CN103510038A - 具有喷涂基体加热功能的双弧电弧喷涂装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种具有喷涂基体加热功能的双弧电弧喷涂装置，包括恒压输出电路、恒压输出电路驱动电路、第一电压电流反馈电路、人机交互界面、主控电路、喷涂枪，所述喷涂枪具有供第一喷涂丝材送入的第一导电嘴和供第二喷涂丝材送入的第二导电嘴；本发明还包括恒流输出电路、恒流输出电路驱动电路、第二电压电流反馈电路，以及第一送丝机和第二送丝机。主控电路通过恒压输出电路驱动电路连接恒压输出电路，通过恒流输出电路驱动电路连接恒流输出电路。本发明通过设置恒流输出电路在主路丝材与喷涂基体之间建立恒流电路，产生辅助电弧，加速融化主路丝材并同时加热喷涂基体，能够获得较好的喷涂效果。

Description

具有喷涂基体加热功能的双弧电弧喷涂装置

技术领域

本发明属于热加工领域，涉及一种窄间隙内金属喷涂基体可加热的双弧电弧喷涂装置。

背景技术

电弧喷涂是热加工技术领域里新近发展起来的一种热喷涂技术，也属于表面工程的重要组成部分。用于设备表面功能喷涂、喷涂成型。其原理是利用两根连续送进的金属作为自耗电极，在其端部产生电弧作为热源，利用压缩空气将熔化了的丝材雾化，并以较高的速度喷向工件表面形成涂层的一种热喷涂方法。因其具有效率高、成本低、操作安全简便、涂层结合强度高和适宜现场原位大面积施工等优点，在国内外得到普遍的重视。在电弧喷涂时，控制合理的电压电流大小保证电弧喷涂的稳定性，可以得到较好的喷涂效果。电压增加会使金属粒子的尺寸有某些增加，造成金属粒子的严重氧化。工作电流的大小，在一定情况下决定电弧喷枪的生产率，喷涂电流与喷涂生产率是成正比的。但是，常规电弧喷涂的电流不能过大，喷涂电流过大，涂层韧性以及结合强度降低，涂层质量降低。

如图1传统电弧喷涂示意图，传统的电弧喷涂技术一般采用单一恒压输出电源装置，使用特定的控制技术和喷涂枪头。喷涂时,两根丝状金属喷涂材料（喷涂丝材）通过送丝装置均匀连续的分别送进电弧喷涂枪中的两个导电嘴内,两个导电嘴分别接电源的正负极并保证两根丝材在未接触前的可靠绝缘。当两根金属丝材端部由于送进而相互接触时,发生短路而产生电弧,使丝材端部瞬间熔化，压缩空气将熔融金属熔化成微熔滴，到达雾化后以很高的速度喷射到工件表面,当具有一定速度和温度的喷涂粒子到达基体表面时，喷涂粒子以一定的动能冲击基材表面，在产生碰撞的瞬间，粒子的动能和大部分热能被基体以热的形式传走，粒子与基体的表面紧密接触产生变形，并迅速冷凝而收缩，呈扁平状粘结在基体上。接之而来的粒子连续不断地冲击基体表面或在其上堆积，通过上述过程，粒子与基体表面之间、粒子与粒子之间就会相互交错地粘结在一起而形成电弧喷涂层。

