CN111872532A - 切割机控制装置和低频引弧等离子切割机 - Google Patents

Abstract

本发明提出一种切割机控制装置和低频引弧等离子切割机，其中，切割机控制装置包括逆变电路、主变耦合电路、整流输出电路、恒流驱动电路、维弧驱动电路、控制器和气阀，控制器根据开机测试信号控制气阀和维弧驱动电路同步工作以及相继关闭，从而确定压缩空气到达切割枪头的第一时长和压缩空气从切割枪头释放完至电极和喷嘴短路的第二时长，并以此两个时长作为后续驱动控制基准，解决了传统方案在低频引弧无法适配不同切割枪的问题，兼容性高。

Description

切割机控制装置和低频引弧等离子切割机

技术领域

本发明属于切割机技术领域，尤其涉及一种切割机控制装置和低频引弧等离子切割机。

背景技术

等离子技术已经被广泛应用于工业、化学、国防和通信的领域。等离子切割是一种高速高精度的金属材料切割方法，与传统火焰切割相比，等离子切割凭借迅速的切割速度、良好的切割质量等优势，在金属切割领域应用越来越广泛。

市场上空气等离子切割机主要分为高频引弧等离子切割机与低频引弧等离子切割机，以前主要是高频引弧等离子切割机，而随着低频切割枪及配件成本的降低以及没有高频干扰低频引弧空气等离子切割机也逐渐受到用户的认可。

低频引弧原理：低频引弧切割枪枪头电极在无压缩空气时受弹簧的作用与喷嘴短路，当按下控制开关准备切割时首先延时一定时间后再打开气阀，并在压缩空气到达枪头前在电极和喷嘴之间建立维弧电流，当压缩空气到达枪头，就会使电极弹簧回弹并与喷嘴脱离接触。当电极脱离喷嘴时，维弧电流会在电极、喷嘴之间拉弧并随压缩空气喷出喷嘴形成维弧，维弧接触工件即可引燃主弧，电流就通过电极与工件形成回路进行正常切割操作。

由于低频引弧工作原理要求在引弧前切割枪电极和喷嘴必须短路，所以控制时都会选用带放气功能的气阀，并在按下开关时首先执行关气阀逻辑，以排除切割枪气管中的压缩空气，保证电极喷嘴的可靠性接触，现有方案采用单一或者多个固定的放气时间参数以进行延时放气。

但是由于切割机存在不同厂家、不同型号以及同型号不同长度的情况，因此，不同切割机的切割枪放完气管中多余压缩空气需要的时间都是不一样的，如果放气时间太短会导致电极、喷嘴接触不好，维弧异常，如果放气时间太长，电极喷嘴的短路时间加长又会增加电极喷嘴的损耗，因此，传统的技术方案中在低频引弧无法适配不同切割机，兼容性差。

发明内容

本发明的目的在于提供一种切割机控制装置，旨在解决传统方案在低频引弧无法适配不同切割枪，兼容性差的问题。

本发明实施例的第一方面提了一种切割机控制装置，切割机控制装置包括逆变电路、主变耦合电路、整流输出电路、恒流驱动电路、维弧驱动电路、控制器和气阀；

所述逆变电路、所述主变耦合电路和所述整流输出电路依次电性连接，所述恒流驱动电路分别与所述控制器和所述逆变电路电性连接，所述整流输出电路的输出端正极分别与所述维弧驱动电路和工件连接，所述整流输出电路的输出端负极和切割枪头的电极连接，所述维弧驱动电路还与所述切割枪头的喷嘴连接，所述气阀通过气管与所述切割枪头连接以及与所述控制器电性连接；

所述恒流驱动电路，用于获取所述主变耦合电路的原边电流，并输出脉宽与所述原边电流的大小成反比的PWM信号至所述逆变电路和所述控制器；

所述控制器，还用于：

当接收到开机测试信号时，控制所述气阀开启和所述维弧驱动电路工作并从零开始计时，以输出压缩空气至所述切割枪头和在所述电极和所述喷嘴之间施加维弧电流，并检测所述PWM信号的脉宽大小；

