CN110434440B - 一种内置空压机的等离子切割机控制电路 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种内置空压机的等离子切割机控制电路，由输入部分、滤波板、逆变板、控制板、显示板、电源模块、直流电磁阀、微型空气压缩机、等离子切割枪组成，所述输入部分的输出端与所述滤波板的输入端电性连接，所述电源模块的输出端与所述滤波板的输入端电性连接，所述滤波板的第一输出端与逆变板电性连接，所述滤波板的第二输出端与控制板保持电性连接，所述控制板的第一输出端与显示板电性连接，所述控制板的第二输出端与等离子切割枪电性连接，所述逆变板的第一输出端与控制板电性连接、所述逆变板的第二输出端与等离子切割枪电性连接，所述逆变板的第三输出端与微型空气压缩机保持电性连接。本发明无需外接空压机，插电即用。
Description
技术领域
本发明涉及等离子切割机技术领域，尤其涉及一种内置空压机的等离子切割机控制电路。
背景技术
等离子切割机(Plasma Cutting Machine)是借助等离子切割技术对金属材料进行加工的机械。等离子切割是利用高温等离子电弧的热量使工件切口处的金属部分或局部熔化(和蒸发)，并借高速等离子的动量排除熔融金属以形成切口的一种加工方法。
现有的，等离子切割机在切割时，需要外接空气压缩机才能正常切割，外置空气压缩机一般体积大、笨重，这就造成了使用起来极不方便，如果家用或经常移动，要配套移动；而且接线复杂，容易产生漏气，还需另加空气过滤器，且噪音大等缺点。
发明内容
本发明的目的在于提供一种内置空压机的等离子切割机控制电路，以使得等离子切割机无需外接空压机，插电即用。
为达此目的，本发明采用以下技术方案：
一种内置空压机的等离子切割机控制电路，由输入部分、滤波板、逆变板、控制板、显示板、电源模块、直流电磁阀、微型空气压缩机、等离子切割枪组成，所述输入部分的输出端与所述滤波板的输入端电性连接，所述电源模块的输出端与所述滤波板的输入端电性连接，所述滤波板的第一输出端与逆变板电性连接，所述滤波板的第二输出端与控制板保持电性连接，所述控制板的第一输出端与显示板电性连接，所述控制板的第二输出端与等离子切割枪电性连接，所述逆变板的第一输出端与控制板电性连接、所述逆变板的第二输出端与等离子切割枪电性连接，所述逆变板的第三输出端与微型空气压缩机保持电性连接，所述滤波板中单相整流桥将交流电整流成直流电，然后送入逆变板，逆变板通过控制板控制，进行逆变隔离整流，恒流输出给等离子切割枪，再加上微型空气压缩机打气然后进行引弧切割。
优选的，所述滤波板由单相整流桥、电解电容组、缓启动电流、启停微型空气压缩机的继电器组成，用于将市电转换成直流电流，启停微型空气压缩机的继电器启动和关闭微型空气压缩机。
优选的，所述输入部分由主开关和电源线组成，所述主开关用于切断等离子切割电源，把电网和等主离子切割机分开。
优选的，所述逆变板由逆变器、驱动电路、主变压器、引弧电路、输出整流电路组成，用于将直流电源转换成高频交流电，再整流输出变成可控制的直流电源输出。
优选的，所述显示板由CPU程序控制，显示部分，按键部分，电流调节部分组成，其中CPU程序控制为是CPU中央处理器，其用于控制机器的启动和停止。
优选的，所述控制板由开关电源部分，缓启动，IGBT驱动部分，PWM控制部分，电磁阀驱动部分，微型空压机驱动部分，温度开关检测，输出电流检测，维弧驱动部分，枪开关部分组成。
