CN104766727A - 喷金电源的控制方法和系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种喷金电源的控制方法和系统，该方法包括：在短路阶段，将喷金电源的输出电流控制为第一电流值，在第一时间段后，将喷金电源的输出电流按上升速率调高到第二电流值，保持第二电流值直到喷金电源的电弧通道建立，进入燃弧阶段；在燃弧阶段，采用电弧电压反馈控制方法，将喷金电源的电弧电压控制为给定的电弧电压值，进入稳弧阶段；在稳弧阶段，实时检测喷金电源的电弧电压及输出电流，当输出电流无波动时，维持当前给定的电弧电压值；当输出电流波动时，根据电弧负载特性判据计算新的能够保持平衡的电压给定值，通过电弧电压反馈控制方法自动控制电弧进入新的稳态。本发明能实现喷金过程中电弧能量的精密控制和电弧的稳定控制。

Description

喷金电源的控制方法和系统

技术领域

本发明涉及电弧喷涂技术领域，特别是涉及一种喷金电源的控制方法，以及一种喷金电源的控制系统。

背景技术

喷金工艺是薄膜电容器制造过程中一个非常关键的生产工序，直接影响到电容器的质量及性能。目前用于薄膜电容器的喷金方法有电弧喷金、氧气-乙炔火焰喷金和等离子喷涂，其中电弧喷涂由于高质量、节能高效、成本低廉等优点而得到日益广泛的应用。

影响喷金涂层质量的因素主要包括材料、喷枪高度、喷金气压、电弧参数、送丝速度等。其中，喷金电源是关键环节，电源输出特性直接决定喷涂电弧的稳定性。当送丝速度和气压变化时，通过对电弧电压、电流信号进行实时快速检测及调整，实现喷涂电弧的稳定。

目前，喷金电源通常采用变压器–整流器式直流电源，以硅二极管作为整流器元件，称作硅整流电源。使用整流式电源，喷涂过程中依靠变压器级数分级调节输出电压，然后通过人为调节送丝速度(喷金电流)与电压相匹配，获得稳定的电弧。但喷涂过程存在很多干扰因素，例如送丝速度的波动、喷金气流的变化、冷却条件改变、偶然的短路等，都会造成电弧不稳定。整流式电源不能自动补偿这些扰动。

发明内容

基于此，本发明提供一种喷金电源的控制方法和系统，能实现喷金过程中电弧能量的精密控制，提高电弧燃烧的稳定性，有效改善喷金效率及喷金层性能。

一种喷金电源的控制方法，包括如下步骤：

将喷金电源启动后，当两根喷金丝相互接触时，输出电压由空载电压降至基值电压，进入喷金电源的短路阶段；

在喷金电源的短路阶段，将喷金电源的输出电流控制为预设的第一电流值，在预设的第一时间段后，将喷金电源的输出电流按预设的上升速率调高到预设的第二电流值，保持所述第二电流值直到喷金电源的电弧通道建立，进入喷金电源的燃弧阶段；

在喷金电源的燃弧阶段，采用电弧电压反馈控制方法，将喷金电源的电弧电压控制为给定的电弧电压值，进入喷金电源的稳弧阶段；

在喷金电源的稳弧阶段，实时检测所述喷金电源的电弧电压及输出电流，当输出电流无波动时，维持当前给定的电弧电压值；当输出电流波动时，根据电弧负载特性判据计算新的能够保持平衡的给定的电弧电压值，通过电弧电压反馈控制方法自动控制电弧进入新的稳态。

一种喷金电源的控制系统，包括：

电源启动模块，用于将喷金电源启动后，当两根喷金丝相互接触时，输出电压由空载电压降至基值电压，进入喷金电源的短路阶段；

短路阶段控制模块，在喷金电源的短路阶段，将喷金电源的输出电流控制为预设的第一电流值，在预设的第一时间段后，将喷金电源的输出电流按预设的上升速率调高到预设的第二电流值，保持所述第二电流值直到喷金电源的电弧通道建立，进入喷金电源的燃弧阶段；