当检测到所述PWM信号的脉宽大于预设脉宽时记录第一计时时间，并控制所述气阀关闭；

当检测到所述PWM信号的脉宽小于预设脉宽时记录第二计时时间，并控制所述维弧驱动电路停止工作；

根据所述第一计时时间和所述第二计时时间确定所述压缩空气到达所述切割枪头的第一时长和所述压缩空气从所述切割枪头释放完至所述电极和所述喷嘴短路的第二时长；其中，所述第一时长等于所述第一计时时间，所述第二时长等于所述第二计时时间与所述第一计时时间之差；

在接收到开机启动信号时控制所述气阀关闭，并延时所述第二时长后控制所述气阀开启，延时第三时长后控制所述维弧驱动电路开启；其中，所述第三时长等于所述第一时长与预留短路时长之差。

在一个实施例中，所述预留短路时长为40ms～60ms中的任意值。

在一个实施例中，所述恒流驱动电路包括脉宽调制电路、脉宽检测电路和电流检测电路；

所述脉宽调制电路分别与所述逆变电路、所述脉宽检测电路、所述电流检测电路和所述控制器电性连接，所述电流检测电路的信号端与所述逆变电路的输出端连接，所述脉宽检测电路与所述控制器电性连接；

所述控制器，用于输出第一参考电流信号至所述脉宽调制电路；

所述电流检测电路，用于获取所述主变耦合电路的原边电流，并反馈第一电流检测信号至所述脉宽调制电路；

所述脉宽调制电路，用于根据所述第一参考电流信号和所述第一电流检测信号输出脉宽与所述第一电流检测信号的电流大小成反比的PWM信号至所述逆变电路；

所述脉宽检测电路，用于检测所述PWM信号的脉宽，并输出脉宽检测信号至所述控制器。

在一个实施例中，所述脉宽调制电路包括第一运算放大器、第一电阻、第一电容和第一二极管；

所述第一运算放大器的反相输入端、所述第一电阻的第一端和所述第一二极管的阳极共接构成所述脉宽调制电路的信号输入端并输入所述第一参考电流信号和所述电流检测信号，所述第一运算放大器的正相输入端接地，所述第一运算放大器的输出端、所述第一二极管的阴极和所述第一电容的第一端互连，所述第一电容的第二端与所述第一电阻的第二端连接。

在一个实施例中，所述PWM脉宽检测电路包括第二电阻、第三电阻、第二电容、第三电容、第二二极管、第三二极管和第二运算放大器；

所述第二电阻的第一端、所述第二电容的第一端和所述第二运算放大器的正相输入端互连构成所述PWM脉宽检测电路的信号输入端，所述第二电阻的第二端和所述第二电容的第二端接地，所述第二运算放大器的反相输入端、所述第二运算放大器的输出端和所述第三电阻的第二端互连，所述第三电阻的第二端、所述第三电容的第一端、所述第二二极管的阴极和所述第三二极管的阳极共接构成所述PWM脉宽检测电路的信号输出端，所述第三电容的第二端和所述第二二极管的阳极均接地，所述第三二极管的阴极与正电源端连接。

在一个实施例中，所述维弧驱动电路包括输出电流检测电路、维弧控制电路和维弧开关电路；

所述维弧控制电路的信号端分别与所述控制器的信号端和所述维弧开关电路的受控端连接，所述维弧开关电路的输入端与所述整流输出电路的输出端正极连接，所述维弧开关电路的输出端与所述喷嘴连接，所述输出电流检测电路串接在所述整流输出电路的输出端正极和所述工件之间；

所述输出电流检测电路，用于检测所述整流输出电路的输出电流，并反馈第二电流检测信号至所述控制器；

所述控制器，用于在所述第二电流检测信号的电流大于第二参考电流信号的电流时出开关控制信号至所述维弧控制电路；

所述维弧控制电路，用于根据所述开关控制信号控制所述维弧开关电路关断。

在一个实施例中，所述输出电流检测电路包括电流互感器。

在一个实施例中，所述维弧控制电路包括光耦，所述光耦的输入端与所述控制器的信号端连接，所述光耦的输出端与所述维弧开关电路的受控端连接。在一个实施例中，所述切割机控制装置还包括参考电流发生电路，所述参考电流发生电路用于输出第二参考电流信号至所述控制器。