对于现有的电弧喷涂工艺技术，其共同特点是在两根丝材之间建立稳定的恒压源电路，两路丝材之间形成稳定的电弧，保证丝材的均匀熔化的稳定，喷涂枪能够稳定的工作；常规的电弧喷涂工艺中，喷涂枪与喷涂基体是两个互为独立的整体，一般两者理想的工作距离大约在100mm到150mm之间，普遍适用于在大空间范围内操作；但是当工作面为一些窄间隙空间或细管状金属基体内表面，或者喷涂距离小于20mm内时,传统的电弧喷涂工艺技术无法处在其最佳的工作位内进行工作，这是因为对于传统的电弧喷涂工艺技术而言，由于当喷涂枪与喷涂基体的距离缩短后，直接减少了雾化金属丝材在压缩空气作用下的有效喷射加速距离，加速距离过短导致雾化的丝材到达喷涂基体时速度过低，低速的雾化丝材因得不到足够的动能，便无法获得最大的热能值，这样便降低了雾化丝材的附着喷涂基体的能力，导致喷涂效果不理想。若希望电弧喷涂工艺技术在近距离喷涂时，同样得到其最佳喷涂距离下工作的喷涂效果，可以从有两方面对新型电弧喷涂工艺技术进行设计：（一）、提高压缩空气的压力，使雾化丝材在短距离内加速到足够的速度，获得足够的能量，其问题在于压缩空气压力过高，近距离接触喷涂基体时破坏了喷涂效果，可调节范围不大；（二）、对金属喷涂基体进行预热，在喷涂基体在不发生热变形的前提下，使基体拥有一定的低输入热能值，具有一定热能的金属基体表面粒子活性增强，同样产生一定的粘附力力，便于粒子与基体的表面紧密接触，这样便可以解决低能雾化丝材与冷基体不易接触的问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种具有喷涂基体加热功能的双弧电弧喷涂装置，解决普通电弧喷涂工艺技术在喷涂窄间隙空间范围内的金属材料时，由于喷涂操作空间过窄，常规电弧喷涂工艺无法达到其最佳喷涂距离，而影响喷涂效果的问题；能够在近距离喷涂窄间隙空间范围内的金属材料时，得到较好的喷涂效果。本发明采用的技术方案是：

一种具有喷涂基体加热功能的双弧电弧喷涂装置，包括恒压输出电路、恒压输出电路驱动电路、第一电压电流反馈电路、人机交互界面、主控电路、喷涂枪，所述喷涂枪具有供第一喷涂丝材送入的第一导电嘴和供第二喷涂丝材送入的第二导电嘴；本发明还包括恒流输出电路、恒流输出电路驱动电路、第二电压电流反馈电路，以及第一送丝机和第二送丝机。所述主控电路通过恒压输出电路驱动电路连接恒压输出电路，通过恒流输出电路驱动电路连接恒流输出电路，主控电路还连接人机交互界面、第一电压电流反馈电路、第二电压电流反馈电路、第一送丝机和第二送丝机。

所述人机交互界面用于设定恒压输出电路的输出电压、输出电流参数，以及设定恒流输出电路的输出电压、输出电流参数。

所述恒压输出电路的两个输出端分别连接喷涂枪的第一导电嘴和第二导电嘴，分别与送入第一导电嘴的第一喷涂丝材和送入第二导电嘴的第二喷涂丝材电连接；通过第一电压电流反馈电路检测第一导电嘴和第二导电嘴间的电弧电压和电弧电流并反馈至主控电路，主控电路将反馈的第一导电嘴和第二导电嘴间的电弧电压和电弧电流与相应的设定参数进行比较，并通过恒压输出电路驱动电路控制恒压输出电路中的功率开关管的通断，从而调节恒压输出电路的输出电压和输出电流。

所述恒流输出电路的两个输出端分别连接喷涂枪的第一导电嘴和喷涂基体；通过第二电压电流反馈电路检测第一导电嘴和喷涂基体间的电弧电压和电弧电流并反馈至主控电路，主控电路将反馈的第一导电嘴和喷涂基体间的电弧电压和电弧电流与相应的设定参数进行比较，并通过恒流输出电路驱动电路控制恒流输出电路中的功率开关管的通断，从而调节恒流输出电路的输出电压和输出电流。

主控电路根据第一电压电流反馈电路反馈的电弧电压和第二电压电流反馈电路反馈的电弧电压分别调节第一送丝机和第二送丝机获得匹配的送丝速度。

进一步地，所述恒压输出电路包括整流桥电路BR1、滤波电容C1、功率开关管T1、T2、T3和T4、变压器B1、二极管D1和D2、滤波电感L1。三相交流电的三相分别接至整流桥电路BR1的三个输入端，整流桥电路BR1的正输出端（四端）和负输出端（五端）之间并联有滤波电容C1，整流桥电路BR1的正输出端连接功率开关管T1、T2的集电极，整流桥电路BR1的负输出端连接功率开关管T3、T4的发射极；功率开关管T1的发射极和T4的集电极、以及变压器B1原边的第一输入端相连；功率开关管T2的发射极和T3的集电极、以及变压器B1原边的第二输入端相连；变压器B1副边的第一输出端连接二极管D1的阳极，变压器B1副边的第二输出端连接二极管D2的阳极；变压器B1副边的中心抽头作为恒压输出电路的负输出端连接喷涂枪的第二导电嘴202；二极管D1和D2的阴极相连并连接滤波电感L1的一端，滤波电感L1的另一端作为恒压输出电路的正输出端连接喷涂枪的第一导电嘴201。功率开关管T1、T2、T3、T4的栅极分别与恒压输出电路驱动电路连接，受恒压输出电路驱动电路2的控制。

