CN104259672A - Yag激光切割电源电路系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种YAG激光切割电源电路系统，包括主控制电路、充放电电路和电源，所述电源包括三相电源和市电电源，三相电源包括电源开关，所述充放电电路设有两个，两个所述充放电电路之间并联连接，每一个所述充放电电路分别与所述三相电源电性连接，每一个所述充放电电路分别与所述市电电源电性连接，每一个所述充放电电路分别与所述主控制电路电性连接。与现有技术相比，本发明采用两个并联的充放电电路，增加了激光切割电源的功率，从而加快了切割速度；所述主控制电路能够实现对整个电源电路系统的控制功能，电源的响应速度快，产品一致性好，具有更高的可靠性、更小的体积、更强的抗干扰能力。

Description

YAG激光切割电源电路系统

技术领域

本发明涉及一种电源电路系统，尤其涉及一种YAG激光切割电源电路系统。

背景技术

随着科技的发展，激光切割技术的应用越来越广泛，逐步取代了大多数传统加工工艺，激光切割器已经应用于很多制造行业。激光切割电源主要用于将高压交流电转换成高稳定性的脉冲直流电源，从而为激光切割器的泵浦灯提供工作电源。现有的激光切割电源功率一般只能达到12KW，很难再提高功率，且现有激光切割电源不能及时充放电，放电时间较长，影响切割效率和切割效果。

因此，有必要提供一种新的激光切割电源来解决上述问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种充放电及时、放电时间间隔短、切割速度快的YAG激光切割电源电路系统。

为了实现上述目的，本发明所采用的技术方案如下：

一种YAG激光切割电源电路系统，包括主控制电路、充放电电路和电源，所述电源包括三相电源和市电电源，所述三相电源包括电源开关，所述三相电源还包括第一电源输出端、第二电源输出端和第三电源输出端，所述市电电源包括火线和零线，所述充放电电路设有两个，两个所述充放电电路之间并联连接，每一个所述充放电电路分别与所述三相电源电性连接，每一个所述充放电电路分别与所述市电电源电性连接，每一个所述充放电电路分别与所述主控制电路电性连接。

优选的，每一个所述充放电电路包括整流单元、充放电单元、驱动单元和子控制单元，所述整流单元、充放电单元、驱动单元和子控制单元依次电性连接，所述驱动单元进一步与所述子控制单元电性连接。

优选的，所述YAG激光切割电源电路系统还包括第一接触器、第二接触器和第三接触器，所述第一接触器包括第一线圈、第一常开触头和第一自锁常开触头，所述第三接触器包括第三线圈、第三常开触头和第三常闭触头，所述第二接触器包括第二线圈、第二常开触头、第二常闭触头和第二延时闭合触头，所述第二常开触头包括第一至第三触点，所述第一触点的第一端分别与所述第一电源输出端、所述火线电性连接，所述第二触点的第一端分别与所述第二电源输出端、所述第一常开触头的第一端电性连接，所述第三触点的第一端与所述第三电源输出端电性连接，所述第一至第三触点的第二端均分别与所述整流单元的三个输入端电性连接；所述第一常开触头的第二端分别与所述第一双向可控硅晶闸管的第一端、所述第二延时闭合触头的第一端电性连接，所述第一双向可控硅晶闸管与所述第二线圈的第一端连接，所述第二线圈的第二端接所述零线，所述第二延时闭合触头的第二端与所述第三线圈的第一端电性连接，所述第三线圈的第二端接所述零线。

优选的，所述整流单元的第一输出端与所述充放电单元的第一输入端电性连接，所述整流单元的第二输出端与所述充放电单元的第二输入端电性连接。

优选的，所述充放电单元包括第一电感、第一电阻、第二电阻、所述第二常闭触头、所述第三常开触头和电解电容，所述第一电感的第一端形成所述充放电电路第一输入端，所述第一电感的第二端与所述第三常开触头的第一端电性连接，所述第三常开触头与所述第一电阻并联连接，所述第三常开触头的第二端分别与所述电解电容的正极、第二常闭触头的第一端电性连接，第二常闭触头的第二端与所述第二电阻的第一端电性连接，所述第二电阻的第二端形成所述充放电电路的第二输入端，所述电解电容的负极与所述第二电阻的第二端电性连接。