本发明实施例的第二方面提了一种低频引弧等离子切割机，低频引弧等离子切割机包括切割枪头如上所述的切割机控制装置。

本发明实施例通过采用逆变电路、主变耦合电路、整流输出电路、恒流驱动电路、维弧驱动电路、控制器和气阀组成切割机控制装置，控制器根据开机测试信号控制气阀和维弧驱动电路同步工作以及相继关闭，从而确定压缩空气到达切割枪头的第一时长和压缩空气从切割枪头释放完至电极和喷嘴短路的第二时长，并在开机启动时延时第二时长以进行完全放气后控制气阀开启，以及延时第三时长控制维弧驱动电路开启，第三时长为第一时长与预留短路时长之差，以在压缩空气到达枪头前在电极和喷嘴之间建立维弧电流，当压缩空气到达枪头，维弧电流会在电极、喷嘴之间拉弧并随压缩空气喷出喷嘴形成维弧，维弧接触工件即可引燃主弧，从而进行正常切割操作，切割机控制装置在连接不同切割枪时自适应进行压缩空气到达切割枪头的第一时长和压缩空气从切割枪头释放完至电极和喷嘴短路的第二时长的检测，并以此两个时长作为后续驱动控制基准，解决了传统方案在低频引弧无法适配不同切割枪的问题，兼容性高。

附图说明

图1为本发明实施例提供的切割机控制装置的第一种结构示意图；

图2为本发明实施例提供的切割枪头的结构示意图；

图3为本发明实施例提供的切割机控制装置的第二种结构示意图；

图4为图3所示的切割机控制装置中脉宽调制电路的示例电路原理图；

图5为图3所示的切割机控制装置中脉宽检测电路的示例电路原理图；

图6为本发明实施例提供的切割机控制装置的第三种结构示意图。

具体实施方式

为了使本发明所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

本发明实施例的第一方面提了一种切割机控制装置。

如图1所示，图1为本发明实施例提供的切割机控制装置100的第一种结构示意图，本实施例中，切割机控制装置100包括逆变电路10、主变耦合电路20、整流输出电路30、恒流驱动电路40、维弧驱动电路60、控制器50和气阀(图未示出)；

逆变电路10、主变耦合电路20和整流输出电路30依次电性连接，恒流驱动电路40分别与控制器50和逆变电路10电性连接，整流输出电路30的输出端正极分别与维弧驱动电路60和工件300连接，整流输出电路30的输出端负极和切割枪头200的电极210连接，维弧驱动电路60还与切割枪头200的喷嘴220连接，气阀通过气管与切割枪头200连接以及与控制器50电性连接；

恒流驱动电路40，用于获取主变耦合电路20的原边电流，并输出脉宽与原边电流的大小成反比的PWM信号至逆变电路10和控制器50；

控制器50，还用于：

当接收到开机测试信号时，控制气阀开启和维弧驱动电路60工作并从零开始计时，以输出压缩空气至切割枪头200和在电极210和喷嘴220之间施加维弧电流，并检测PWM信号的脉宽大小；

当检测到PWM信号的脉宽大于预设脉宽时记录第一计时时间，并控制气阀关闭；

当检测到PWM信号的脉宽小于预设脉宽时记录第二计时时间，并控制维弧驱动电路60停止工作；

根据第一计时时间和第二计时时间确定压缩空气到达切割枪头200的第一时长和压缩空气从切割枪头200释放完至电极210和喷嘴220短路的第二时长；其中，第一时长等于第一计时时间，第二时长等于第二计时时间与第一计时时间之差；

在接收到开机启动信号时控制气阀关闭，并延时第二时长后控制气阀开启，延时第三时长后控制维弧驱动电路60开启；其中，第三时长等于第一时长与预留短路时长之差。

本实施例中，逆变电路10接收前级输入的直流电源，并进行逆变转换输出交流电源至主变耦合电路20，主变耦合电路20进行升压耦合，同时，整流输出电路30进行整流变换，最终输出高压直流电源，逆变电路10可采用由IGBT管组成的逆变桥，可为全桥逆变电路10或者半桥逆变电路10，具体结构不限，主变耦合电路20可采用不同线圈比例的变压器，整流输出电路30可采用全波整流电路或者半波整流电路，逆变电路10、主变耦合电路20和整流输出电路30的具体结构可根据需求对应设置，在此不做具体限制。

恒流驱动电路40根据内设电流阈值或者由控制器50提供的电流阈值以及检测到的原边电流输出对应脉宽大小的PWM信号至逆变电路10，从而实现恒流输出控制，其中，原边电流越大时，PWM信号的脉宽越小，原边电流越小时，PWM信号的脉宽越大，从而在小电流时实现电流快速上升，并逐步降低脉宽，以逐步控制电流上升至电流阈值，实现恒流控制。

