CN108445790A - 一种压机的电控系统主电路的控制方法 - Google Patents

一种压机的电控系统主电路的控制方法 Download PDF

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Abstract

一种压机的电控系统主电路的控制方法，涉及金刚石合成领域。解决了现有合成大颗粒金刚石电控系统主电路控制方法中各个泵在启动的过程中，启动电流大，对电网有冲击大，从而使电控系统稳定性差的问题。本发明方法在每个泵的三相电源输入端所在的支路上串联有一个变频器，且该变频器的三相电源输入端和三相电源输出端所在的支路上各设有一个电抗器来抑制个泵的启动冲击电流。本发明主要应用在合成大颗粒金刚石所使用的压机所在的电控系统上。

Description

一种压机的电控系统主电路的控制方法
技术领域
本发明涉及金刚石合成领域。
背景技术
金刚石，是一种由碳元素组成的矿物，是自然界由单质元素组成的粒子物质，是碳元素的同素异形体(金刚石，石墨烯，富勒烯，碳纳米管)。金刚石是目前在地球上发现的众多天然存在的最坚硬的物质，其主要用途为工艺品和工业中的切割工具。用石墨在高温高压下人工合成金刚石的技术已经十分成熟，并且广泛应用于工业规模化生产。但是，目前人工合成金刚石的颗粒小，应用的领域十分有限，基本上是工业的应用，特别是人工还不能合成天然宝石级别的大颗粒金刚石，最大也不超过3克拉。
大单晶在合成过程中需要高温高压，而且对高温高压的偏差要求非常严格，高压的偏差问题相对来说容易解决，高温是由一台50KVA变压器提供，二次电压7.3V，二次电流5000A，高端产品要求电压稳定在0.001V以内，而且超高压时，在1秒钟内必须停机，这样才能生产出高端产品来，所以一种稳定的电控系统是保证整个合成工艺稳定的必要条件，而现有技术中电控系统主电路的稳定性差，是由于各个泵在启动的过程中，启动电流大，对电网有冲击大，具体参见图1，因此，亟需提供一种保证合成工艺稳定定性的电控系统的主电路及对主电路进行控制的方法。
发明内容
本发明是为了解决现有合成大颗粒金刚石电控系统主电路控制方法中各个泵在启动的过程中，启动电流大，对电网有冲击大，从而使电控系统稳定性差的问题，本发明提供了一种压机的电控系统主电路的控制方法。
一种压机的电控系统主电路的控制方法，该方法基于一种用于合成大颗粒金刚石压机的电控系统主电路实现，所述电控系统主电路包括交流接触器KM1至KM7、高压加热变压器T2、空气开关QF1至QF7、可控硅调流板、空程1泵、高压1泵、空程2泵、高压2泵和液控泵；
空气开关QF2至QF6的三相电源输入端接入电网，
空气开关QF2的三相电源输出端通过交流接触器KM2的常开触点给空程1泵供电；
空气开关QF5的三相电源输出端通过交流接触器KM5的常开触点给高压1泵供电；
空气开关QF3的三相电源输出端通过交流接触器KM3的常开触点给空程2泵供电；
空气开关QF6的三相电源输出端通过交流接触器KM6的常开触点给高压2泵供电；
空气开关QF4的三相电源输出端通过交流接触器KM4的常开触点给液控泵供电；
空气开关QF1的一端与三相电源的B相连接，空气开关QF1的另一端通过交流接触器KM1的常开触点与可控硅调流板的电源输入端连接，可控硅调流板的电源输出端与高压加热变压器T2原边线圈的第一个端连接；
可控硅调流板的控制信号输入端用于接收控制信号；
空气开关QF7的一端与三相电源的C相连接，空气开关QF7的另一端通过交流接触器KM7的常开触点与高压加热变压器T2原边线圈的第二端连接；
高压加热变压器T2副边线圈的两端用于给压机供电；
每个泵的三相电源输入端所在的支路上串联有一个变频器，且该变频器的三相电源输入端和三相电源输出端所在的支路上各设有一个电抗器；
该控制方法包括如下步骤：
步骤一：使空气开关QF2、空气开关QF3、交流接触器KM3的常开触点和交流接触器KM2的常开触点闭合，电网中三相电经过变频器进行变频处理后对空程1泵和空程2泵供电，空程1泵和空程2泵得电开始工作，给压机加压使压机运动，压机加压至与待加热产品接触后，使空气开关QF2、空气开关QF3、交流接触器KM3的常开触点和交流接触器KM2的常开触点断开；
其中，所述待加热产品为大颗粒金刚石；