优选的，所述驱动单元包括IGBT驱动电路、IGBT、变压器，所述IGBT驱动电路与所述变压器电性连接，所述IGBT驱动电路进一步分别与所述IGBT的门极和发射极电性连接，所述IGBT的发射极进一步与所述电解电容的负极电性连接。

优选的，所述子控制单元包括第一二极管、第二二极管、第二电感、电流传感器、灯管、点灯板、第四接触器，所述第四接触器包括第四线圈和第四常开触头，所述第二二极管的阳极分别与所述IGBT的集电极、第二电感的第一端电性连接，所述第二二极管的阴极分别与所述电解电容的正极、第一二极管的阳极电性连接，第一二极管的阴极与电流传感器的第一端电性连接，电流传感器的第二端与所述第四常开触头的第一端电性连接，第四常开触头的第二端分别与所述灯管的第一端、所述点灯板的第一端电性连接；所述第二电感的第二端分别与所述灯管的第二端、所述点灯板的第二端电性连接，所述点灯板的第三端与所述第四线圈的第一端电性连接，所述第四线圈的第二端接所述零线。

优选的，所述YAG激光切割电源电路系统还包括急停开关，钥匙开关、关机开关、启动开关和风扇，所述风扇与所述第一线圈并联连接，所述急停开关，钥匙开关、关机开关依次串联连接，所述启动开关与所述第三常闭触头串联连接以后再与所述第一自锁常开触头并联连接，其中，所述急停开关的第一端连接所述第三电源输出端，所述急停开关的第二端连接所述钥匙开关的第一端，所述钥匙开关的第二端连接所述关机开关的第一端，所述关机开关的第二端与所述第一自锁常开触头的第一端电性连接，所述第一自锁常开触头的第二端与所述第一线圈的第一端电性连接，所述第一线圈的第二端接所述零线。

优选的，所述YAG激光切割电源电路系统还包括水泵、第五接触器和第二双向可控硅晶闸管，所述第五接触器包括第五线圈和第五常开触头，所述第五常开触头包括第四至第六触点，所述第四至第六触点的第一端分别与所述第一至第三触点的第一端电性连接，所述第四至第六触点的第二端与所述水泵电性连接，所述第五线圈与所述第二双向可控硅晶闸管串联连接在所述第一常开触头的第二端与所述零线之间。

与现有技术相比，本发明YAG激光切割电源电路系统的有益效果在于：本发明采用两个并联的充放电电路，增加了激光切割电源的功率，从而加快了切割速度；所述主控制电路能够实现对整个电源电路系统的控制功能，电源的响应速度快，产品一致性好，具有更高的可靠性、更小的体积、更强的抗干扰能力；能够根据所述电流传感器采集的激光能量数据自动调节激光能量，降低每次出光能量的误差；采用多种智能光闸控制，控制简单方便。

附图说明

图1为本发明YAG激光切割电源电路系统的电路结构示意图。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明进一步进行描述。

请参阅图1所示，本发明YAG(钇铝石榴石)激光切割电源电路系统，包括主控制电路1、充放电电路2、电源3、风扇5、第一接触器、第二接触器和第三接触器，所述电源3包括三相电源和市电电源，所述三相电源包括电源开关K1，所述三相电源还包括第一电源输出端、第二电源输出端和第三电源输出端，所述市电电源包括火线和零线，所述充放电电路2设有两个，两个所述充放电电路2之间并联连接，每一个所述充放电电路2分别与所述三相电源电性连接，每一个所述充放电电路2分别与所述市电电源电性连接，每一个所述充放电电路2分别与所述主控制电路1电性连接。每一个所述充放电电路2包括整流单元201、充放电单元202、驱动单元203和子控制单元204，所述整流单元201、充放电单元202、驱动单元203和子控制单元204依次电性连接，所述驱动单元203进一步与所述子控制单元204电性连接。所述整流单元201的第一输出端与所述充放电单元202的第一输入端电性连接，所述整流单元201的第二输出端与所述充放电单元202的第二输入端电性连接。