优选的，所述开关电源部分用于给整个控制板供电的，提供电路需要的+5V，+15V，-15V，-24V；所述缓启动用于控制机器直流电的主开关，起到启动延时作用，机器内部有大容量电解电容，防止启动时大电流损坏电子器件；所述IGBT驱动部分用于驱动逆变器的IGBT的驱动变压器，IGBT的驱动变压器在逆变板上，所述PWM控制部分用于控制逆变器的工作的，通过智能控制逆变器的IGBT的开通频率和占空比来控制输出的电流，所述电磁阀驱动部分受CPU控制驱动电磁阀；所述微型空压机驱动部分受CPU控制驱动微型空压机；温度开关检测用于检测逆变器主功率器件的温度，提供给CPU信号的；输出电流检测用于检测输出电流有和无，提供给CPU信号的；维弧驱动部分受CPU控制驱动维弧；枪开关部分通过隔离变压器把没有干扰的信号给到CPU。
优选的，所述直流电磁阀上设置有换向阀，具有放气功能，用于快速放气，使非高频枪能快速引弧。
优选的，所述微型空气压缩机设置于等离子切割机内部，用于给等离子切割机切割的时候提供压缩空气，完成切割作业。
优选的，所述开关电源部分还还用于为枪开关部分隔离电路提供电源。
与现有技术相比，本发明实施例具有以下有益效果：
本发明实施例通过提供一种内置空压机的等离子切割机，无需外接空压机，插电即用；且体积小、重量轻、移动安装方便；而且噪音小，空气自动过滤等优点。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。
图1为本发明等离子切割机原理框图；
图2为本发明等离子切割机控制板电路原理图；
图3为本发明等离子切割机显示板电路原理图。
具体实施方式
为使得本发明的发明目的、特征、优点能够更加的明显和易懂，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，下面所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而非全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。
请参阅图1所示，本发明实施例的一种内置空压机的等离子切割机及控制电路，一种内置空压机的等离子切割机控制电路，包括输入部分101、滤波板102、逆变板103、控制板104、显示板105、电源模块106、直流电磁阀107、微型空气压缩机108、等离子切割枪109，所述输入部分101由主开关和电源线组成，所述输入部分101的输出端与滤波板102的输入端电性连接，所述电源模块106包括电源板，并且电源模块106的输出端与滤波板102的输入端电性连接，所述滤波板102的第一输出端与逆变板103电性连接，所述滤波板102的第二输出端与控制板104保持电性连接，所述控制板104的第一输出端与显示板105电性连接，所述控制板104的第二输出端与等离子切割枪109电性连接，所述逆变板103的第一输出端与控制板104电性连接、所述逆变板103的第二输出端与等离子切割枪109电性连接，所述逆变板103的第三输出端与微型空气压缩机108保持电性连接。
等离子切割机输入部分电源线接入市电220v，其主开关用于切断等离子切割电源，把电网和等主离子切割机分开。
所述滤波板102由单相整流桥、电解电容组、缓启动电流、启停微型空气压缩机的继电器组成，用于将市电转换成直流电流，启停微型空气压缩机的继电器启动和关闭微型空气压缩机。
所述逆变板103由逆变器、驱动电路、主变压器、引弧电路、输出整流电路组成，所述控制板104由MCU、及周边电路组，用于将直流电源转换成高频交流电，再整流输出变成可控制的直流电源输出。
所述显示板105由按键和显示灯，数码管组成，所述电源板为参数400W12V的电源。
所述直流电磁阀107上设置有换向阀，具有放气功能，用于快速放气，使非高频枪能快速引弧。
