CN201656792U - 一种逆变式电弧喷涂电源 - Google Patents

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赵华明
徐文华
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Abstract

本实用新型涉及表面工程热喷涂领域，尤其涉及一种逆变式电弧喷涂电源。包括：三相全桥整流滤波电路，绝缘栅极型功率管(IGBT)全桥逆变电路，微晶高频变压器，快速恢复二极管整流电路，绝缘栅极型功率管(IGBT)驱动电路，输出电压设定电路，脉宽调制(PWM)控制电路，外特性控制(保护)电路，采用逆变电路。使热喷逆变式电弧喷涂电源体积小、重量轻、效率高、电压参数无级可调，并可降低电弧喷涂电源的制造成本和使用成本。

Description

一种逆变式电弧喷涂电源
技术领域
本实用新型涉及表面工程热喷涂领域，尤其涉及一种逆变式电弧喷涂电源。
技术背景
电弧喷涂技术在国内已受到许多部门的重视，正得到越来越广泛的应用。电弧喷涂技术可应用于防腐、耐磨、装修及形成特殊功能涂层等领域，尤其在防腐领域，电弧喷涂是最有效、最经济的长效防腐技术。
电弧喷涂是将两根被喷涂的金属丝作为自耗性电极，利用两根金属丝端部短路产生的电弧使丝材熔化，用压缩空气把已熔化的金属雾化呈微熔滴，并使其加速后以很高的速度沉积到基体表面形成涂层的一种热喷涂方法。其中，电弧喷涂电源起到了非常大的作用。
目前，电弧喷涂电源主要采用工频变压器，整流输出恒压直流电。由于工作在50赫兹，电压的提升是通过增加变压机绕组匝数的方式达到的，造成其电源体积较大、重量较重、抽头较多，且电压一般为9档，并非无级可调，限制了电弧喷涂工艺参数的设定。
发明内容
本实用新型需要解决的技术问题是提供了一种实现电弧喷涂电源的新结构，使之体积小、重量轻、效率高、电压参数无级可调，并可降低电弧喷涂电源的制造成本和使用成本。
为了解决上述技术问题，本实用新型的逆变式电弧喷涂电源是一种新型的电弧喷涂电源。它将三相工频380V交流电经整流滤波变换成540V左右的直流电，由IGBT组成全桥逆变器对上述直流电再次进行逆变，将其变换成约20kHz的高频方波交流电，20kHz的高频方波交流电再经高频变压器传递至变压器的副边，连接在高频变压器副边的全波整流电路再次将高频方波交流电二次整流为直流电，然后再经电感滤波后变成稳定可控的直流电输出，以满足电弧喷涂对电源的要求。
本实用新型的具体技术方案如下：
本实用新型的逆变式电弧喷涂电源包括：三相全桥整流滤波电路，绝缘栅极型功率管(IGBT)全桥逆变电路，微晶高频变压器，快速恢复二极管整流电路，绝缘栅极型功率管(IGBT)驱动电路，输出电压设定电路，脉宽调制(PWM)控制电路，外特性控制(保护)电路，采用逆变电路。
主电路的基本工作原理为：输入的380V交流电经过全桥整流后，由电容C1对脉动直流进行滤波，得到平稳的直流电，然后高压直流经过IGBT(T1、T2、T3、T4)进行全桥逆变，再通过隔直电容C2耦合、高频变压器B降压、得到20kHz的高频交流电，高频交流电经过全桥整流后，经过电感L滤波，最后输出平稳的直流电。
上述逆变电路将三相工频380V交流电经整流滤波变换成540V左右的直流电，由IGBT组成全桥逆变器对上述直流电再次进行逆变，将其变换成高频方波交流电，高频方波交流电再经高频变压器传递至变压器的副边，连接在高频变压器副边的全波整流电路再次将高频方波交流电二次整流为直流电，然后再经电感滤波后变成稳定可控的直流电输出。
其中一次整流滤波电路采用三相全桥整流滤波，高频变压器采用铁基微晶变压器，二次整流采用快速恢复二极管。
上述全桥逆变电路对直流电再次进行逆变后形成20kHz左右的高频方波交流。
上述高频变压器采用超微晶铁心制作，使用频率＞20kHz。
上述IGBT驱动电路采用三菱生产M57962L为驱动元件。
上述的PWM控制电路采用定频的SG3525A为其主要元件，通过电压模式控制。
上述的快速恢复二极，其恢复速度小于＜50微妙。
附图说明
图1本实用新型逆变式电弧喷涂电源框图。
图2本实用新型逆变式电弧喷涂电源主电路原理图。
具体实施方式
下面以具体实施对本实用新型作进一步的阐述，但实施例仅用于说明，并不限制发明的范围。
如图1所示，本实用新型逆变式电弧喷涂电源框图。1.三相全桥整流滤波电路。2.绝缘栅极型功率管(IGBT)全桥逆变电路。3.微晶微晶高频变压器。4.快速恢复二极管整流电路。5.绝缘栅极型功率管(IGBT)驱动电路。6.输出电压设定电路脉宽调制(PWM)控制电路，外特性控制(保护)电路。7.外接电压，电流显示。8.电压设定及控制电路。
如图2，本实用新型逆变式电弧喷涂电源主电路原理图。主电路的基本工作原理为：输入的380V交流电经过全桥整流后，由电容C1对脉动直流进行滤波，得到平稳的直流电，然后高压直流经过IGBT(T1、T2、T3、T4)进行全桥逆变，再通过隔直电容C2耦合、高频变压器B降压、得到20kHz的高频交流电，高频交流电经过全桥整流后，经过电感L滤波，最后输出平稳的直流电。
上述逆变电路将三相工频380V交流电经整流滤波变换成540V左右的直流电，由IGBT组成全桥逆变器对上述直流电再次进行逆变，将其变换成高频方波交流电，高频方波交流电再经高频变压器传递至变压器的副边，连接在高频变压器副边的全波整流电路再次将高频方波交流电二次整流为直流电，然后再经电感滤波后变成稳定可控的直流电输出。
其中一次整流滤波电路采用三相全桥整流滤波，高频变压器采用铁基微晶变压器，二次整流采用快速恢复二极管。
上述全桥逆变电路对直流电再次进行逆变后形成20kHz左右的高频方波交流。
上述高频变压器采用超微晶铁心制作，使用频率＞20kHz。
上述IGBT驱动电路采用三菱生产M57962L为驱动元件。
上述的PWM控制电路采用定频的SG3525A为其主要元件，通过电压模式控制。
上述的快速恢复二极，其恢复速度小于＜50微妙。
下表为现有技术和本实用新型电源的对比：
  普通电弧喷涂电源   逆变电弧喷涂电源
  典型产品   QD8-400   NBD-400
  最大功率   20KW   20KW
  频率   50Hz   20KHz
  输出波形   一般   稳定
  使用效率   ＜70％   ＞85％
  控制周期   毫秒级   微秒级