进一步地，所述恒流输出电路包括整流桥电路BR2、滤波电容C2、功率开关管T5、T6、T7和T8、变压器B2、二极管D3和D4、滤波电感L2。三相交流电的三相分别接至整流桥电路BR2的三个输入端，整流桥电路BR2的正输出端（四端）和负输出端（五端）之间并联有滤波电容C2，整流桥电路BR2的正输出端连接功率开关管T5、T6的集电极，整流桥电路BR2的负输出端连接功率开关管T7、T8的发射极；功率开关管T5的发射极和T8的集电极、以及变压器B2原边的第一输入端相连；功率开关管T6的发射极和T7的集电极、以及变压器B2原边的第二输入端相连；变压器B2副边的第一输出端连接二极管D3的阳极，变压器B2副边的第二输出端连接二极管D4的阳极；变压器B2副边的中心抽头作为恒流输出电路的负输出端连接喷涂基体3；二极管D3和D4的阴极相连并连接滤波电感L2的一端，滤波电感L2的另一端作为恒流输出电路的正输出端连接喷涂枪的第一导电嘴201。功率开关管T5、T6、T7、T8的栅极分别与恒流输出电路驱动电路连接，受恒流输出电路驱动电路的控制。

进一步地，所述第一电压电流反馈电路包括电流传感器LEM1、电压传感器LEM2、恒压输出电流采样及滤波电路和恒压输出电压采样及滤波电路；电压传感器LEM2并联在恒压输出电路的两个输出端间，采样第一导电嘴和第二导电嘴间的电弧电压并反馈给恒压输出电压采样及滤波电路进行滤波处理后，再进一步反馈给主控电路；电流传感器LEM1设在恒压输出电路的一个输出端上，采样第一导电嘴和第二导电嘴间的电弧电流并反馈给恒压输出电流采样及滤波电路进行滤波处理后，再进一步反馈给主控电路。

进一步地，所述第二电压电流反馈电路包括电流传感器LEM3、电压传感器LEM4、恒流输出电流采样及滤波电路和恒流输出电压采样及滤波电路；电压传感器LEM4并联在恒流输出电路的两个输出端间，采样第一导电嘴和喷涂基体间的电弧电压并反馈给恒流输出电压采样及滤波电路进行滤波处理后，再进一步反馈给主控电路；电流传感器LEM3设在恒流输出电路的一个输出端上，采样第一导电嘴和喷涂基体间的电弧电流并反馈给恒流输出电流采样及滤波电路进行滤波处理后，再进一步反馈给主控电路。

本发明的优点：本发明所述的电弧喷涂装置，通过设置的恒流输出电路在主路丝材（即第一喷涂丝材）与喷涂基体之间建立响应性能稳定的恒流电路，使主路丝材与金属喷涂基体之间产生辅助电弧，加速融化主路丝材并同时加热金属喷涂基体，具有一定热能的金属喷涂基体表面粒子活性增强，在近距离喷涂窄间隙空间范围内的金属材料时，雾化粒子可以与基体的表面紧密接触，得到较好的喷涂效果。