燃弧阶段控制模块，用于在喷金电源的燃弧阶段，采用电弧电压反馈控制方法，将喷金电源的电弧电压控制为给定的电弧电压值，进入喷金电源的稳弧阶段；

稳弧阶段控制模块，用于在喷金电源的稳弧阶段，实时检测所述喷金电源的电弧电压及输出电流，当输出电流无波动时，维持当前给定的电弧电压值；当输出电流波动时，根据电弧负载特性判据计算新的能够保持平衡的给定的电弧电压值，通过电弧电压反馈控制方法自动控制电弧进入新的稳态。

上述喷金电源的控制方法和系统，在喷金过程的三个控制阶段中，短路阶段的初期采用较小的电流，保持足够的时间，使两根喷金丝充分接触润湿，以避免瞬时短路飞溅的产生，随后采用一定电流上升速率将电流抬升至额定电流，使得喷金丝接触部位瞬间产生高温熔化；熔化的喷金丝在高压气流的作用下吹走，喷金丝分离，喷金丝之间气体发生电离，建立电弧导电通道，进入燃弧期；在燃弧阶段，采用电弧电压反馈控制方法，将电弧电压控制为给定的电弧电压值，电弧由非稳态渐进过渡至稳定燃烧状态；在电弧稳定燃烧阶段，实时检测电弧电压及电流值，当电弧电流无波动时，维持原有给定电弧电压燃烧；当电弧电流值波动时，根据电弧负载特性判据计算新的能够保持平衡的电压给定值，通过电弧电压反馈控制方法自动控制电弧进入新的稳态。本发明适用于对喷金电弧的电参数进行控制，能实现喷金过程中电弧能量的精密控制，提高电弧燃烧的稳定性，有效改善喷金效率及喷金层性能。

附图说明

图1为本发明喷金电源的控制方法在一实施例中的流程示意图。

图2为喷金过程的电压波形示意图和电流波形示意图。

图3为电弧电压反馈控制系统的示意图。

图4为喷金电弧燃烧的示意图。

图5为本发明喷金电源的控制系统在一实施例中的结构示意图。

具体实施方式

下面结合实施例及附图对本发明作进一步详细说明，但本发明的实施方式不限于此。

如图1所示，是本发明一种喷金电源的控制方法的流程示意图，包括如下步骤：

S11、将喷金电源启动后，当两根喷金丝相互接触时，输出电压由空载电压降至基值电压，进入喷金电源的短路阶段；

S12、在喷金电源的短路阶段，将喷金电源的输出电流控制为预设的第一电流值，在预设的第一时间段后，将喷金电源的输出电流按预设的斜率调高到预设的第二电流值，保持所述第二电流值直到喷金电源的电弧通道建立，进入喷金电源的燃弧阶段；

S13、在喷金电源的燃弧阶段，采用电弧电压反馈控制方法，将喷金电源的电弧电压控制为给定的电弧电压值，进入喷金电源的稳弧阶段；

S14、在喷金电源的稳弧阶段，实时检测所述喷金电源的电弧电压及输出电流，当输出电流无波动时，维持当前给定的电弧电压值；当输出电流波动时，根据电弧负载特性判据计算新的能够保持平衡的电压给定值，通过电弧电压反馈控制方法自动控制电弧进入新的稳态，如此循环所述电弧调整过程直至喷金过程结束。

