CN109262119B - 一种等离子切割机引导弧电流控制电路及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种等离子切割机引导弧电流控制电路及方法，本发明将限制给定的位置从面板电位器移至电流给定跟随器后级，使用两个三极管切换，三极管工作在导通或截止状态，其压降接近于0，使引导弧电流保持在25A恒定不变，从而有效保护喷嘴和电极，并大大降低用户使用成本。
Description
技术领域
本发明涉及一种等离子切割机，尤其涉及一种等离子切割机引导弧电流控制电路及方法。
背景技术
在逆变空气等离子切割机中使用中，大电流引弧会造成割炬枪头损坏，因此需要设置引导弧，在接通割枪开关时，先由小电流引弧，喷出引导弧后再引燃主弧切割，这样可防止割炬头烧坏。
而在现有等离子切割机中，引导弧电流通常由三极管等器件从面板电位器限制给定调节的方式来实现，由于半导体器件原因，三极管工作在放大状态时，当切割机给定电流从最小到最大调节时，限制给定的方式会使引导弧电流从25A-30A左右变化，在大电流切割时，引导弧电流达到30A，使得割炬喷嘴，电极损坏率较高。
发明内容
为了解决上述问题，有效保护割炬的喷嘴和电极，本发明提出一种等离子切割机引导弧电流控制电路及方法。
一种等离子切割机引导弧电流控制方法：将限制给定的位置从面板电位器移至电流给定跟随器后级，使用两个三极管切换，三极管工作在导通或截止状态，其压降接近于0，使引导弧电流保持在25A恒定不变。
一种等离子切割机引导弧电流控制电路，包括第一运算放大器、第二运算放大器、第三运算放大器、电位器、第一三极管、第二三极管、二极管、第一可变电阻器、第二可变电阻器、第三可变电阻器、第一电容、第二电容、第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻、第五电阻、第六电阻、第七电阻、第八电阻、第九电阻、第十电阻、第十一电阻、第十二电阻和电源，其中：
所述第一运算放大器的同相输入端电连接第三电阻第二端，所述第一运算放大器的反相输入端和输出端电连接第四电阻第一端，所述第三电阻第一端电连接第一电阻第二端、第二电阻第一端和第二电容第一端，所述第一电阻第一端电连接电位器动片，所述电位器第二定片电连接第一电容第一端和第二可变电阻器第一定片，所述第一电容第二端接地，所述第二可变电阻器动片和第二定片电连接电源，所述电位器第一定片电连接第一可变电阻器动片和第二定片，所述第一可变电阻器第一定片接地。
所述第二运算放大器的同相输入端电连接第八电阻第二端，所述第二运算放大器的输出端为整个控制电路的给定输出端，所述第二运算放大器的反相输入端电连接输出端，所述第八电阻第一端电连接第一二极管负极和第六电阻第二端，所述第一二极管正极电连接第一三极管的集电极、第三可变电阻器的动片和第一定片，所述第三可变电阻器的动片也电连接第一三极管的集电极，所述第三可变电阻器的第二定片电连接第七电阻第二端，所述第七电阻第一端接地，所述第六电阻第一端电连接第四电阻第二端和第二三极管的集电极。
所述第三运算放大器的同相输入端电连接第十电阻第二端和第十一电阻第一端，所述第三运算放大器的反相输入端电连接第十二电阻第一端，所述第三运算放大器的输出端电连接第五电阻第二端，所述第十电阻第一端电连接电源，所述第十一电阻第二端接地，所述第十二电阻第二端和第九电阻的第二端接入引导弧电流检测信号，所述第九电阻第一端电连接第一三极管的基极，所述第五电阻第一端电连接第二三极管的基极，所述第一三极管和第二三级管的发射极均接地。
此外，基于上述一种等离子切割机引导弧电流控制电路，本发明提出一种等离子切割机引导弧电流具体控制方法：
（1）当未有电流检测信号时，第三运算放大器的输出端电压为高电平，第二三极管饱和导通，将第四电阻与第六电阻的连接点电压拉低接近为0V；同时，第一三极管的基极由于没有电压而截止，整个控制电路的给定输出端的电压由第三可变电阻器决定，此时，无论电位器怎样调节，均不影响后级输出，给定输出稳定不变；
（2）当有电流检测信号时，第一三极管饱和导通，将第三可变电阻器的中心点电压拉低为0V，断开引弧电流回路；同时，第三运算放大器的输出端电压为低电平，第二三极管截止，电位器调节的电压正常通过第四、六和八电阻后输出给定，切割机正常工作。