其中，所述第一接触器包括第一线圈J1、第一常开触头J1-1和第一自锁常开触头J1-2，所述第二接触器包括第二线圈J2、第二常开触头J2-1、第二常闭触头J2-2和第二延时闭合触头J2-3，所述第三接触器包括第三线圈J3、第三常开触头J3-1和第三常闭触头J3-2。所述第二常开触头J2-1包括第一至第三触点，所述第一触点的第一端分别与所述第一电源输出端、所述火线电性连接，所述第二触点的第一端分别与所述第二电源输出端、所述第一常开触头J1-1的第一端电性连接，所述第三触点的第一端与所述第三电源输出端电性连接，所述第一至第三触点的第二端均分别与所述整流单元201的三个输入端电性连接；所述第一常开触头J1-1的第二端分别与所述第一双向可控硅晶闸管KS1的第一端、所述第二延时闭合触头J2-3的第一端电性连接，所述第一双向可控硅晶闸管KS1与所述第二线圈J2的第一端连接，所述第二线圈J2的第二端接所述零线，所述第二延时闭合触头J2-3的第二端与所述第三线圈J3的第一端电性连接，所述第三线圈J3的第二端接所述零线。

在本实施例中，所述充放电单元202包括第一电感L1、第一电阻R1、第二电阻R2、所述第二常闭触头J2-2、所述第三常开触头J3-1和电解电容，所述第一电感L1的第一端形成所述充放电电路2第一输入端，所述第一电感L1的第二端与所述第三常开触头J3-1的第一端电性连接，所述第三常开触头J3-1与所述第一电阻R1并联连接，所述第三常开触头J3-1的第二端分别与所述电解电容的正极、第二常闭触头J2-2的第一端电性连接，第二常闭触头J2-2的第二端与所述第二电阻R2的第一端电性连接，所述第二电阻R2的第二端形成所述充放电电路2的第二输入端，所述电解电容的负极与所述第二电阻R2的第二端电性连接。

所述驱动单元203包括IGBT(绝缘栅双极型晶体管)、IGBT驱动电路、变压器，所述IGBT驱动电路与所述变压器电性连接，所述IGBT驱动电路进一步分别与所述IGBT的门极和发射极电性连接，所述IGBT的发射极进一步与所述电解电容的负极电性连接。

所述子控制单元204包括第一二极管D1、第二二极管D2、第二电感L2、电流传感器LEM、灯管4、点灯板、第四接触器，所述第四接触器包括第四线圈J4和第四常开触头J4-1，所述第二二极管D2的阳极分别与所述IGBT的集电极、第二电感L2的第一端电性连接，所述第二二极管D2的阴极分别与所述电解电容的正极、第一二极管D1的阳极电性连接，第一二极管D1的阴极与电流传感器LEM的第一端电性连接，电流传感器LEM的第二端与所述第四常开触头J4-1的第一端电性连接，第四常开触头J4-1的第二端分别与所述灯管4的第一端、所述点灯板的第一端电性连接；所述第二电感L2的第二端分别与所述灯管4的第二端、所述点灯板的第二端电性连接，所述点灯板的第三端与所述第四线圈J4的第一端电性连接，所述第四线圈J4的第二端接所述零线。

在具体应用时，为了更好地控制整个电源电路系统，降低电路温度，所述YAG激光切割电源电路系统还可以设置急停开关K2，钥匙开关K3、关机开关K4、启动开关K5和风扇5，所述风扇5与所述第一线圈J1并联连接，所述急停开关K2，钥匙开关K3、关机开关K4依次串联连接，所述启动开关K5与所述第三常闭触头J3-2串联连接以后再与所述第一自锁常开触头J1-2并联连接，其中，所述急停开关K2的第一端连接所述第三电源输出端，所述急停开关K2的第二端连接所述钥匙开关K3的第一端，所述钥匙开关K3的第二端连接所述关机开关K4的第一端，所述关机开关K4的第二端与所述第一自锁常开触头J1-2的第一端电性连接，所述第一自锁常开触头J1-2的第二端与所述第一线圈J1的第一端电性连接，所述第一线圈J1的第二端接所述零线。