步骤二：使空气开关QF5、空气开关QF6、交流接触器KM5的常开触点、交流接触器KM6的常开触点闭合，电网中三相电通过变频器进行变频处理后给高压1泵和高压2泵供电，使高压1泵和高压2泵得电开始工作，给压机补压，压机对待加热产品加压至预设压力时，高压1泵和高压2对压机进行保持对压机的压力不变；
步骤三：使空气开关QF1、交流接触器KM1的常开触点、空气开关QF7和交流接触器KM7的常开触点闭合，使高压加热变压器T2对压机进行加热，同时，根据预设温度，可控硅调流板根据接收的控制信号对高压加热变压器T2输出的电压进行调节，使压机对待加热产品加热至预设温度，从而完成了对合成大颗粒金刚石压机的电控系统主电路的控制，实现了对待加热产品的加工。
优选的是，所述用于合成大颗粒金刚石压机的电控系统主电路还包括可控硅散热风机M1，该可控硅散热风机M1设置在交流接触器KM1的常开触点和可控硅调流板的电源输入端之间。
优选的是，所述高压加热变压器T2原边线圈的第二端所在输入支路上设有电流互感器A1，该电流互感器A1用于检测高压加热变压器T2原边线圈的输入电流。
优选的是，所述高压加热变压器T2副边线圈的一个输出端上设有电流互感器A2，该电流互感器A2用于检测输送给压机的电流。
优选的是，所述用于合成大颗粒金刚石压机的电控系统主电路还包括电压互感器，电压互感器用于检测高压加热变压器T2副边线圈的输出电压。
优选的是，所述用于合成大颗粒金刚石压机的电控系统主电路还包括一路检修支路，该检修支路包括低压变压器T1、常开开关K1、常闭开关K2、维修插座和运行指示灯；
常开开关K1的一端与三相电源的A相连接，常开开关K1的另一端与维修插座的火线端和常闭开关K2的一端同时连接，常闭开关K2的另一端与低压变压器T1原边线圈的第一端连接，低压变压器T1原边线圈的第二端接电源地，低压变压器T1副边线圈的两个输出端之间串联开关K3和运行指示灯；
维修插座的零线端接电源地，维修插座的地线端接大地。
本发明带来的有益效果是，本发明在每个泵所在的支路上增加了变频器，变频器应用在大单晶(金刚石)领域中，稳定了高压加热变压器T2的电压，对电网及电气线路没有冲击。解决了各泵的电动机由于启动电流大而对高压加热变压器T2二次输出电压(副边输出电压)的影响，由于增加了变频器，防止了变频器对周围电器元件和线路的干扰，在变频器三相电源输出端串联了输出电抗器，以抑制变频器带来的干扰，在变频器三相电源输入端串联了输入电抗器，防止浪涌电流对变频器的损害。
附图说明
图1为现有技术中用于合成大颗粒金刚石压机的电控系统主电路的原理示意图；
图2为本发明所述的用于合成大颗粒金刚石压机的电控系统主电路的原理示意图。
具体实施方式
具体实施方式一：参见图2说明本实施方式，本实施方式所述一种压机的电控系统主电路的控制方法，该方法基于一种用于合成大颗粒金刚石压机的电控系统主电路实现，所述电控系统主电路包括交流接触器KM1至KM7、高压加热变压器T2、空气开关QF1至QF7、可控硅调流板、空程1泵、高压1泵、空程2泵、高压2泵和液控泵；
空气开关QF2至QF6的三相电源输入端接入电网，
空气开关QF2的三相电源输出端通过交流接触器KM2的常开触点给空程1泵供电；
空气开关QF5的三相电源输出端通过交流接触器KM5的常开触点给高压1泵供电；
空气开关QF3的三相电源输出端通过交流接触器KM3的常开触点给空程2泵供电；
空气开关QF6的三相电源输出端通过交流接触器KM6的常开触点给高压2泵供电；
空气开关QF4的三相电源输出端通过交流接触器KM4的常开触点给液控泵供电；
空气开关QF1的一端与三相电源的B相连接，空气开关QF1的另一端通过交流接触器KM1的常开触点与可控硅调流板的电源输入端连接，可控硅调流板的电源输出端与高压加热变压器T2原边线圈的第一个端连接；
可控硅调流板的控制信号输入端用于接收控制信号；
空气开关QF7的一端与三相电源的C相连接，空气开关QF7的另一端通过交流接触器KM7的常开触点与高压加热变压器T2原边线圈的第二端连接；
高压加热变压器T2副边线圈的两端用于给压机供电；
每个泵的三相电源输入端所在的支路上串联有一个变频器，且该变频器的三相电源输入端和三相电源输出端所在的支路上各设有一个电抗器；
该控制方法包括如下步骤：