本发明的有益效果在于：引导弧电流与给定电流独立调节，互不影响，在实际调节电位器时，不影响引导弧电流的变化，从而有效保护割炬的喷嘴和电极。此外，本发明还节省了用户使用成本。
附图说明
图1是本发明的电路图。
具体实施方式
为了对本发明的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图说明本发明的具体实施方式。
本发明提出一种等离子切割机引导弧电流控制方法：将限制给定的位置从面板电位器移至电流给定跟随器后级，使用两个三极管切换，三极管工作在导通或截止状态，其压降接近于0，使引导弧电流保持在25A恒定不变。
本发明还提出一种等离子切割机引导弧电流控制电路，如图1所示，包括第一运算放大器（N1A）、第二运算放大器（N1B）、第三运算放大器（N1D）、电位器（W1）、第一三极管（Q11）、第二三极管（Q12）、二极管（D1）、第一可变电阻器（VR1）、第二可变电阻器（VR2）、第三可变电阻器（VR3）、第一电容（C1）、第二电容（C2）、第一电阻（R1）、第二电阻（R2）、第三电阻（R3）、第四电阻（R4）、第五电阻（R5）、第六电阻（R6）、第七电阻（R7）、第八电阻（R8）、第九电阻（R9）、第十电阻（R10）、第十一电阻（R11）、第十二电阻（R12）和15V电源，其中：
第一运算放大器（N1A）的同相输入端电连接第三电阻（R3）第二端，第一运算放大器（N1A）的反相输入端和输出端电连接第四电阻（R4）第一端，第三电阻（R3）第一端电连接第一电阻（R1）第二端、第二电阻（R2）第一端和第二电容（C2）第一端，第一电阻（R1）第一端电连接电位器（W1）动片，电位器（W1）第二定片电连接第一电容（C1）第一端和第二可变电阻器（VR2）第一定片，第一电容（C1）第二端接地，第二可变电阻器（VR2）动片和第二定片电连接15V电源，电位器（W1）第一定片电连接第一可变电阻器（VR1）动片和第二定片，第一可变电阻器（VR1）第一定片接地。
第二运算放大器（N1B）的同相输入端电连接第八电阻（R8）第二端，第二运算放大器（N1B）的输出端为整个控制电路的给定输出端，第二运算放大器（N1B）的反相输入端电连接输出端，第八电阻（R8）第一端电连接第一二极管（D1）负极和第六电阻（R6）第二端，第一二极管（D1）正极电连接第一三极管（Q11）的集电极、第三可变电阻器（VR3）的动片和第一定片，第三可变电阻器（VR3）的动片也电连接第一三极管（Q11）的集电极，第三可变电阻器（VR3）的第二定片电连接第七电阻（R7）第二端，第七电阻（R7）第一端接地，第六电阻（R6）第一端电连接第四电阻（R4）第二端和第二三极管（Q12）的集电极。
第三运算放大器（N1D）的同相输入端电连接第十电阻（R10）第二端和第十一电阻（R11）第一端，第三运算放大器（N1D）的反相输入端电连接第十二电阻（R12）第一端，第三运算放大器（N1D）的输出端电连接第五电阻（R5）第二端，第十电阻（R10）第一端电连接15V电源，第十一电阻（R11）第二端接地，第十二电阻（R12）第二端和第九电阻（R9）的第二端接入引导弧电流检测信号，第九电阻（R9）第一端电连接第一三极管（Q11）的基极，第五电阻（R5）第一端电连接第二三极管（Q12）的基极，第一三极管（Q11）和第二三级管的发射极均接地。
此外，基于上述等离子切割机引导弧电流控制电路，本发明还提出一种等离子切割机引导弧电流具体控制方法：
当未有电流检测信号时，第三运算放大器（N1D）的输出端电压为高电平，第二三极管（Q12）饱和导通，将第四电阻（R4）与第六电阻（R6）的连接点电压拉低接近为0V；同时，第一三极管（Q11）的基极由于没有电压而截止，整个控制电路的给定输出端的电压由第三可变电阻器（VR3）决定，此时，无论电位器（W1）怎样调节，均不影响后级输出，给定输出稳定不变；
当有电流检测信号时，第一三极管（Q11）饱和导通，将第三可变电阻器（VR3）的中心点电压拉低为0V，断开引弧电流回路；同时，第三运算放大器（N1D）的输出端电压为低电平，第二三极管（Q12）截止，电位器（W1）调节的电压正常通过第四、六和八电阻后输出给定，切割机正常工作。