所述YAG激光切割电源电路系统还包括水泵W、第五接触器和第二双向可控硅晶闸管KS2，所述第五接触器包括第五线圈J5和第五常开触头J5-1，所述第五常开触头J5-1包括第四至第六触点，所述第四至第六触点的第一端分别与所述第一至第三触点的第一端电性连接，所述第四至第六触点的第二端与所述水泵W电性连接，所述第五线圈J5与所述第二双向可控硅晶闸管KS2串联连接在所述第一常开触头J1-1的第二端与所述零线之间。

以控制一个所述充放电电路2工作为例，本发明的工作原理为：所述电源3为整个电源电路系统提供电能，当所述电源开关K1、急停开关K2、钥匙开关K3、关机开关K4和启动开关K5全部闭合以后，所述第一线圈J1通电，所述第一自锁常开触头J1-2闭合，将所述启动开关K5和两个第三常闭触头J3-2(1J3-2)短路，同时所述第一常开触头J1-1闭合，所述第五线圈J5和所述第二线圈J2通电，所述第二常开触头J2-1闭合，第二常闭触头J2-2断开，所述整流单元201将交流电整流成直流电，接着所述第二延时闭合触头J2-3闭合，使所述第三线圈J3通电，所述第三常开触头J3-1闭合，所述直流电给所述电解电容充电。

当需要放电时，断开所述电源开关K1或急停开关K2或钥匙开关K3或关机开关K4，所述第二线圈J2断电，所述第二常开触头J2-1断开，第二常闭触头J2-2闭合，所述电解电容利用所述第二电阻R2消耗电能进行放电。

所述点灯板使所述第四线圈J4通电，所述第四常开触头J4-1闭合，所述主控制电路1控制所述IGBT导通，当所述电解电容储存的电量达到一定值时，所述灯管4被击穿发光，所述点灯板被短路，所述第四线圈J4断电，所述第四常开触头J4-1断开，所述灯管4不发光，所述点灯板与灯管4之间形成开路，所述第四线圈J4通电，如此循环往复。

在应用本发明时，切割10MM厚的碳钢，速度在5MM/S，斜度为小于1度，参数设置为：电流220A，2.2ms，300HZ，能够完全达到要求，切割效果非常理想，边缘很光滑。

以上示意性的对本发明及其实施方式进行了描述，该描述没有限制性，附图中所示的也只是本发明的实施方式之一，实际的结构并不局限于此。所以，如果本领域的普通技术人员受其启示，在不脱离本发明创造宗旨的情况下，不经创造性的设计出与该技术方案相似的结构方式及实施例，均应属于本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种YAG激光切割电源电路系统，包括主控制电路、充放电电路和电源，其特征在于：所述电源包括三相电源和市电电源，所述三相电源包括电源开关，所述三相电源还包括第一电源输出端、第二电源输出端和第三电源输出端，所述市电电源包括火线和零线，所述充放电电路设有两个，两个所述充放电电路之间并联连接，每一个所述充放电电路分别与所述三相电源电性连接，每一个所述充放电电路分别与所述市电电源电性连接，每一个所述充放电电路分别与所述主控制电路电性连接。

2.如权利要求1所述的YAG激光切割电源电路系统，其特征在于：每一个所述充放电电路包括整流单元、充放电单元、驱动单元和子控制单元，所述整流单元、充放电单元、驱动单元和子控制单元依次电性连接，所述驱动单元进一步与所述子控制单元电性连接。