附图说明

图1为传统电弧喷涂工艺原理示意图。

图2为双弧电弧喷涂工艺原理示意图。

图3为双弧电弧喷涂恒压电源工作电流示意图。

图4为双弧电弧喷涂恒流电源工作电流示意图。

图5为本发明的系统结构示意图。

图6为功率开关管T1、T3导通，T2、T4关断时恒压输出电路电流流向图。

图7为功率开关管T1、T3关断，T2、T4导通时恒压输出电路电流流向图。

图8为功率开关管T5、T7导通，T6、T8关断时恒流输出电路电流流向图。

图9为功率开关管T5、T7关断，T6、T8导通时恒流输出电路电流流向图。

具体实施方式

下面结合具体附图和实施例对本发明作进一步说明。

图2为本发明的整体电弧喷涂工艺原理示意图。本发明的电源装置通过在第一喷涂丝材101与第二喷涂丝材102之间建立响应性能稳定的恒压输出电路，保证第一喷涂丝材101与第二喷涂丝材102之间接触短路时产生的稳定的恒压电弧，得到丝材持续稳定瞬间熔化；通过在主路丝材(即第一喷涂丝材101)与喷涂基体3之间建立响应性能稳定的恒流输出电路，可以在第一喷涂丝材101与金属喷涂基体3之间产生辅助电弧，通过调整恒流电路输出稳定的电流，加热金属喷涂基体3，并使主路丝材加速融化。

图3、图4为本发明两种电源各自的工作电流流向示意图。当两路电源同时工作时，相比较常规的电弧喷涂工艺，本发明两路电弧的存在，可以保证主路丝材通过两路较低的热输入叠加，得到常规电弧喷涂工艺的丝材雾化量。同时通过使用可靠的驱动电路，进一步提高电源的动态响应性能。丝材与金属喷涂基体3之间建立起的辅助电弧，对金属喷涂基体3进行预加热，确保了低能量的雾化丝材与预热的基体可以较好的粘附在一起。

本发明的系统结构如图5所示。此具有喷涂基体加热功能的双弧电弧喷涂装置，包括恒压输出电路1、恒压输出电路驱动电路2、第一电压电流反馈电路31、人机交互界面5、主控电路6、恒流输出电路7、恒流输出电路驱动电路8、第二电压电流反馈电路32，以及第一送丝机11和第二送丝机12、喷涂枪，所述喷涂枪具有供第一喷涂丝材101送入的第一导电嘴201和供第二喷涂丝材102送入的第二导电嘴202。所述主控电路6通过恒压输出电路驱动电路2连接恒压输出电路1，通过恒流输出电路驱动电路8连接恒流输出电路7，主控电路6还连接人机交互界面5、第一电压电流反馈电路31、第二电压电流反馈电路32、第一送丝机11和第二送丝机12。

所述人机交互界面5用于设定恒压输出电路1的输出电压、输出电流参数，以及设定恒流输出电路7的输出电压、输出电流参数。

所述恒压输出电路1的两个输出端分别连接喷涂枪的第一导电嘴201和第二导电嘴202，分别与送入第一导电嘴201的第一喷涂丝材101和送入第二导电嘴202的第二喷涂丝材102电连接；通过第一电压电流反馈电路31检测第一导电嘴201和第二导电嘴202间的电弧电压和电弧电流并反馈至主控电路6，主控电路6将反馈的第一导电嘴201和第二导电嘴202间的电弧电压和电弧电流与相应的设定参数进行比较，并通过恒压输出电路驱动电路2控制恒压输出电路1中的功率开关管的通断，从而调节恒压输出电路1的输出电压和输出电流。

所述恒流输出电路7的两个输出端分别连接喷涂枪的第一导电嘴201和喷涂基体3；通过第二电压电流反馈电路32检测第一导电嘴201和喷涂基体3间的电弧电压和电弧电流并反馈至主控电路6，主控电路6将反馈的第一导电嘴201和喷涂基体3间的电弧电压和电弧电流与相应的设定参数进行比较，并通过恒流输出电路驱动电路8控制恒流输出电路7中的功率开关管的通断，从而调节恒流输出电路7的输出电压和输出电流。

主控电路6根据第一电压电流反馈电路31反馈的电弧电压和第二电压电流反馈电路32反馈的电弧电压分别调节第一送丝机11和第二送丝机12获得匹配的送丝速度。

上述电路中，恒压输出电路1可以实现恒压输出，用于产生电弧喷涂工艺技术中的主电弧，熔化第一喷涂丝材101与第二喷涂丝材102；恒流输出电路7可以实现恒流输出，用于熔化第一喷涂丝材101以及加热喷涂基体3。恒压输出电路1与恒流输出电路7通过回路中的电压电流反馈电路反馈实测电压值与电流值到主控电路6，主控电路6根据人机交互界面5设定的参数值通过恒压输出电路驱动电路2调节恒压输出电路1，通过电路驱动电路8调节恒流输出电路7，并根据反馈的电弧电压调节第一送丝机11和第二送丝机12获得相匹配的送丝速度。所述的恒压输出电路1输出可调电压范围为20V—80V，输出电流范围为100-300A；所述的恒流输出电路7输出可调电压范围为50V—200V，输出电流范围为50-100A。