基于上述实施例的优化实施例中，第一运算放大器（N1A）、第二运算放大器（N1B）和第三运算放大器（N1D）均为LM348运算放大器，第一三极管（Q11）和第二三极管（Q12）均为S8050C型小功率NPN型三极管，二极管（D1）为1N4148型高速开关二极管。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当理解本发明并非局限于本文所披露的形式，不应看作是对其他实施例的排除，而可用于各种其他组合、修改和环境，并能够在本文所述构想范围内，通过上述教导或相关领域的技术或知识进行改动。而本领域人员所进行的改动和变化不脱离本发明的精神和范围，则都应在本发明所附权利要求的保护范围内。
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、 “内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是本发明使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
在本发明的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接。
Claims (2)
1.一种等离子切割机引导弧电流控制电路，使用两个三极管切换，三极管工作在导通或截止状态，其压降接近于0，使引导弧电流保持在25A恒定不变，其特征在于，所述控制电路包括第一运算放大器、第二运算放大器、第三运算放大器、电位器、第一三极管、第二三极管、第一二极管、第一可变电阻器、第二可变电阻器、第三可变电阻器、第一电容、第二电容、第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻、第五电阻、第六电阻、第七电阻、第八电阻、第九电阻、第十电阻、第十一电阻、第十二电阻和电源；
所述第一运算放大器的同相输入端电连接第三电阻第二端，所述第一运算放大器的反相输入端和输出端电连接第四电阻第一端，所述第三电阻第一端电连接第一电阻第二端、第二电阻第一端和第二电容第一端，所述第一电阻第一端电连接电位器动片，所述电位器第二定片电连接第一电容第一端和第二可变电阻器第一定片，所述第一电容第二端接地，所述第二可变电阻器动片和第二定片电连接电源，所述电位器第一定片电连接第一可变电阻器动片和第二定片，所述第一可变电阻器第一定片接地，所述第二电容第二端和第二电阻第二端接地；
所述第二运算放大器的同相输入端电连接第八电阻第二端，所述第二运算放大器的输出端为整个控制电路的给定输出端，所述第二运算放大器的反相输入端电连接输出端，所述第八电阻第一端电连接第一二极管负极和第六电阻第二端，所述第一二极管正极电连接第一三极管的集电极、第三可变电阻器的动片和第一定片，所述第三可变电阻器的动片也电连接第一三极管的集电极，所述第三可变电阻器的第二定片电连接第七电阻第二端，所述第七电阻第一端接地，所述第六电阻第一端电连接第四电阻第二端和第二三极管的集电极；
所述第三运算放大器的同相输入端电连接第十电阻第二端和第十一电阻第一端，所述第三运算放大器的反相输入端电连接第十二电阻第一端，所述第三运算放大器的输出端电连接第五电阻第二端，所述第十电阻第一端电连接电源，所述第十一电阻第二端接地，所述第十二电阻第二端和第九电阻的第二端接入引导弧电流检测信号，所述第九电阻第一端电连接第一三极管的基极，所述第五电阻第一端电连接第二三极管的基极，所述第一三极管和第二三级管的发射极均接地。
2.一种等离子切割机引导弧电流控制方法，应用于权利要求1所述的等离子切割机引导弧电流控制电路，其特征在于：
当未有电流检测信号时，第三运算放大器的输出端电压为高电平，第二三极管饱和导通，将第四电阻与第六电阻的连接点电压拉低接近为0V；同时，第一三极管的基极由于没有电压而截止，整个控制电路的给定输出端的电压由第三可变电阻器决定，此时，无论电位器怎样调节，均不影响后级输出，给定输出稳定不变；
当有电流检测信号时，第一三极管饱和导通，将第三可变电阻器的中心点电压拉低为0V，断开引弧电流回路；同时，第三运算放大器的输出端电压为低电平，第二三极管截止，电位器调节的电压正常通过第四、六和八电阻后输出给定，切割机正常工作。
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