[实用新型]单相空气等离子切割机

说明书

本实用新型是一种单相空气等离子切割机。

空气等离子切割机是利用电弧的能量将压缩空气流(也可以是氮气流、氧气流或其它气流)加温到极高温度的等离子态，进面对金属进行热切割，目前，常见的这种切割机的变压器有三个绕线柱，一次线圈与二次圈是在绕线柱上相叠加绕制，变压器结构复杂，二次输出电流不易控制，可靠性差。

本实用新型的目的在于提供一种结构简单，工作可靠的单相空气等离子切割机。

本实用新型是这样实现的：单相空气等离子切割机是由电源主变压器、整流电路、滤波电路、引弧电路和控制电路组成，其特征在于电源主变电器是一个口字形铁芯构成的单相双柱式高漏抗变压器，一次绕组与二次绕组在同一绕线柱上分开绕制，一次绕组、二次绕组分别位于同一绕线柱的端部，中间相距一定的空间距离，利用改变一、二次绕组的空间距离来改变二次输出电压和电流，结构简单，性能稳定。

图1为本实用新型的主变压器结构示意图。

图2为本实用新型的电路原理图。

图3为本实用新型的波形图。

单相空气等离子切割机是由主变压器1、整流电路、滤波电路、引弧电路和控制电路组成，主变压器1是一个口字刑铁芯构成的单相双柱式变压器，铁芯截面与绕组参数设计计算与一般于式功率变压器相同，其特征在于一次绕组2与二次绕组3是在同一绕线柱上分开绕制，一次绕组2和二次绕组分别位于同一绕线柱的上端和下端，两者中间有一定的空间距离，利用改变变压器窗口4尺寸及一、二次绕组间的上、下空间距离，来改变二次输出电压与电流，输出电流小，可使窗口4变窄、变长，也可加大一、二次绕组上、下之间的空间距离，增大输出电流则刚好相反，二次空载电压为160—220V。

整流电路由二极管D₁—D₄组成，其中，二极管的额定电压为空载电压的3—4倍，额定电流为额定输出电流的1.5—2倍。滤波电路是由电容C₁、电感L₁构成，可提高整流电路的空载输出电压，提高了引燃电弧的可靠性，也可使设备输出电压在整个切割过程中高于切割电弧工作电压，如图3所示，U₀为切割机空载电压，它实际上是变压器二次输出的峰值电压；U_CL为滤波器输出电压；U_H为工作弧电压；U为无滤波器时整流桥输出电压。本实用新型的另一特点是在滤波电容C₁的回路内串入了电阻R₁，其作用是电容C₁放电电流过大，过快，而只是提供一个最小的维弧电流，防止在整流输出电压U小于工作电压U_H的瞬间因无能源而使电弧熄灭。R₁值越大，提供的维持电流将越小，小到一定程度，电弧就无法维持，R₁越小，维持电流将越大，R₁过小，C₁的放电过程将过快，使电压U还没有在大于U_H就放电完毕，同样使电弧熄灭，通常R₁取值为1—2欧姆，用增加电容C₁的容量来满足最短放电时间的要求，通常取R₁·C₁＝4ms～5ms。

引弧电路是由电容器C₂、电阻R₂及高频线圈L₂组成，当高频脉冲出现时，通过耦合电容C₂将脉冲加在工件与切割枪之间的气隙上，使气隙被击穿。本实用新型的另一特点是在引弧电路耦合电容C₂的回路中串联电阻R₃，在电容C₂两端电压的作用下，在C₂—R₃—切割枪—气隙—工件—C₂所组成的回路里，立即形成引弧电流，其瞬时值大小受R3的限制，而存在时间则受时间常数C₂·R₃的制约，只要这引弧电流存在的时间长于主电源经电感L₁而建立起最小燃弧电流所需的时间，则切割枪与工件之间就会形成稳定的切割引弧电流，由于C₂、R₃、L₂及气隙组成的引弧回路几乎是无感的，它将大大提高燃弧的准确率。

本实用新型由于采用一、二次绕组分开绕制的高漏抗变压器结构形式，滤波电路中的滤波电容器及引弧电路中的耦合电容器上都串联了一个电阻，使得此种单相切割机结构简单、工作可靠，实用性增强。