本实施例的喷金电源的控制方法，在喷金过程的三个控制阶段中，短路阶段的初期采用较小的电流，保持足够的时间，使两根喷金丝充分接触润湿，以避免瞬时短路飞溅的产生，随后采用一定电流上升速率将电流抬升至额定电流，使得喷金丝接触部位瞬间产生高温熔化；熔化的喷金丝在高压气流的作用下吹走，喷金丝分离，喷金丝之间气体发生电离，建立电弧导电通道，进入燃弧期；在燃弧阶段，采用电弧电压反馈控制方法，将电弧电压控制为给定的电弧电压值，电弧由非稳态渐进过渡至稳定燃烧状态；在电弧稳定燃烧阶段，实时检测电弧电压及电流值，当电弧电流无波动时，维持原有给定电弧电压燃烧；当电弧电流值波动时，根据电弧负载特性判据计算新的能够保持平衡的电压给定值，通过电弧电压反馈控制方法自动控制电弧进入新的稳态。本发明适用于对喷金电弧的电参数进行控制，能实现喷金过程中电弧能量的精密控制，提高电弧燃烧的稳定性，有效改善喷金效率及喷金层性能。

喷金过程包含三个控制阶段：短路阶段，燃弧阶段和稳弧阶段，如图2所示，是喷金过程的电压波形示意图和电流波形示意图；

电源启动后，实时监测喷金电源的电弧电压和输出电流，当输出电压由空载电压降至基值电压，判断此时负载处于短路阶段；图2中，t₀-t₃时间段为短路阶段，在该预设的第一时间段中，此阶段采用电流控制。在短路初期(t₀-t₁)采用预设的第一电流值，即较小的电流I_b，保持足够的时间段，该使两根喷金丝充分接触润湿，以避免瞬时短路飞溅的产生。其中，该第一电流值I_b和该时间段可根据工程经验预先设置。

随后在t₁-t₃阶段，将喷金电源的输出电流按预设的上升速率调高到预设的第二电流值，保持所述第二电流值直到喷金电源的电弧通道建立，进入燃弧阶段；在该预设的第二时间段中，采用一定电流上升速率Ki将电流抬升至额定电流，即预设的第二电流值，而后维持该额定电流直至喷金丝接触部位瞬间产生高温熔化；熔化的喷金丝在高压气流的作用下吹走，喷金丝分离，喷金丝之间气体发生电离，建立电弧导电通道，进入燃弧期；其中，该电流上升速率Ki和第二时间段可根据工程经验预先设置。

喷金丝间电弧通道建立后，输出电压由基值电压U_b抬升，进入燃弧期，图2中t₃-t₄段为燃弧阶段，该阶段采用电弧电压反馈控制方法，将电弧电压控制为给定的电弧电压值，电弧由非稳态渐进过渡至稳定燃烧状态。

在一较佳实施例中，还可包括步骤：

在喷金电源的燃弧阶段，采用电弧电压反馈控制方法，将所述电弧电压控制为所述给定的电弧电压值，若检测到电弧电压大于预设的电弧电压值时，减小喷金电源的输出电流直至所述电弧电压控制为所述给定的电弧电压值。

在t₃-t₄段，若检测到电弧电压大于给定的电弧电压时，减小电流直至电弧电压控制为给定的电弧电压值。本实施例中，为避免由于喷金丝熔断瞬间电弧能量过大造成喷金丝回烧过多，导致电弧熄灭，需降低电弧电流以使电弧渐进过渡至稳定燃烧状态。当发现电弧电压过长时，适当调整t₃-t₄期间控制器控制参数来调整燃弧初期的电流下降速度，使电弧维持在给定的电弧电压值燃烧。其中，该控制器控制参数可根据工程经验预先设置，该给定的电弧电压值可由用户预先设定。

当电弧电压稳定于给定电压值时，所述喷金电源进入稳弧阶段；在一较佳实施例中，还可包括步骤：

在喷金电源的稳弧阶段，实时检测喷金电源的电弧电压及输出电流，当所述输出电流无波动时，维持当前给定的电弧电压值；当所述输出电流波动时，根据电弧负载特性判据计算新的能够保持平衡的电压给定值，通过电弧电压反馈控制方法自动控制电弧进入新的稳态；