本发明以全桥电路构建恒流输出电路7，作为最佳实施方式，也可以通过其它拓扑结构来实现恒流输出电路7。同样以全桥电路构建恒压输出电路1，作为最佳实施方式，也可以通过其它拓扑结构来实现恒压输出电路1。

具体地，所述恒压输出电路1包括整流桥电路BR1、滤波电容C1、功率开关管T1、T2、T3和T4、变压器B1、二极管D1和D2、滤波电感L1。三相交流电的三相分别接至整流桥电路BR1的三个输入端（一、二、三端），整流桥电路BR1的正输出端（四端）和负输出端（五端）之间并联有滤波电容C1，整流桥电路BR1的正输出端连接功率开关管T1、T2的集电极，整流桥电路BR1的负输出端连接功率开关管T3、T4的发射极；功率开关管T1的发射极和T4的集电极、以及变压器B1原边的第一输入端（一端）相连；功率开关管T2的发射极和T3的集电极、以及变压器B1原边的第二输入端（二端）相连；变压器B1副边的第一输出端（三端）连接二极管D1的阳极，变压器B1副边的第二输出端（五端）连接二极管D2的阳极；变压器B1副边的中心抽头（四端）作为恒压输出电路1的负输出端连接喷涂枪的第二导电嘴202；二极管D1和D2的阴极相连并连接滤波电感L1的一端，滤波电感L1的另一端作为恒压输出电路1的正输出端连接喷涂枪的第一导电嘴201。功率开关管T1、T2、T3、T4的栅极分别与恒压输出电路驱动电路2连接，受恒压输出电路驱动电路2的控制。

通过恒压输出电路驱动电路2控制功率开关管T1、T3同时导通，以及控制功率开关管T2、T4同时导通，其中T1、T3和T2、T4的导通时刻相反，相位相差180度。三相交流电通过整流桥电路BR1整流之后变为单向直流电，电流从整流桥电路BR1的四端流出。如图6所示，当驱动电路控制功率开关管T1、T3同时导通，T2、T4同时关断时，即全桥电路中T1、T3导通，T2、T4截止，功率开关管T1、变压器B1原边、功率开关管T3三者之间形成通路，电流先后流经功率开关管T1、变压器B1原边、功率开关管T3，然后回到整流桥电路BR1的五端，相对于变压器B1原边而言，电流在内部从一端流向二端，变压器B1的副边电流从四端流入，从三端流出，进过二极管D1流向滤波电感L1。如图7所示，当驱动电路控制功率开关管T1、T3同时关断，T2、T4同时导通时，即全桥电路中T1、T3截止，T2、T4导通，功率开关管T2、变压器B1原边、功率开关管T4三者之间形成通路，电流先后流经功率开关管T2、变压器B1原边、功率开关管T4，然后回到整流桥电路BR1的五端，相对于变压器B1原边而言，电流在内部从二端流向一端，变压器B1的副边电流从四端流入，从五端流出，经过二极管D2流向滤波电感L1。

通过交替控制两组功率开关管的导通与关断，电流导通方向也交替改变，这样经过整流桥电路BR1整流后的直流电在变压器B1原边处形成了交流电，经过变压器B1副边两路二极管D1、D2的交替工作，交流电又转为直流电，直流电经过滤波电感L1的作用，得到稳定恒压输出效果。通过改变两组功率开关管的开通关断的时间比，可以调节输出电压的大小。