所述微型空气压缩机108设置于等离子切割机内部，用于给等离子切割机切割的时候提供压缩空气，完成切割作业。
所述滤波板102中单相整流桥将交流电整流成直流电，然后送入逆变板103，逆变板103通过控制板104控制，进行逆变隔离整流，恒流输出给等离子切割枪109，再加上微型空气压缩机108打气然后进行引弧切割。
具体的，等离子切割机控制板电路原理图请参阅图2所示，控制板由开关电源部分201，缓启动202，IGBT驱动部分203，PWM控制部分204，电磁阀驱动部分205，微型空压机驱动部分206，温度开关检测207，输出电流检测208，维弧驱动部分209，枪开关部分210组成。
其中：开关电源部分201用于给整个控制板供电的，提供电路需要的+5V，+15V，-15V，-24V；所述开关电源部分201还还用于为枪开关部分隔离电路提供电源；缓启动202用于控制机器直流电的主开关，起到启动延时作用，机器内部有大容量电解电容，防止启动时大电流损坏电子器件；IGBT驱动部分203用于驱动逆变器的IGBT的驱动变压器，IGBT的驱动变压器在逆变板上，目的是给IGBT提供足够的能量；PWM控制部分204用于控制逆变器的工作的，通过智能控制逆变器的IGBT的开通频率和占空比来控制输出的电流，它是受CPU控制的。
电磁阀驱动部分205受CPU控制驱动电磁阀；微型空压机驱动部分206受CPU控制驱动微型空压机；温度开关检测207用于检测逆变器主功率器件的温度，提供给CPU信号的；输出电流检测208用于检测输出电流有和无，提供给CPU信号的；维弧驱动部分209受CPU控制驱动维弧；枪开关部分210通过隔离变压器把没有干扰的信号给到CPU。
等离子切割机显示板电路原理图请参阅图3所示，显示板包括CPU程序控制301，显示部分302，按键部分303，电流调节部分304，还有其它的外围电流组成，其中CPU程序控制301主要是CPU STC15F2K32S2,CPU控制了机器的启动和停止，气阀工作，微型空压机工作，输出电流检测，输入电压检测，PWM控制，切割逻辑和切割工艺的控制等。显示部分302用于显示机器的信息，按键部分303用于给用房提供外置气和内置气的转换，2T/4T转换，还用于给调试员调试机器的作用。
工作时，等离子切割机输入电源线连接市电，打开主开关，等离子切割机通电，面板显示灯亮，风机开始转动。此时，等离子切割枪还没有输出，微型空气压缩机也没有工作，等离子切割机待机状态。当按下枪开关时，等离子切割机启动，等离子切割枪有输出，此时内置空压器开始工作，24V直流电磁阀也开始工作，此时等离子切割枪有压缩空气喷出，等离子切割枪有电弧喷出，再把等离子切割枪移动到工作上就可以切割了。当松开枪开关时，等离子切割启动主电流停止输出，等离子切割枪电弧断弧，没有主板，此时内置空压机和24V直流电磁阀，延时12秒后关闭，目的是冷却等离子切割枪。
在本发明一个实施例中，等离子切割机性能参数如下表1：
表1
本实施例中，等离子切割机特点如下：
电流调节：调节切割电流
延后关气：延时关气冷却枪部件
2T/4T功能：实现短时间切割和长时间切割
电流数显：显示切割电流
内置气和外置气转换：实现外置空压机和内置微型空气压缩机转换。
单片机控制(MCU控制)：整机的逻辑控制非高频引弧：最新的引弧方式。无干扰小巧、轻便：采用全新的微型无油大功率微型空气压缩机，体积小，重量轻。
各项实验项目报告如下：
1)、功能试验一：额定电源电压下，输出电流调节功能有效并且230V±15％时电流调节范围：
①电流:20-45A。
2)、功能试验二：额定电源电压下，空载255V，引弧功能正常，起弧容易，高频引弧效果良好.