图2中从t₄时刻到处理过程结束为电弧稳定燃烧阶段，此阶段通过实时检测电弧电压及电流值，当电弧电流无波动时，维持原有给定电弧电压燃烧；考虑到实际喷金过程中的诸多干扰，仅仅对电弧电压或电流进行单一反馈控制，很难保证电弧的稳定。因此，对电源输出电压和电流进行双参数反馈，根据实时检测的电压、电流信号对电弧状态进行判断，当所述输出电流无波动时，维持当前给定的电弧电压值；当输出电流波动时，根据电弧负载特性判据计算新的能够保持平衡的电压给定值，通过电弧电压反馈控制方法自动控制电弧进入新的稳态，实现电弧的快速稳定过渡，避免发生熄弧和短路现象。

在一较佳实施例中，所述的电弧电压反馈控制方法的步骤包括：

检测所述喷金电源的电弧电压值，比较所述喷金电源的电弧电压值与所述给定的电弧电压值，计算当前的电压偏差值；

利用增量式比例积分微分控制方法计算脉冲宽度补偿值，对脉冲宽度占空比进行更新补偿，直至所述喷金电源的电弧电压值与所述给定的电弧电压值相等。

本实施例中，可采用如图3所示的电压反馈控制系统实现喷金电源的电压控制；该控制系统主要包括电压及电流信号采样模块、控制器、执行器、控制对象模块；其中，控制器为数字信号处理器(DSP)，控制对象为喷涂电弧，执行器为脉宽调制(PWM)式全桥逆变器，输出电压和输出电流信号经霍尔电压电流传感器后进行滤波放大调理后送入DSP。所述的输出电压反馈控制的步骤包括：实时检测电源输出电压值，通过比较喷金电源的输出电压反馈值与给定电压值，计算当前电压偏差值，利用增量式PID控制方法计算PWM补偿值，对PWM占空比进行更新补偿，直至输出电压值与预设电压值相等。

在实际喷金过程中，稳弧阶段的电弧易受送丝速度及喷金气压的影响。如图4所示的喷金电弧燃烧的示意图中，当送丝速度或喷金气压变化时，会造成电弧弧长变长或缩短，在恒压控制系统最终体现为电流值的变化。

所述的当电弧电流值波动时，根据电弧负载特性判据计算新的能够保持平衡的电压给定值，通过电弧电压反馈控制方法自动控制电弧进入新的稳态的步骤可包括：

当检测到所述电弧电流值减小时，为保证电弧电压与电流值相匹配，根据电弧负载特性判据，即根据实际生产经验得到的电弧电压与电弧电流的关系：U_f＝U₀+k×I_f，计算新的电弧电压给定值；其中，U_f为电弧工作电压，即新的电弧电压给定值，U₀为最小工作电压，k为电压-电流调整系数，I_f为电弧工作电流；电源系统自动调整电弧电压给定值U_g1，通过所述的电弧电压反馈控制方法，将电弧电压快速调整为新的电压给定值U_g2，建立新的电弧稳态。

和/或，

当检测到所述电弧电流值增加时，为保证电弧电压与电流值相匹配，根据电弧负载特性判据，即根据实际生产经验得到的电弧电压与电弧电流的关系：U_f＝U₀+k×I_f，计算新的电弧电压给定值；电源系统自动调整电弧电压给定值U_g1，通过所述的电弧电压反馈控制方法，将电弧电压快速调整为新的电压给定值U_g2，建立新的电弧稳态。

具体的，当系统送丝速度增加，电弧弧长缩短，经恒压反馈控制后，电弧弧长恢复，电弧电压值恒定，电弧电流增加；根据所述电弧负载特性判据，增加给定电弧电压值U_g1到U_g2，建立新电弧电压下的电弧稳态；