如图2所示，当压缩空气到达切割枪头200时，压缩空气使得喷嘴220和电极210分离，当压缩空气从切割枪头200释放完时，电极210和喷嘴220恢复短路状态，其中，当喷嘴220和电极210之间施加了维弧电流时，并在喷嘴220和电极210短路时，主变耦合电路20的副边阻抗变小，副边电流变大，原边电流同步变大，此时，PWM信号的脉宽变小，在喷嘴220和电极210分离时，主变耦合电路20的副边阻抗变大，副边电流变小，原边电流同步变小，此时，PWM信号的脉宽变大，因此，根据PWM信号的脉宽即可判断喷嘴220与电极210短路的状态，进而可判断出压缩空气到达切割枪头200的时长，以及压缩空气完全释放完至喷嘴220和电极210短路的时长，从而在驱动切割机时可将该两个时长作为后续放气和维弧控制的参考基准。

因此，当不同切割机装配了不同尺寸的切割枪头200时，为了自适应调整各切割枪头200的放气时间和维弧启动时间，以解决因放气时间过长或者过短带来的维弧异常或者喷嘴220损耗等问题，在正常工作前可对切割机控制装置100上电测试，切割机控制装置100进行放气时间和维弧启动时间自适应检测和调整。

具体地，控制器50在接收到上电测试信号时，控制气阀和维弧驱动电路60同步工作，控制器50同步开始计时并检测PWM信号的脉宽变化，以进行压缩空气到达切割枪头200的时长检测，此时，喷嘴220和电极210处于短路状态，气阀通过气管输出压缩空气至切割枪头200，维弧驱动电路60施加维弧电流值电极210和喷嘴220，当压缩空气到达切割枪头200使得电极210和喷嘴220脱离时，PWM信号的脉宽大于内设的预设脉宽，此时控制器50根据当前的第一计时时间可知压缩空气到达切割枪头200的第一时长，即为第一计时时间的时长，同时控制气阀关闭以进行压缩空气从切割枪头200释放完至电极210和喷嘴220短路的时长检测。

当压缩空气从切割枪头200释放完至电极210和喷嘴220短路时，PWM信号的脉宽小于预设脉宽时，控制器50根据第二计时时间可知压缩空气从切割枪头200释放完至电极210和喷嘴220短路的第二时长，即第二时长等于第二计时时间与第一计时时间之差，从而可知各切割枪头200的放气时长和压缩空气到达切割枪头200的时长，控制器50同步进行存储和变更原始时间数据，以作为正常驱动时气阀延时启动时间和维弧驱动电路60的延时启动时间的时间基准。

即当接收到开机启动信号时，控制器50先行控制气阀关闭以进行放气，并延时第二时长后待压缩空气从切割枪头200释放完至电极210和喷嘴220短路时再控制气阀开启，同时为了保证维弧成功，以实现在压缩空气到达切割枪头200前维弧电流提前建立，提高维弧效果，延时第三时长后控制维弧驱动电路60开启，其中，第三时长等于第一时长与预留短路时长之差，预留短路时长设计为固定值，保证可靠短路出维弧的情况下又减小了电极210喷嘴220的损耗。

控制器50自动计算出正在使用的切割枪的压缩空气到达切割枪头200的时间和压缩空气从切割枪释放完至电极210与喷嘴220短路的时间，无论选择何种切割枪都能保证维弧成功率，提高了切割机控制装置100的兼容性。

预留短路时长可根据数据模拟和实际测试统计获取，在一个实施例中，预留短路时长为40ms～60ms中的任意值。

恒流驱动电路40可为比较器、脉宽调制电路41、电流采样电路等组合电路，具体结构不限，维护驱动电路可采用信号处理电路、反馈电路和开关电路等组合电路，具体结构不限。

本发明实施例通过采用逆变电路10、主变耦合电路20、整流输出电路30、恒流驱动电路40、维弧驱动电路60、控制器50和气阀组成切割机控制装置100，控制器50根据开机测试信号控制气阀和维弧驱动电路60同步工作以及相继关闭，从而确定压缩空气到达切割枪头200的第一时长和压缩空气从切割枪头200释放完至电极210和喷嘴220短路的第二时长，并在开机启动时延时第二时长以进行完全放气后控制气阀开启，以及延时第三时长控制维弧驱动电路60开启，第三时长为第一时长与预留短路时长之差，以在压缩空气到达枪头200前在电极210和喷嘴220之间建立维弧电流。切割机控制装置100在连接不同切割枪时自适应进行压缩空气到达切割枪头200的第一时长和压缩空气从切割枪头200释放完至电极210和喷嘴220短路的第二时长的检测，并以此两个时长作为后续驱动控制时序基准，解决了传统方案在低频引弧无法适配不同切割枪的问题，兼容性高。