3)、负载持续率试验(散热和温升)：230V时额定输出，35％的负载持续率,工作120分钟,在整个过程温度继电器不动作，IGBT管子能承受工作而不出现失效。
4)、带载老化：同上
5)、网压波动适应性：
在网压为196V:在额定状态下，工作状态无异常，驱动电压正常；在网压为265V：工作状态正常。在额定输出状态下，用发电机作为输入电源，全范围电流切割，工作状态正常。
以上所述，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。
Claims (10)
1.一种内置空压机的等离子切割机控制电路，其特征在于，由输入部分、滤波板、逆变板、控制板、显示板 、电源模块、直流电磁阀、微型空气压缩机、等离子切割枪组成，所述输入部分的输出端与所述滤波板的输入端电性连接，所述电源模块的输出端与所述滤波板的输入端电性连接，所述滤波板的第一输出端与逆变板电性连接，所述滤波板的第二输出端与控制板保持电性连接，所述控制板的第一输出端与显示板电性连接，所述控制板的第二输出端与等离子切割枪电性连接，所述逆变板的第一输出端与控制板电性连接、所述逆变板的第二输出端与等离子切割枪电性连接，所述逆变板的第三输出端与微型空气压缩机保持电性连接，所述滤波板中单相整流桥将交流电整流成直流电，然后送入逆变板，逆变板通过控制板控制，进行逆变隔离整流，恒流输出给等离子切割枪，再加上微型空气压缩机打气然后进行引弧切割。
2.根据权利要求1所述的内置空压机的等离子切割机控制电路，其特征在于，所述滤波板由单相整流桥、电解电容组、缓启动电流、启停微型空气压缩机的继电器组成，用于将市电转换成直流电流，启停微型空气压缩机的继电器启动和关闭微型空气压缩机。
3.根据权利要求1所述的内置空压机的等离子切割机控制电路，其特征在于，所述输入部分由主开关和电源线组成，所述主开关用于切断等离子切割电源，把电网和等离子切割机分开。
4.根据权利要求1所述的内置空压机的等离子切割机控制电路，其特征在于，所述逆变板由逆变器、驱动电路、主变压器、引弧电路、输出整流电路组成，用于将直流电源转换成高频交流电，再整流输出变成可控制的直流电源输出。
5.根据权利要求1所述的内置空压机的等离子切割机控制电路，其特征在于，所述显示板由CPU程序控制，显示部分，按键部分，电流调节部分组成，其中CPU程序控制为是CPU中央处理器，其用于控制机器的启动和停止。
6.根据权利要求5所述的内置空压机的等离子切割机控制电路，其特征在于，所述控制板由开关电源部分，缓启动，IGBT驱动部分，PWM控制部分，电磁阀驱动部分，微型空压机驱动部分，温度开关检测，输出电流检测，维弧驱动部分，枪开关部分组成。
7.根据权利要求6所述的内置空压机的等离子切割机控制电路，其特征在于，所述开关电源部分用于给整个控制板供电，提供电路需要的+5V，+15V， -15V ，-24V；所述缓启动用于控制机器直流电的主开关，起到启动延时作用，机器内部有大容量电解电容，防止启动时大电流损坏电子器件；所述IGBT驱动部分用于驱动逆变器中IGBT的驱动变压器，IGBT的驱动变压器在逆变板上，所述PWM控制部分用于控制逆变器的工作，通过智能控制逆变器的IGBT的开通频率和占空比来控制输出的电流，所述电磁阀驱动部分受CPU控制驱动电磁阀；所述微型空压机驱动部分受CPU控制驱动微型空压机；温度开关检测用于检测逆变器主功率器件的温度，提供给CPU信号；输出电流检测用于检测输出电流有和无，提供给CPU信号；维弧驱动部分受CPU控制驱动维弧；枪开关部分通过隔离变压器把没有干扰的信号给到CPU。
8.根据权利要求1所述的内置空压机的等离子切割机控制电路，其特征在于，所述直流电磁阀上设置有换向阀，具有放气功能，用于快速放气，使非高频枪能快速引弧。
9.根据权利要求1所述的内置空压机的等离子切割机控制电路，其特征在于，所述微型空气压缩机设置于等离子切割机内部，用于给等离子切割机切割的时候提供压缩空气，完成切割作业。
10.根据权利要求7所述的内置空压机的等离子切割机控制电路，其特征在于，所述开关电源部分还用于为枪开关部分隔离电路提供电源。
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