当系统送丝速度减小，电弧弧长伸长，经恒压反馈控制后，电弧弧长恢复，电弧电压值恒定，电弧电流减小；根据所述电弧负载特性判据，减小给定电弧电压值U_g1到U_g2，建立新电弧电压下的电弧稳态；

当喷金气压增加，电弧冷却更快，喷金丝有效熔化量减小，电弧弧长缩短；在恒压反馈控制，为使电弧电压值恒定，则电弧电流增加；根据所述电弧负载特性判据，增加给定电弧电压值U_g1到U_g2，建立新电弧电压下的电弧稳态；

当喷金气压减小，电弧冷却变慢，喷金丝有效熔化量增加，电弧弧长伸长；在恒压反馈控制，为使电弧电压值恒定，则电弧电流减小；根据所述电弧负载特性判据，减小给定电弧电压值U_g1到U_g2，建立新电弧电压下的电弧稳态。

如图5所示，是本发明一种喷金电源的控制系统的结构示意图，包括：

电源启动模块51，用于将喷金电源启动后，当两根喷金丝相互接触时，输出电压由空载电压降至基值电压，进入喷金电源的短路阶段；

短路阶段控制模块52，用于在喷金电源的短路阶段，将喷金电源的输出电流控制为预设的第一电流值，在预设的第一时间段后，将喷金电源的输出电流按预设的上升速率调高到预设的第二电流值，保持所述第二电流值直到喷金电源的电弧通道建立，进入喷金电源的燃弧阶段；

燃弧阶段控制模块53，用于在喷金电源的燃弧阶段，采用电弧电压反馈控制方法，将喷金电源的电弧电压控制为给定的电弧电压值，进入喷金电源的稳弧阶段；

稳弧阶段控制模块54，用于在喷金电源的稳弧阶段，实时检测所述喷金电源的电弧电压及输出电流，当输出电流无波动时，维持当前给定的电弧电压值；当输出电流波动时，根据电弧负载特性判据计算新的能够保持平衡的电压给定值，通过电弧电压反馈控制方法自动控制电弧进入新的稳态。

本实施例的喷金电源的控制系统，在喷金过程的三个控制阶段中，短路阶段的初期采用较小的电流，保持足够的时间，使两根喷金丝充分接触润湿，以避免瞬时短路飞溅的产生，随后采用一定电流上升速率将电流抬升至额定电流，使得喷金丝接触部位瞬间产生高温熔化；熔化的喷金丝在高压气流的作用下吹走，喷金丝分离，喷金丝之间气体发生电离，建立电弧导电通道，进入燃弧期；在燃弧阶段，采用电弧电压反馈控制方法，将电弧电压控制为给定的电弧电压值，电弧由非稳态渐进过渡至稳定燃烧状态；在电弧稳定燃烧阶段，实时检测电弧电压及电流值，当电弧电流无波动时，维持原有给定电弧电压燃烧；当电弧电流值波动时，根据电弧负载特性判据计算新的能够保持平衡的电压给定值，通过电弧电压反馈控制方法自动控制电弧进入新的稳态。本实施例适用于对喷金电弧的电参数进行控制，能实现喷金过程中电弧能量的精密控制，提高电弧燃烧的稳定性，有效改善喷金效率及喷金层性能。

喷金过程包含三个控制阶段：短路阶段，燃弧阶段和稳弧阶段，如图2所示，是喷金过程的电压波形示意图和电流波形示意图；

电源启动后，实时监测喷金电源的电弧电压和输出电流，当输出电压由空载电压降至基值电压，判断此时负载处于短路阶段；图2中，t₀-t₃时间段为短路阶段，在该预设的第一时间段中，此阶段采用电流控制。在短路初期(t₀-t₁)采用预设的第一电流值，即较小的电流I_b，保持足够的时间段，该使两根喷金丝充分接触润湿，以避免瞬时短路飞溅的产生。其中，该第一电流值I_b和该时间段可根据工程经验预先设置。