Claims (4)

1.一种逆变式电弧喷涂电源，包括三相全桥整流滤波电路(1)、绝缘栅极型功率管全桥逆变电路(2)、微晶高频变压器(3)快速恢复二极管整流电路(4)、绝缘栅极型功率管驱动电路(5)、输出电压设定电路(6)、脉宽调制控制电路(7)、外特性控制电路(8)；其特征在于，采用逆变电路。
2.根据权利要求1所述的逆变式电弧喷涂电源，其特征在于，所述逆变电路将三相工频380V交流电经整流滤波变换成540V左右的直流电，由IGBT组成全桥逆变器对上述直流电再次进行逆变，将其变换成高频方波交流电，高频方波交流电再经高频变压器传递至变压器的副边，连接在高频变压器副边的全波整流电路再次将高频方波交流电二次整流为直流电，然后再经电感滤波后变成稳定可控的直流电输出。
3.根据权利要求1所述的逆变式电弧喷涂电源，其特征在于，其中一次整流滤波电路采用三相全桥整流滤波，高频变压器采用铁基微晶变压器，二次整流采用快速恢复二极管。
4.根据权利要求1所述的逆变式电弧喷涂电源，其特征在于，所述全桥逆变电路(2)对直流电再次进行逆变后形成20kHz左右的高频方波交流。
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