具体地，所述恒流输出电路7包括整流桥电路BR2、滤波电容C2、功率开关管T5、T6、T7和T8、变压器B2、二极管D3和D4、滤波电感L2。三相交流电的三相分别接至整流桥电路BR2的三个输入端（一、二、三端），整流桥电路BR2的正输出端（四端）和负输出端（五端）之间并联有滤波电容C2，整流桥电路BR2的正输出端连接功率开关管T5、T6的集电极，整流桥电路BR2的负输出端连接功率开关管T7、T8的发射极；功率开关管T5的发射极和T8的集电极、以及变压器B2原边的第一输入端（一端）相连；功率开关管T6的发射极和T7的集电极、以及变压器B2原边的第二输入端（二端）相连；变压器B2副边的第一输出端（三端）连接二极管D3的阳极，变压器B2副边的第二输出端（五端）连接二极管D4的阳极；变压器B2副边的中心抽头（四端）作为恒流输出电路7的负输出端连接喷涂基体3；二极管D3和D4的阴极相连并连接滤波电感L2的一端，滤波电感L2的另一端作为恒流输出电路7的正输出端连接喷涂枪的第一导电嘴201。功率开关管T5、T6、T7、T8的栅极分别与恒流输出电路驱动电路8连接，受恒流输出电路驱动电路8的控制。

通过恒流输出电路驱动电路8控制功率开关管T5、T7同时导通，以及控制功率开关管T6、T8同时导通，其中T5、T7和T6、T8的导通时刻反相，相位相差180度。三相交流电通过整流桥电路BR2整流之后变为单向直流电，电流从整流桥电路BR2的四端流出，恒流输出电路的全桥电路工作原理与恒压输出电路的全桥电路工作原理相同，如图8所示，当通过驱动电路控制功率开关管T5、T7同时导通，T6、T8同时关断时，即全桥电路中T5、T7导通，T6、T8截止，功率开关管T5、变压器B2原边、功率开关管T7三者之间形成通路，电流先后流经功率开关管T5、变压器B2原边、功率开关管T7，然后回到整流桥电路BR2的五端，相对于变压器B2原边而言，电流在内部从一端流向二端，变压器B2的副边电流从四端流入，从三端流出，经过二极管D3流向滤波电感L2。如图9所示，当驱动电路控制功率开关管T5、T7同时关断，T6、T8同时导通时，即全桥电路中T5、T7截止，T6、T8导通，功率开关管T6、变压器B2原边、功率开关管T8三者之间形成通路，电流先后流经功率开关管T6、变压器B2原边、功率开关管T8，然后回到整流桥电路BR2的五端，相对于变压器B2原边而言，电流在内部从二端流向一端，变压器B2的副边电流从四端流入，从五端流出，经过二极管D4流向滤波电感L2。

通过交替控制两组功率开关管的导通与关断，电流导通方向也交替改变，这样经过整流桥电路BR2整流后的直流电在变压器B2原边处形成了交流电，经过变压器B2副边两路二极管D3、D4的交替工作，交流电又转为直流电，经过滤波电感L2的作用，得到稳定输出效果。通过改变两组功率开关管的开通关断的时间比，可以调节输出电压的大小，进而可以得到稳定的恒流输出电路。

当电弧喷涂枪工作过程时，恒压输出电路1输出稳定的电压，丝材101、102分别接恒压输出电路电源的正负极并保证两根丝材在未接触前的可靠绝缘，当两根金属丝材端部由于送进而相互接触时,发生短路而产生电弧,使丝材端部瞬间熔化。恒流输出电路7输出稳定的电流，丝材101、喷涂基体3分别接恒流输出电路电源的正负极，丝材101与金属喷涂基体3间产生电弧，使丝材101加速融化，同时因电弧的存在对喷涂基体3进行加热。

所述第一电压电流反馈电路31包括电流传感器LEM1、电压传感器LEM2、恒压输出电流采样及滤波电路3和恒压输出电压采样及滤波电路4。电压传感器LEM2并联在恒压输出电路1的两个输出端间，采样第一导电嘴201和第二导电嘴202间的电弧电压并反馈给恒压输出电压采样及滤波电路4进行滤波处理后，再进一步反馈给主控电路6。电流传感器LEM1设在恒压输出电路1的正输出端上，采样第一导电嘴201和第二导电嘴202间的电弧电流并反馈给恒压输出电流采样及滤波电路3进行滤波处理后，再进一步反馈给主控电路6。