随后在t₁-t₃阶段，将喷金电源的输出电流按预设的上升速率调高到预设的第二电流值，保持所述第二电流值直到喷金电源的电弧通道建立，进入燃弧阶段；在该预设的第二时间段中，采用一定电流上升速率Ki将电流抬升至额定电流，即预设的第二电流值，而后维持该额定电流直至喷金丝接触部位瞬间产生高温熔化；熔化的喷金丝在高压气流的作用下吹走，喷金丝分离，喷金丝之间气体发生电离，建立电弧导电通道，进入燃弧期；其中，该电流上升速率Ki和第二时间段可根据工程经验预先设置。

喷金丝间电弧通道建立后，输出电压由基值电压U_b抬升，进入燃弧期，图2中t₃-t₄段为燃弧阶段，该阶段采用电弧电压反馈控制方法，将电弧电压控制为给定的电弧电压值，电弧由非稳态渐进过渡至稳定燃烧状态。

在一较佳实施例中，所述燃弧阶段控制模块还可用于：

在喷金电源的燃弧阶段，采用电弧电压反馈控制方法，将所述电弧电压控制为所述给定的电弧电压值，若检测到电弧电压大于预设的电弧电压值时，减小喷金电源的输出电流直至所述电弧电压控制为所述给定的电弧电压值。

在t₃-t₄段，若检测到电弧电压大于给定的电弧电压时，减小电流直至电弧电压控制为给定的电弧电压值。本实施例中，为避免由于喷金丝熔断瞬间电弧能量过大造成喷金丝回烧过多，导致电弧熄灭，需降低电弧电流以使电弧渐进过渡至稳定燃烧状态。当发现电弧电压过长时，适当调整t₃-t₄期间控制器控制参数来调整燃弧初期的电流下降速度，使电弧维持在给定的电弧电压值燃烧。其中，该控制器控制参数可根据工程经验预先设置，该给定的电弧电压值可由用户预先设定。

当电弧电压稳定于给定电压值时，所述喷金电源进入稳弧阶段；在一较佳实施例中，所述稳弧阶段控制模块还可用于：

在喷金电源的稳弧阶段，实时检测喷金电源的电弧电压及输出电流，当所述输出电流无波动时，维持当前给定的电弧电压值；当所述输出电流波动时，根据电弧负载特性判据计算新的能够保持平衡的电压给定值，通过电弧电压反馈控制方法自动控制电弧进入新的稳态；

图2中从t₄时刻到处理过程结束为电弧稳定燃烧阶段，此阶段通过实时检测电弧电压及电流值，当电弧电流无波动时，维持原有给定电弧电压燃烧；考虑到实际喷金过程中的诸多干扰，仅仅对电弧电压或电流进行单一反馈控制，很难保证电弧的稳定。因此，对电源输出电压和电流进行双参数反馈，根据实时检测的电压、电流信号对电弧状态进行判断，当所述输出电流无波动时，维持当前给定的电弧电压值；当电弧电流值波动时，根据电弧负载特性判据计算新的能够保持平衡的电压给定值，通过电弧电压反馈控制方法自动控制电弧进入新的稳态，实现电弧的快速稳定过渡，避免发生熄弧和短路现象。

在一较佳实施例中，所述稳弧阶段控制模块还用于：

检测所述喷金电源的输出电压值，比较所述喷金电源的输出电压值与给定的电弧电压值，计算当前的电压偏差值；

利用增量式比例积分微分控制方法计算脉冲宽度补偿值，对脉冲宽度占空比进行更新补偿，直至所述喷金电源的输出电压值与给定的电弧电压值相等。

所述稳弧阶段控制模块还用于：

当检测到所述电弧电流值减小时，为保证电弧电压与电流值相匹配，根据电弧负载特性判据，即根据实际生产经验得到的电弧电压与电弧电流的关系：U_f＝U₀+k×I_f，计算新的电弧电压给定值；电源系统自动调整电弧电压给定值U_g1，通过所述的电弧电压反馈控制方法，将电弧电压快速调整为新的电压给定值U_g2，建立新的电弧稳态。

