本發(fā)明涉及切割機用電源技術(shù)領(lǐng)域，具體為線切割電源控制方法及其系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

現(xiàn)有線切割電源為了避免工件和鉬絲拉弧，采用高電壓加工（直流80-120V）；為了防止高頻脈沖電流過大，需要在功率極采用電阻限流或使用線圈電感或電容組儲能，現(xiàn)有技術(shù)包含高頻振蕩、限流處理。高頻振蕩產(chǎn)生用于切割的高頻脈沖，限流處理是為了防止過大的電流燒損鉬絲和其他電子元件。限流處理的方法很多，最簡單的就是在功率級使用電阻限流；也有采用脈沖調(diào)制、循環(huán)控制多個功率管處于線性區(qū)實現(xiàn)限流；功率級采用電阻限流的做法，使得大量的電源能量浪費在電阻發(fā)熱上，同時也不利于穩(wěn)定切割加工、切割效率偏低、鉬絲損耗偏高，通過脈沖數(shù)字信號控制功率管工作于線性區(qū)，由于功率管的線性區(qū)較小，因而輸出的切割脈沖寬度偏小，在大厚度工件切割時就很難有效工作；同時由于輸出的電流是受輸入信號的控制，當(dāng)切割所需的電流（由電離通道的內(nèi)阻決定的電流）大于輸出電流時，電壓波形就會畸變，造成切割工件的表面質(zhì)量偏差。當(dāng)電源短路時，雖然輸出電流得到了控制，但由于全部電壓都施加在功率管上，會使功率管瞬間飽和，極易損壞功率管或使功率管的溫度迅速上升。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提供線切割電源控制方法及其系統(tǒng)，以解決上述背景技術(shù)中提出的問題。

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案：一種線切割電源控制方法，控制方法主要包括以下步驟：

A、切割機控制面板上設(shè)置高頻振蕩的參數(shù)，輸出高頻振蕩波；

B、高頻振蕩波經(jīng)過控制電源本體內(nèi)功率放大模塊進行功率放大，并將功率放大到切割功率用于放電切割；

C、控制電源本體內(nèi)電流取樣和電壓取樣實時測量切割過程中的切割電壓和電流，并將采集的電壓、電流等電參數(shù)信息實時發(fā)送至控制電源本體內(nèi)控制系統(tǒng)，控制系統(tǒng)根據(jù)切割功率實時調(diào)節(jié)輸出的電壓和電流；

D、電流分析模塊獲得采集的電壓和電流數(shù)據(jù)，按64點一個周期進行蝶型變換，分析出電壓、電流波形中空載、放電、短路分量，通過控制電壓、電流值來調(diào)整電壓、電流波形，避免電壓、電流波形產(chǎn)生畸變；

E、高頻電源輸出端口輸出恒流電流。

優(yōu)選的，包括控制電源本體，所述控制電源本體一側(cè)設(shè)有外部電源輸入端口和切割頭位置信號接收端口；所述控制電源本體另一側(cè)設(shè)有切割機控制面板信號輸入端口和高頻電源輸出端口，所述控制電源本體內(nèi)部設(shè)有功率放大模塊、電流/電壓取樣模塊以及電流分析模塊。

優(yōu)選的，所述高頻電源輸出端口內(nèi)設(shè)有控制模塊，所述控制模塊包括微控制器，所述微控制器型號采用MSP430F21X2，所述微控制器VAR0端分別連接電阻A一端、電容A一端；所述微控制器VAR1端分別連接電阻B一端、電容B一端；所述微控制器VAR2端分別連接電阻C一端、電容C一端；所述微控制器VAR3端分別連接電阻D一端、電容D一端；所述微控制器CN0端分別連接電阻E一端、電容E一端；所述微控制器CN1端分別連接電阻F一端、電容F一端；所述微控制器CN2端分別連接電阻G一端、電容G一端，所述電阻A、電阻B、電阻C、電阻D、電阻E、電阻F、電阻G、電容A、電容B、電容C、電容D、電容E、電容F、電容G另一端均相連，所述電阻G另一端還分別連接電阻H、電阻K、電容H一端并接地，所述電阻H、電容H另一端分別連接電阻I、電阻J一端，所述電阻J另一端連接電阻K另一端，所述電阻I另一端分別連接電容I一端、電阻M一端，所述電阻M另一端分別連接電阻L一端、電容I另一端，所述電阻L另一端連接插口二腳，所述插口二腳連接微控制器RST端，所述插口一腳連接微控制器GND端，所述插口三腳連接微控制器TEST端，所述插口四腳連接微控制器DVCC端，所述插口五腳連接微控制器CN2端，所述插口六腳連接微控制器CURRENT_DET端。