步骤一：使空气开关QF2、空气开关QF3、交流接触器KM3的常开触点和交流接触器KM2的常开触点闭合，电网中三相电经过变频器进行变频处理后对空程1泵和空程2泵供电，空程1泵和空程2泵得电开始工作，给压机加压使压机运动，压机加压至与待加热产品接触后，使空气开关QF2、空气开关QF3、交流接触器KM3的常开触点和交流接触器KM2的常开触点断开；
其中，所述待加热产品为大颗粒金刚石；
步骤二：使空气开关QF5、空气开关QF6、交流接触器KM5的常开触点、交流接触器KM6的常开触点闭合，电网中三相电通过变频器进行变频处理后给高压1泵和高压2泵供电，使高压1泵和高压2泵得电开始工作，给压机补压，压机对待加热产品加压至预设压力时，高压1泵和高压2对压机进行保持对压机的压力不变；
步骤三：使空气开关QF1、交流接触器KM1的常开触点、空气开关QF7和交流接触器KM7的常开触点闭合，使高压加热变压器T2对压机进行加热，同时，根据预设温度，可控硅调流板根据接收的控制信号对高压加热变压器T2输出的电压进行调节，使压机对待加热产品加热至预设温度，从而完成了对合成大颗粒金刚石压机的电控系统主电路的控制，实现了对待加热产品的加工。
本实施方式中，每个泵的所在的支路上增加了变频器，变频器应用在大单晶(金刚石)领域中，稳定了高压加热变压器T2的电压，对电网及电气线路没有冲击。解决了各泵的电动机由于启动电流大而对高压加热变压器T2二次输出电压(副边输出电压)的影响，由于增加了变频器，防止了变频器对周围电器元件和线路的干扰，在变频器三相电源输出端串联了输出电抗器，以抑制变频器带来的干扰，在变频器三相电源输入端串联了输入电抗器，防止浪涌电流对变频器的损害。
本发明所述的一种压机的电控系统主电路的控制方法在具体应用过程中，各泵的电动机启动时对电网无冲击，压机加热时的电压降几乎为零，高压加热变压器T2二次侧电压(副边电压)没有变化。
具体实施方式二：参见图2说明本实施方式，本实施方式与具体实施方式一所述的一种压机的电控系统主电路的控制方法的区别在于，所述用于合成大颗粒金刚石压机的电控系统主电路还包括可控硅散热风机M1，该可控硅散热风机M1设置在交流接触器KM1的常开触点和可控硅调流板的电源输入端之间。
本实施方式，可控硅散热风机M1用于给可控硅调流板进行散热，保证整个电控系统的稳定性。
具体实施方式三：参见图2说明本实施方式，本实施方式与具体实施方式一所述的一种压机的电控系统主电路的控制方法的区别在于，所述高压加热变压器T2原边线圈的第二端所在输入支路上设有电流互感器A1，该电流互感器A1用于检测高压加热变压器T2原边线圈的输入电流。
本实施方式，电流互感器A1用于检测高压加热变压器T2原边的电流，根据检测结果对可控硅调流板进行控制，从而控制高压加热变压器T2原边的输入电流。
具体实施方式四：参见图2说明本实施方式，本实施方式与具体实施方式一所述的一种压机的电控系统主电路的控制方法的区别在于，所述高压加热变压器T2副边线圈的一个输出端上设有电流互感器A2，该电流互感器A2用于检测输送给压机的电流。
本实施方式，电流互感器A2用于采集高压加热变压器T2副边的输出电流，该电流用于提供给压机。
具体实施方式五：参见图2说明本实施方式，本实施方式与具体实施方式一所述的一种压机的电控系统主电路的控制方法的区别在于，所述用于合成大颗粒金刚石压机的电控系统主电路还包括电压互感器，电压互感器用于检测高压加热变压器T2副边线圈的输出电压。
本实施方式，电压互感器用于监测高压加热变压器T2输出的电压。
具体实施方式六：参见图2说明本实施方式，本实施方式与具体实施方式一所述的一种压机的电控系统主电路的控制方法的区别在于，所述用于合成大颗粒金刚石压机的电控系统主电路还包括一路检修支路，该检修支路包括低压变压器T1、常开开关K1、常闭开关K2、维修插座和运行指示灯；
常开开关K1的一端与三相电源的A相连接，常开开关K1的另一端与维修插座的火线端和常闭开关K2的一端同时连接，常闭开关K2的另一端与低压变压器T1原边线圈的第一端连接，低压变压器T1原边线圈的第二端接电源地，低压变压器T1副边线圈的两个输出端之间串联开关K3和运行指示灯；
维修插座的零线端接电源地，维修插座的地线端接大地。
本实施方式中，运行指示灯所在维修支路的引入，用于监控主电路的运行情况，根据主电路的运行情况，对常开开关K1进行控制，从而起到提示作用。