和/或，

当检测到所述电弧电流值增加时，为保证电弧电压与电流值相匹配，根据电弧负载特性判据，即根据实际生产经验得到的电弧电压与电弧电流的关系：U_f＝U₀+k×I_f，计算新的电弧电压给定值；电源系统自动调整电弧电压给定值U_g1，通过所述的电弧电压反馈控制方法，将电弧电压快速调整为新的电压给定值U_g2，建立新的电弧稳态。

具体的，当系统送丝速度增加，电弧弧长缩短，经恒压反馈控制后，电弧弧长恢复，电弧电压值恒定，电弧电流增加；根据所述电弧负载特性判据，增加给定电弧电压值U_g1到U_g2，建立新电弧电压下的电弧稳态；

当系统送丝速度减小，电弧弧长伸长，经恒压反馈控制后，电弧弧长恢复，电弧电压值恒定，电弧电流减小；根据所述电弧负载特性判据，减小给定电弧电压值U_g1到U_g2，建立新电弧电压下的电弧稳态；

当喷金气压增加，电弧冷却更快，喷金丝有效熔化量减小，电弧弧长缩短；在恒压反馈控制，为使电弧电压值恒定，则电弧电流增加；根据所述电弧负载特性判据，增加给定电弧电压值U_g1到U_g2，建立新电弧电压下的电弧稳态；

当喷金气压减小，电弧冷却变慢，喷金丝有效熔化量增加，电弧弧长伸长；在恒压反馈控制，为使电弧电压值恒定，则电弧电流减小；根据所述电弧负载特性判据，减小给定电弧电压值U_g1到U_g2，建立新电弧电压下的电弧稳态。

本发明的喷金电源的控制方法和系统，在喷金过程的三个控制阶段中，短路阶段的初期采用较小的电流，保持足够的时间，使两根喷金丝充分接触润湿，以避免瞬时短路飞溅的产生，随后采用一定电流上升速率将电流抬升至额定电流，使得喷金丝接触部位瞬间产生高温熔化；熔化的喷金丝在高压气流的作用下吹走，喷金丝分离，喷金丝之间气体发生电离，建立电弧导电通道，进入燃弧期；在燃弧阶段，采用电弧电压反馈控制方法，将电弧电压控制为给定的电弧电压值，电弧由非稳态渐进过渡至稳定燃烧状态；在电弧稳定燃烧阶段，实时检测电弧电压及电流值，当电弧电流无波动时，维持原有给定电弧电压燃烧；当电弧电流值波动时，根据电弧负载特性判据计算新的能够保持平衡的电压给定值，通过电弧电压反馈控制方法自动控制电弧进入新的稳态。本发明适用于对喷金电弧的电参数进行控制，能实现喷金过程中电弧能量的精密控制，提高电弧燃烧的稳定性，有效改善喷金效率及喷金层性能。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (8)

1.一种喷金电源的控制方法，其特征在于，包括如下步骤：

将喷金电源启动后，当两根喷金丝相互接触时，输出电压由空载电压降至基值电压，进入喷金电源的短路阶段；

在喷金电源的短路阶段，将喷金电源的输出电流控制为预设的第一电流值，在预设的第一时间段后，将喷金电源的输出电流按预设的上升速率调高到预设的第二电流值，保持所述第二电流值直到喷金电源的电弧通道建立，进入喷金电源的燃弧阶段；

在喷金电源的燃弧阶段，采用电弧电压反馈控制方法，将喷金电源的电弧电压控制为给定的电弧电压值，进入喷金电源的稳弧阶段；

在喷金电源的稳弧阶段，实时检测所述喷金电源的电弧电压及输出电流，当输出电流无波动时，维持当前给定的电弧电压值；当输出电流波动时，根据电弧负载特性判据计算新的能够保持平衡的给定的电弧电压值，通过电弧电压反馈控制方法控制电弧进入新的稳态。