如图3所示，在一个实施例中，恒流驱动电路40包括脉宽调制电路41、脉宽检测电路42和电流检测电路43；

脉宽调制电路41分别与逆变电路10、脉宽检测电路42、电流检测电路43和控制器50电性连接，电流检测电路43的信号端与逆变电路10的输出端连接，脉宽检测电路42与控制器50电性连接；

控制器50，用于输出第一参考电流信号至脉宽调制电路41；

电流检测电路43，用于获取主变耦合电路20的原边电流，并反馈第一电流检测信号至脉宽调制电路41；

脉宽调制电路41，用于根据第一参考电流信号和第一电流检测信号输出脉宽与第一电流检测信号的电流大小成反比的PWM信号至逆变电路10；

脉宽检测电路42，用于检测PWM信号的脉宽，并输出脉宽检测信号至控制器50。

本实施例中，脉宽调制电路41根据接收到的两路电流信号进行脉宽调制输出，以对逆变电路10进行恒流输出控制，其中，原边电流越大时，第一电流检测信号的电流越大，输出的PWM信号的脉宽越小，原边电流越小时，第一电流检测信号的电流越小，PWM信号的脉宽越大，从而在小电流时实现电流快速上升，并逐步降低脉宽，以逐步控制第一电流检测信号上升至第一参考电流信号，实现恒流控制。

电流检测电路43可采用电阻采样电路或者互感器电路，在一个实施例中，电流检测电路43为电流互感器。

脉宽调制电路41可采用比较器或者运算放大器组成的调制电路，如图4所示，在一个实施例中，脉宽调制电路41包括第一运算放大器U1、第一电阻R1、第一电容C1和第一二极管D1；

第一运算放大器U1的反相输入端、第一电阻R1的第一端和第一二极管D1的阳极共接构成脉宽调制电路41的信号输入端并输入第一参考电流信号和电流检测信号，第一运算放大器U1的正相输入端接地，第一运算放大器U1的输出端、第一二极管D1的阴极和第一电容C1的第一端互连，第一电容C1的第二端与第一电阻R1的第二端连接。

运算放大器接收第一参考电流信号和第一电流检测信号，第一参考电流信号为固定电流值，因此，根据运算放大器的正反相比较，运算放大器输出脉宽与第一电流检测信号的电流大小成反比的PWM信号至逆变电路10。

如图5所示，在一个实施例中，PWM脉宽检测电路42包括第二电阻R2、第三电阻R3、第二电容C2、第三电容C3、第二二极管D2、第三二极管D3和第二运算放大器U2；

第二电阻R2的第一端、第二电容C2的第一端和第二运算放大器U2的正相输入端互连构成PWM脉宽检测电路42的信号输入端，第二电阻R2的第二端和第二电容C2的第二端接地，第二运算放大器U2的反相输入端、第二运算放大器U2的输出端和第三电阻R3的第二端互连，第三电阻R3的第二端、第三电容C3的第一端、第二二极管D2的阴极和第三二极管D3的阳极共接构成PWM脉宽检测电路42的信号输出端，第三电容C3的第二端和第二二极管D2的阳极均接地，第三二极管D3的阴极与正电源端VCC连接，第二运算放大器U2构成电压跟随器，第一二极管D1和第二二极管D2形成电压钳位并输出脉宽检测信号至控制器50，控制器50根据脉宽检测信号的脉宽大小确定压缩空气到达切割枪头200以及压缩空气释放完至电极210和喷嘴220短路的两个时长。

如图6所示，在一个实施例中，维弧驱动电路60包括输出电流检测电路61、维弧控制电路62和维弧开关电路63；

维弧控制电路62的信号端分别与控制器50的信号端和维弧开关电路63的受控端连接，维弧开关电路63的输入端与整流输出电路30的输出端正极连接，维弧开关电路63的输出端与喷嘴220连接，输出电流检测电路61串接在整流输出电路30的输出端正极和工件300之间；

