络中性线偏移或本机自身主回路发生故障，使切割工件与大地产生电位差，只要电位差电压大于20V，中间继电器K3马上吸合，中间继电器K3吸合后通过中间继电器触点K3-2将低电平送入与非门门电路C2输入端，使门电路C2输出端翻转，三极管V4、V5由导通变成截止，使可控硅触发电路失电，由于可控硅无触发电压，所以主回路无输出电压，使切割机被迫强行停止，对人生及设备安全保护提供了可靠的保证，中间继电器K2串联在中性线与可控硅阳极之间，中间还通过中间继电器触点K1-1、K1-2、K1-3常闲触点，当本机在切割时，中间继电器K1常闭触点断开，中间继电器K2无法得电，故中间继电器K2不动作。当本机处于静态状态时，由于可控硅无维持电流而将主回路切断，E点无电压，中间继电器K2也不动作，万一在整机静态时可控硅元件发生故障（漏电或击穿），电压及电流将会通过中间继电器触点K1-1、K1-2、K1-3常闭触点及电阻R4，中间继电器K2线圈与中性线产生回路，使中间继电器K2动作将中间继电器触点K2-1常闭触点断开，使割炬与主电源隔离。当中间继电器K2或中间继电器K3中任何一个线圈得电动作，蜂呜器F1立即发出警告声，同时警告灯D2发光显示，实际上中间继电器K2是在整机静态时起着安全保护的作用，中间继电器K3是在整机处在工作状态时起着安全保护的作用。本机采用可控硅元件作为主电源、整流装置。