所述第二电压电流反馈电路32包括电流传感器LEM3、电压传感器LEM4、恒流输出电流采样及滤波电路9和恒流输出电压采样及滤波电路10。电压传感器LEM4并联在恒流输出电路7的两个输出端间，采样第一导电嘴201和喷涂基体3间的电弧电压并反馈给恒流输出电压采样及滤波电路10进行滤波处理后，再进一步反馈给主控电路6。电流传感器LEM3设在恒流输出电路7的负输出端上，采样第一导电嘴201和喷涂基体3间的电弧电流并反馈给恒流输出电流采样及滤波电路9进行滤波处理后，再进一步反馈给主控电路6。

在工作过程中，电压传感器LEM2用于反馈恒压输出电路1的输出电压，电流传感器LEM1用于反馈恒压输出电路1的输出电流；电压传感器LEM4用于反馈恒流输出电路7的输出电压，电流传感器LEM3用于反馈恒流输出电路7的输出电流。将所有反馈结果送给主控电路6后，主控电路6将反馈结果与人机交互电路5设定的参数分别进行比较运算，传递信号给功率开关管T1、T2、T3、T4的驱动电路以及T5、T6、T7、T8的驱动电路，并分别调节两组功率开关管内部两对之间的导通和关断，最终实现输出电流和电压参数分别与人机交互界面9设定值相等。

Claims (6)

1.一种具有喷涂基体加热功能的双弧电弧喷涂装置，包括恒压输出电路(1)、恒压输出电路驱动电路(2)、第一电压电流反馈电路(31)、人机交互界面(5)、主控电路(6)、喷涂枪，所述喷涂枪具有供第一喷涂丝材(101)送入的第一导电嘴(201)和供第二喷涂丝材(102)送入的第二导电嘴(202)，其特征在于：所述双弧电弧喷涂装置还包括恒流输出电路(7)、恒流输出电路驱动电路(8)、第二电压电流反馈电路(32)，以及第一送丝机(11)和第二送丝机(12)；

所述主控电路(6)通过恒压输出电路驱动电路(2)连接恒压输出电路(1)，通过恒流输出电路驱动电路(8)连接恒流输出电路(7)，主控电路(6)还连接人机交互界面(5)、第一电压电流反馈电路(31)、第二电压电流反馈电路(32)、第一送丝机(11)和第二送丝机(12)；

所述人机交互界面(5)用于设定恒压输出电路(1)的输出电压、输出电流参数，以及设定恒流输出电路(7)的输出电压、输出电流参数；

所述恒压输出电路(1)的两个输出端分别连接喷涂枪的第一导电嘴(201)和第二导电嘴(202)；

通过第一电压电流反馈电路(31)检测第一导电嘴(201)和第二导电嘴(202)间的电弧电压和电弧电流并反馈至主控电路(6)，主控电路(6)将反馈的第一导电嘴(201)和第二导电嘴(202)间的电弧电压和电弧电流与相应的设定参数进行比较，并通过恒压输出电路驱动电路(2)控制恒压输出电路(1)中的功率开关管的通断，从而调节恒压输出电路(1)的输出电压和输出电流；

所述恒流输出电路(7)的两个输出端分别连接喷涂枪的第一导电嘴(201)和喷涂基体(3)；

通过第二电压电流反馈电路(32)检测第一导电嘴(201)和喷涂基体(3)间的电弧电压和电弧电流并反馈至主控电路(6)，主控电路(6)将反馈的第一导电嘴(201)和喷涂基体(3)间的电弧电压和电弧电流与相应的设定参数进行比较，并通过恒流输出电路驱动电路(8)控制恒流输出电路(7)中的功率开关管的通断，从而调节恒流输出电路(7)的输出电压和输出电流。

2.主控电路(6)根据第一电压电流反馈电路(31)反馈的电弧电压和第二电压电流反馈电路(32)反馈的电弧电压分别调节第一送丝机(11)和第二送丝机(12)获得匹配的送丝速度。

3.如权利要求1所述的具有喷涂基体加热功能的双弧电弧喷涂装置，其特征在于：所述恒压输出电路(1)包括整流桥电路BR1、滤波电容C1、功率开关管T1、T2、T3和T4、变压器B1、二极管D1和D2、滤波电感L1；