输出电流检测电路61，用于检测整流输出电路30的输出电流，并反馈第二电流检测信号至控制器50；

控制器50，用于在第二电流检测信号的电流大于第二参考电流信号的电流时出开关控制信号至维弧控制电路62；

维弧控制电路62，用于根据开关控制信号控制维弧开关电路63关断。

本实施例中，当未正常引弧时，整流输出电路30的输出端正极与工件300之间无电流通过，正常工作时，当维弧电流在电极210和喷嘴220之间拉弧并随压缩空气喷出喷嘴220形成维弧时，维狐接触工件300引燃主弧，正常引弧，电流就通过电极210与工件300形成回路进行正常切割操作，此时，回路中电流变大并大于第二参考电流信号的电流时，控制电路控制维弧控制电路62停止工作，维弧开关电路63关断，电极210与喷嘴220之间无维弧电流，切割机切换至切割工作。

输出电流检测电路61可采用电流互感器或者电阻采样电路，在一个实施例中，输出电流检测电路61包括电流互感器。

维弧控制电路62用于对控制器50输出的开关控制信号进行信号转换，可采用信号放大电路、隔离电路等，在一个实施例中，维弧控制电路62包括光耦，光耦的输入端与控制器50的信号端连接，光耦的输出端与维弧开关电路63的受控端连接，光耦进行信号隔离，并反馈开关控制信号至维弧开关电路63。

维弧开关电路63可采用具有受控功能的开关管，例如IGBT管、三极管、MOS管等中的任意一种。

第二参考电流信号可由控制器50内设输出，或者由另外的信号模块提供，如图6所示，在一个实施例中，切割机控制装置100还包括参考电流发生电路，参考电流发生电路用于输出第二参考电流信号至控制器50，参考电流发生电路可为电流源或者电源模块等。

本发明还提出一种低频引弧等离子切割机，该低频引弧等离子切割机包括切割枪头200和切割机控制装置100，该切割机控制装置100的具体结构参照上述实施例，由于本低频引弧等离子切割机采用了上述所有实施例的全部技术方案，因此至少具有上述实施例的技术方案所带来的所有有益效果，在此不再一一赘述。

本实施例中，切割枪头200与切割机控制装置100电性连接，切割机控制装置100在连接不同切割枪时自适应进行压缩空气到达切割枪头200的第一时长和压缩空气从切割枪头200释放完至电极210和喷嘴220短路的第二时长的检测，并以此两个时长作为后续驱动控制时序基准，解决了传统方案在低频引弧无法适配不同切割枪的问题，兼容性高。

以上所述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，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种切割机控制装置，其特征在于，包括逆变电路、主变耦合电路、整流输出电路、恒流驱动电路、维弧驱动电路、控制器和气阀；

所述逆变电路、所述主变耦合电路和所述整流输出电路依次电性连接，所述恒流驱动电路分别与所述控制器和所述逆变电路电性连接，所述整流输出电路的输出端正极分别与所述维弧驱动电路和工件连接，所述整流输出电路的输出端负极和切割枪头的电极连接，所述维弧驱动电路还与所述切割枪头的喷嘴连接，所述气阀通过气管与所述切割枪头连接以及与所述控制器电性连接；

所述恒流驱动电路，用于获取所述主变耦合电路的原边电流，并输出脉宽与所述原边电流的大小成反比的PWM信号至所述逆变电路和所述控制器；

所述控制器，还用于：

当接收到开机测试信号时，控制所述气阀开启和所述维弧驱动电路工作并从零开始计时，以输出压缩空气至所述切割枪头和在所述电极和所述喷嘴之间施加维弧电流，并检测所述PWM信号的脉宽大小；

当检测到所述PWM信号的脉宽大于预设脉宽时记录第一计时时间，并控制所述气阀关闭；

当检测到所述PWM信号的脉宽小于预设脉宽时记录第二计时时间，并控制所述维弧驱动电路停止工作；

根据所述第一计时时间和所述第二计时时间确定所述压缩空气到达所述切割枪头的第一时长和所述压缩空气从所述切割枪头释放完至所述电极和所述喷嘴短路的第二时长；其中，所述第一时长等于所述第一计时时间，所述第二时长等于所述第二计时时间与所述第一计时时间之差；