3.如权利要求2所述的YAG激光切割电源电路系统，其特征在于：所述YAG激光切割电源电路系统还包括第一接触器、第二接触器和第三接触器，所述第一接触器包括第一线圈、第一常开触头和第一自锁常开触头，所述第三接触器包括第三线圈、第三常开触头和第三常闭触头，所述第二接触器包括第二线圈、第二常开触头、第二常闭触头和第二延时闭合触头，所述第二常开触头包括第一至第三触点，所述第一触点的第一端分别与所述第一电源输出端、所述火线电性连接，所述第二触点的第一端分别与所述第二电源输出端、所述第一常开触头的第一端电性连接，所述第三触点的第一端与所述第三电源输出端电性连接，所述第一至第三触点的第二端均分别与所述整流单元的三个输入端电性连接；所述第一常开触头的第二端分别与所述第一双向可控硅晶闸管的第一端、所述第二延时闭合触头的第一端电性连接，所述第一双向可控硅晶闸管与所述第二线圈的第一端连接，所述第二线圈的第二端接所述零线，所述第二延时闭合触头的第二端与所述第三线圈的第一端电性连接，所述第三线圈的第二端接所述零线。

4.如权利要求3所述的YAG激光切割电源电路系统，其特征在于：所述整流单元的第一输出端与所述充放电单元的第一输入端电性连接，所述整流单元的第二输出端与所述充放电单元的第二输入端电性连接。

5.如权利要求4所述的YAG激光切割电源电路系统，其特征在于：所述充放电单元包括第一电感、第一电阻、第二电阻、所述第二常闭触头、所述第三常开触头和电解电容，所述第一电感的第一端形成所述充放电电路第一输入端，所述第一电感的第二端与所述第三常开触头的第一端电性连接，所述第三常开触头与所述第一电阻并联连接，所述第三常开触头的第二端分别与所述电解电容的正极、第二常闭触头的第一端电性连接，第二常闭触头的第二端与所述第二电阻的第一端电性连接，所述第二电阻的第二端形成所述充放电电路的第二输入端，所述电解电容的负极与所述第二电阻的第二端电性连接。

6.如权利要求5所述的YAG激光切割电源电路系统，其特征在于：所述驱动单元包括IGBT驱动电路、IGBT、变压器，所述IGBT驱动电路与所述变压器电性连接，所述IGBT驱动电路进一步分别与所述IGBT的门极和发射极电性连接，所述IGBT的发射极进一步与所述电解电容的负极电性连接。

7.如权利要求6所述的YAG激光切割电源电路系统，其特征在于：所述子控制单元包括第一二极管、第二二极管、第二电感、电流传感器、灯管、点灯板、第四接触器，所述第四接触器包括第四线圈和第四常开触头，所述第二二极管的阳极分别与所述IGBT的集电极、第二电感的第一端电性连接，所述第二二极管的阴极分别与所述电解电容的正极、第一二极管的阳极电性连接，第一二极管的阴极与电流传感器的第一端电性连接，电流传感器的第二端与所述第四常开触头的第一端电性连接，第四常开触头的第二端分别与所述灯管的第一端、所述点灯板的第一端电性连接；所述第二电感的第二端分别与所述灯管的第二端、所述点灯板的第二端电性连接，所述点灯板的第三端与所述第四线圈的第一端电性连接，所述第四线圈的第二端接所述零线。

8.如权利要求7所述的YAG激光切割电源电路系统，其特征在于：所述YAG激光切割电源电路系统还包括急停开关，钥匙开关、关机开关、启动开关和风扇，所述风扇与所述第一线圈并联连接，所述急停开关，钥匙开关、关机开关依次串联连接，所述启动开关与所述第三常闭触头串联连接以后再与所述第一自锁常开触头并联连接，其中，所述急停开关的第一端连接所述第三电源输出端，所述急停开关的第二端连接所述钥匙开关的第一端，所述钥匙开关的第二端连接所述关机开关的第一端，所述关机开关的第二端与所述第一自锁常开触头的第一端电性连接，所述第一自锁常开触头的第二端与所述第一线圈的第一端电性连接，所述第一线圈的第二端接所述零线。

9.如权利要求8所述的YAG激光切割电源电路系统，其特征在于：所述YAG激光切割电源电路系统还包括水泵、第五接触器和第二双向可控硅晶闸管，所述第五接触器包括第五线圈和第五常开触头，所述第五常开触头包括第四至第六触点，所述第四至第六触点的第一端分别与所述第一至第三触点的第一端电性连接，所述第四至第六触点的第二端与所述水泵电性连接，所述第五线圈与所述第二双向可控硅晶闸管串联连接在所述第一常开触头的第二端与所述零线之间。