三相交流电的三相分别接至整流桥电路BR1的三个输入端，整流桥电路BR1的正输出端和负输出端之间并联有滤波电容C1，整流桥电路BR1的正输出端连接功率开关管T1、T2的集电极，整流桥电路BR1的负输出端连接功率开关管T3、T4的发射极；功率开关管T1的发射极和T4的集电极、以及变压器B1原边的第一输入端相连；功率开关管T2的发射极和T3的集电极、以及变压器B1原边的第二输入端相连；变压器B1副边的第一输出端连接二极管D1的阳极，变压器B1副边的第二输出端连接二极管D2的阳极；变压器B1副边的中心抽头作为恒压输出电路(1)的负输出端连接喷涂枪的第二导电嘴202；二极管D1和D2的阴极相连并连接滤波电感L1的一端，滤波电感L1的另一端作为恒压输出电路(1)的正输出端连接喷涂枪的第一导电嘴201；

功率开关管T1、T2、T3、T4的栅极分别与恒压输出电路驱动电路(2)连接，受恒压输出电路驱动电路(2)的控制。

4.如权利要求1所述的具有喷涂基体加热功能的双弧电弧喷涂装置，其特征在于：所述恒流输出电路(7)包括整流桥电路BR2、滤波电容C2、功率开关管T5、T6、T7和T8、变压器B2、二极管D3和D4、滤波电感L2；

三相交流电的三相分别接至整流桥电路BR2的三个输入端，整流桥电路BR2的正输出端和负输出端之间并联有滤波电容C2，整流桥电路BR2的正输出端连接功率开关管T5、T6的集电极，整流桥电路BR2的负输出端连接功率开关管T7、T8的发射极；功率开关管T5的发射极和T8的集电极、以及变压器B2原边的第一输入端相连；功率开关管T6的发射极和T7的集电极、以及变压器B2原边的第二输入端相连；变压器B2副边的第一输出端连接二极管D3的阳极，变压器B2副边的第二输出端连接二极管D4的阳极；变压器B2副边的中心抽头作为恒流输出电路(7)的负输出端连接喷涂基体3；二极管D3和D4的阴极相连并连接滤波电感L2的一端，滤波电感L2的另一端作为恒流输出电路(7)的正输出端连接喷涂枪的第一导电嘴201；

功率开关管T5、T6、T7、T8的栅极分别与恒流输出电路驱动电路(8)连接，受恒流输出电路驱动电路(8)的控制。

5.如权利要求1所述的具有喷涂基体加热功能的双弧电弧喷涂装置，其特征在于，所述第一电压电流反馈电路(31)包括电流传感器LEM1、电压传感器LEM2、恒压输出电流采样及滤波电路(3)和恒压输出电压采样及滤波电路(4)；

电压传感器LEM2并联在恒压输出电路(1)的两个输出端间，采样第一导电嘴(201)和第二导电嘴(202)间的电弧电压并反馈给恒压输出电压采样及滤波电路(4)进行滤波处理后，再进一步反馈给主控电路(6)；

电流传感器LEM1设在恒压输出电路(1)的一个输出端上，采样第一导电嘴(201)和第二导电嘴(202)间的电弧电流并反馈给恒压输出电流采样及滤波电路(3)进行滤波处理后，再进一步反馈给主控电路(6)。

6.如权利要求1所述的具有喷涂基体加热功能的双弧电弧喷涂装置，其特征在于，所述第二电压电流反馈电路(32)包括电流传感器LEM3、电压传感器LEM4、恒流输出电流采样及滤波电路(9)和恒流输出电压采样及滤波电路(10)；

电压传感器LEM4并联在恒流输出电路(7)的两个输出端间，采样第一导电嘴(201)和喷涂基体(3)间的电弧电压并反馈给恒流输出电压采样及滤波电路(10)进行滤波处理后，再进一步反馈给主控电路(6)；

电流传感器LEM3设在恒流输出电路(7)的一个输出端上，采样第一导电嘴(201)和喷涂基体(3)间的电弧电流并反馈给恒流输出电流采样及滤波电路(9)进行滤波处理后，再进一步反馈给主控电路(6)。

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