在接收到开机启动信号时控制所述气阀关闭，并延时所述第二时长后控制所述气阀开启，延时第三时长后控制所述维弧驱动电路开启；其中，所述第三时长等于所述第一时长与预留短路时长之差。

2.如权利要求1所述的切割机控制装置，其特征在于，所述预留短路时长为40ms～60ms中的任意值。

3.如权利要求1所述的切割机控制装置，其特征在于，所述恒流驱动电路包括脉宽调制电路、脉宽检测电路和电流检测电路；

所述脉宽调制电路分别与所述逆变电路、所述脉宽检测电路、所述电流检测电路和所述控制器电性连接，所述电流检测电路的信号端与所述逆变电路的输出端连接，所述脉宽检测电路与所述控制器电性连接；

所述控制器，用于输出第一参考电流信号至所述脉宽调制电路；

所述电流检测电路，用于获取所述主变耦合电路的原边电流，并反馈第一电流检测信号至所述脉宽调制电路；

所述脉宽调制电路，用于根据所述第一参考电流信号和所述第一电流检测信号输出脉宽与所述第一电流检测信号的电流大小成反比的PWM信号至所述逆变电路；

所述脉宽检测电路，用于检测所述PWM信号的脉宽，并输出脉宽检测信号至所述控制器。

4.如权利要求3所述的切割机控制装置，其特征在于，所述脉宽调制电路包括第一运算放大器、第一电阻、第一电容和第一二极管；

所述第一运算放大器的反相输入端、所述第一电阻的第一端和所述第一二极管的阳极共接构成所述脉宽调制电路的信号输入端并输入所述第一参考电流信号和所述电流检测信号，所述第一运算放大器的正相输入端接地，所述第一运算放大器的输出端、所述第一二极管的阴极和所述第一电容的第一端互连，所述第一电容的第二端与所述第一电阻的第二端连接。

5.如权利要求4所述的切割机控制装置，其特征在于，所述PWM脉宽检测电路包括第二电阻、第三电阻、第二电容、第三电容、第二二极管、第三二极管和第二运算放大器；

所述第二电阻的第一端、所述第二电容的第一端和所述第二运算放大器的正相输入端互连构成所述PWM脉宽检测电路的信号输入端，所述第二电阻的第二端和所述第二电容的第二端接地，所述第二运算放大器的反相输入端、所述第二运算放大器的输出端和所述第三电阻的第二端互连，所述第三电阻的第二端、所述第三电容的第一端、所述第二二极管的阴极和所述第三二极管的阳极共接构成所述PWM脉宽检测电路的信号输出端，所述第三电容的第二端和所述第二二极管的阳极均接地，所述第三二极管的阴极与正电源端连接。

6.如权利要求1所述的切割机控制装置，其特征在于，所述维弧驱动电路包括输出电流检测电路、维弧控制电路和维弧开关电路；

所述维弧控制电路的信号端分别与所述控制器的信号端和所述维弧开关电路的受控端连接，所述维弧开关电路的输入端与所述整流输出电路的输出端正极连接，所述维弧开关电路的输出端与所述喷嘴连接，所述输出电流检测电路串接在所述整流输出电路的输出端正极和所述工件之间；

所述输出电流检测电路，用于检测所述整流输出电路的输出电流，并反馈第二电流检测信号至所述控制器；

所述控制器，用于在所述第二电流检测信号的电流大于第二参考电流信号的电流时出开关控制信号至所述维弧控制电路；

所述维弧控制电路，用于根据所述开关控制信号控制所述维弧开关电路关断。

7.如权利要求6所述的切割机控制装置，其特征在于，所述输出电流检测电路包括电流互感器。

8.如权利要求7所述的切割机控制装置，其特征在于，所述维弧控制电路包括光耦，所述光耦的输入端与所述控制器的信号端连接，所述光耦的输出端与所述维弧开关电路的受控端连接。

9.如权利要求6所述的切割机控制装置，其特征在于，所述切割机控制装置还包括参考电流发生电路，所述参考电流发生电路用于输出第二参考电流信号至所述控制器。

10.一种低频引弧等离子切割机，其特征在于，包括切割枪头如权利要求1～9任一项所述的切割机控制装置。

Images