2.根据权利要求1所述的喷金电源的控制方法，其特征在于，还包括步骤：

在喷金电源的燃弧阶段，采用电弧电压反馈控制方法，将所述电弧电压控制为所述给定的电弧电压值，若检测到电弧电压大于预设的电弧电压值时，减小喷金电源的输出电流直至所述电弧电压控制为所述给定的电弧电压值。

3.根据权利要求1所述的喷金电源的控制方法，其特征在于，还包括步骤：

在喷金电源的稳弧阶段，实时检测喷金电源的电弧电压及输出电流，当所述输出电流无波动时，维持当前给定的电弧电压值；当所述输出电流波动时，根据电弧负载特性判据计算新的能够保持平衡的电压给定值，通过电弧电压反馈控制方法自动控制电弧进入新的稳态。

4.根据权利要求1所述的喷金电源的控制方法，其特征在于，所述电弧电压反馈控制方法的步骤包括：

检测所述喷金电源的电弧电压值，比较所述喷金电源的电弧电压值与所述给定的电弧电压值，计算当前的电压偏差值；

利用增量式比例积分微分控制方法计算脉冲宽度补偿值，对脉冲宽度占空比进行更新补偿，直至所述喷金电源的电弧电压值与所述给定的电弧电压值相等。

5.一种喷金电源的控制系统，其特征在于，包括：

电源启动模块，用于将喷金电源启动后，当两根喷金丝相互接触时，输出电压由空载电压降至基值电压，进入喷金电源的短路阶段；

短路阶段控制模块，用于在喷金电源的短路阶段，将喷金电源的输出电流控制为预设的第一电流值，在预设的第一时间段后，将喷金电源的输出电流按预设的上升速率调高到预设的第二电流值，保持所述第二电流值直到喷金电源的电弧通道建立，进入燃弧阶段；

燃弧阶段控制模块，用于在喷金电源的燃弧阶段，采用电弧电压反馈控制方法，将喷金电源的电弧电压控制为给定的电弧电压值，进入喷金电源的稳弧阶段；

稳弧阶段控制模块，用于在喷金电源的稳弧阶段，实时检测所述喷金电源的电弧电压及输出电流，当输出电流无波动时，维持当前给定的电弧电压值；当输出电流波动时，根据电弧负载特性判据计算新的能够保持平衡的给定的电弧电压值，通过电弧电压反馈控制方法自动控制电弧进入新的稳态。

6.根据权利要求5所述的喷金电源的控制系统，其特征在于，所述燃弧阶段控制模块还用于：在喷金电源的燃弧阶段时，采用电弧电压反馈控制方法，将所述电弧电压控制为所述给定的电弧电压值，若检测到电弧电压大于预设的电弧电压值时，减小喷金电源的输出电流直至所述电弧电压控制为所述给定的电弧电压值。

7.根据权利要求5所述的喷金电源的控制系统，其特征在于，所述稳弧阶段控制模块还用于：

在喷金电源的稳弧阶段，实时检测喷金电源的电弧电压及输出电流，当所述输出电流无波动时，维持当前给定的电弧电压值；当所述输出电流波动时，根据电弧负载特性判据计算新的能够保持平衡的电压给定值，通过电弧电压反馈控制方法自动控制电弧进入新的稳态。

8.根据权利要求5所述的喷金电源的控制系统，其特征在于，所述稳弧阶段控制模块还用于：

检测所述喷金电源的电弧电压值，比较所述喷金电源的电弧电压值与所述给定的电弧电压值，计算当前的电压偏差值；

利用增量式比例积分微分控制方法计算脉冲宽度补偿值，对脉冲宽度占空比进行更新补偿，直至所述喷金电源的电弧电压值与所述给定的电弧电压值相等。