Claims (6)

1.一种压机的电控系统主电路的控制方法，该方法基于一种用于合成大颗粒金刚石压机的电控系统主电路实现，所述电控系统主电路包括交流接触器KM1至KM7、高压加热变压器T2、空气开关QF1至QF7、可控硅调流板、空程1泵、高压1泵、空程2泵、高压2泵和液控泵；
空气开关QF2至QF6的三相电源输入端接入电网，
空气开关QF2的三相电源输出端通过交流接触器KM2的常开触点给空程1泵供电；
空气开关QF5的三相电源输出端通过交流接触器KM5的常开触点给高压1泵供电；
空气开关QF3的三相电源输出端通过交流接触器KM3的常开触点给空程2泵供电；
空气开关QF6的三相电源输出端通过交流接触器KM6的常开触点给高压2泵供电；
空气开关QF4的三相电源输出端通过交流接触器KM4的常开触点给液控泵供电；
空气开关QF1的一端与三相电源的B相连接，空气开关QF1的另一端通过交流接触器KM1的常开触点与可控硅调流板的电源输入端连接，可控硅调流板的电源输出端与高压加热变压器T2原边线圈的第一个端连接；
可控硅调流板的控制信号输入端用于接收控制信号；
空气开关QF7的一端与三相电源的C相连接，空气开关QF7的另一端通过交流接触器KM7的常开触点与高压加热变压器T2原边线圈的第二端连接；
高压加热变压器T2副边线圈的两端用于给压机供电；
每个泵的三相电源输入端所在的支路上串联有一个变频器，且该变频器的三相电源输入端和三相电源输出端所在的支路上各设有一个电抗器；
其特征在于；
该控制方法包括如下步骤：
步骤一：使空气开关QF2、空气开关QF3、交流接触器KM3的常开触点和交流接触器KM2的常开触点闭合，电网中三相电经过变频器进行变频处理后对空程1泵和空程2泵供电，空程1泵和空程2泵得电开始工作，给压机加压使压机运动，压机加压至与待加热产品接触后，使空气开关QF2、空气开关QF3、交流接触器KM3的常开触点和交流接触器KM2的常开触点断开；
其中，所述待加热产品为大颗粒金刚石；
步骤二：使空气开关QF5、空气开关QF6、交流接触器KM5的常开触点、交流接触器KM6的常开触点闭合，电网中三相电通过变频器进行变频处理后给高压1泵和高压2泵供电，使高压1泵和高压2泵得电开始工作，给压机补压，压机对待加热产品加压至预设压力时，高压1泵和高压2对压机进行保持对压机的压力不变；
步骤三：使空气开关QF1、交流接触器KM1的常开触点、空气开关QF7和交流接触器KM7的常开触点闭合，使高压加热变压器T2对压机进行加热，同时，根据预设温度，可控硅调流板根据接收的控制信号对高压加热变压器T2输出的电压进行调节，使压机对待加热产品加热至预设温度，从而完成了对合成大颗粒金刚石压机的电控系统主电路的控制，实现了对待加热产品的加工。
2.根据权利要求1所述的一种压机的电控系统主电路的控制方法，其特征在于，所述用于合成大颗粒金刚石压机的电控系统主电路还包括可控硅散热风机M1，该可控硅散热风机M1设置在交流接触器KM1的常开触点和可控硅调流板的电源输入端之间。
3.根据权利要求1所述的一种压机的电控系统主电路的控制方法，其特征在于，所述高压加热变压器T2原边线圈的第二端所在输入支路上设有电流互感器A1，该电流互感器A1用于检测高压加热变压器T2原边线圈的输入电流。
4.根据权利要求1所述的一种压机的电控系统主电路的控制方法，其特征在于，所述高压加热变压器T2副边线圈的一个输出端上设有电流互感器A2，该电流互感器A2用于检测输送给压机的电流。
5.根据权利要求1所述的一种压机的电控系统主电路的控制方法，其特征在于，所述用于合成大颗粒金刚石压机的电控系统主电路还包括电压互感器，电压互感器用于检测高压加热变压器T2副边线圈的输出电压。
6.根据权利要求1所述的一种压机的电控系统主电路的控制方法，其特征在于，所述用于合成大颗粒金刚石压机的电控系统主电路还包括一路检修支路，该检修支路包括低压变压器T1、常开开关K1、常闭开关K2、维修插座和运行指示灯；
常开开关K1的一端与三相电源的A相连接，常开开关K1的另一端与维修插座的火线端和常闭开关K2的一端同时连接，常闭开关K2的另一端与低压变压器T1原边线圈的第一端连接，低压变压器T1原边线圈的第二端接电源地，低压变压器T1副边线圈的两个输出端之间串联开关K3和运行指示灯；
维修插座的零线端接电源地，维修插座的地线端接大地。
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