優(yōu)選的，還包括回路電阻測試芯片A-回路電阻測試芯片H，所述回路電阻測試芯片A的DGND端接地，所述回路電阻測試芯片A的IN端通過電阻N連接微控制器的CH1端，所述回路電阻測試芯片A的VCC端和DG端均懸空，所述回路電阻測試芯片A的OUT端分別連接二極管A正極和電阻P一端，所述電阻P另一端分別連接電阻O一端、二極管B正極并接地，所述電阻O另一端分別連接二極管A負(fù)極、二極管B負(fù)極；所述回路電阻測試芯片B的DGND端接地，所述回路電阻測試芯片B的IN端通過電阻Q連接微控制器的CH2端，所述回路電阻測試芯片B的VCC端和DG端均懸空，所述回路電阻測試芯片B的OUT端分別連接二極管C正極和電阻R一端，所述電阻R另一端接地，所述二極管C負(fù)極連接微控制器OUT端；所述回路電阻測試芯片C的DGND端接地，所述回路電阻測試芯片C的IN端通過電阻S連接微控制器的CH3端，所述回路電阻測試芯片C的VCC端和DG端均懸空，所述回路電阻測試芯片C的OUT端分別連接二極管D正極和電阻T一端，所述電阻T另一端接地，所述二極管D負(fù)極連接微控制器OUT端；所述回路電阻測試芯片D的DGND端接地，所述回路電阻測試芯片D的IN端通過電阻U連接微控制器的CH4端，所述回路電阻測試芯片D的VCC端和DG端均懸空，所述回路電阻測試芯片D的OUT端分別連接二極管E正極和電阻V一端，所述電阻V另一端接地，所述二極管E負(fù)極連接微控制器OUT端；所述回路電阻測試芯片E的DGND端接地，所述回路電阻測試芯片E的IN端通過電阻W連接微控制器的CH5端，所述回路電阻測試芯片E的VCC端和DG端均懸空，所述回路電阻測試芯片E的OUT端分別連接二極管F正極和電阻X一端，所述電阻X另一端接地，所述二極管F負(fù)極連接微控制器OUT端；所述回路電阻測試芯片F(xiàn)的DGND端接地，所述回路電阻測試芯片F(xiàn)的IN端通過電阻Y連接微控制器的CH6端，所述回路電阻測試芯片F(xiàn)的VCC端和DG端均懸空，所述回路電阻測試芯片F(xiàn)的OUT端分別連接二極管G正極和電阻Z一端，所述電阻Z另一端接地，所述二極管G負(fù)極連接微控制器OUT端；所述回路電阻測試芯片G的DGND端接地，所述回路電阻測試芯片G的IN端通過電阻AA連接微控制器的CH7端，所述回路電阻測試芯片G的DG端懸空，所述回路電阻測試芯片G的OUT端分別連接二極管H正極和電阻BB一端，所述電阻BB另一端接地，所述二極管H負(fù)極連接微控制器OUT端；所述回路電阻測試芯片H的DGND端接地，所述回路電阻測試芯片H的IN端通過電阻CC連接微控制器的CH8端，所述回路電阻測試芯片H的DG端懸空，所述回路電阻測試芯片H的OUT端分別連接二極管I正極和電阻DD一端，所述電阻DD另一端接地，所述二極管I負(fù)極連接微控制器OUT端，所述回路電阻測試芯片G的VCC端與回路電阻測試芯片H的VCC端之間接入電容J。

優(yōu)選的，還包括電壓比較器，所述電壓比較器型號采用LM393，所述電壓比較器一腳分別連接微控制器OUT端和電阻EE一端，電阻EE另一端分別連接3.3V電壓端和電阻FF一端、電阻GG一端，電阻FF另一端連接電壓比較器六腳，所述電阻GG另一端分別連接電壓比較器七腳和微控制器CURRENT_DET端，所述電壓比較器五腳分別連接電阻HH一端和電阻II一端，電阻HH另一端連接3.3V端，電阻II另一端分別連接電阻KK一端、電阻MM一端、電容K一端并接地，電阻KK另一端分別連接電阻JJ一端和電壓比較器二腳，電阻JJ另一端連接3.3V端，電阻MM另一端分別連接電阻LL一端和電阻NN一端，電阻LL另一端連接微控制器OUT端，電阻NN另一端分別連接電容K另一端和電壓比較器三腳。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是：

(1)本發(fā)明控制精度高，能夠?qū)崿F(xiàn)低電壓切割同時能夠無阻輸出恒流，有效性和提高了電源能量的利用率;能夠控制電流，省掉傳統(tǒng)的電阻；同時能夠限制峰值電流，提高單位電流利用率。

(2)本發(fā)明能穩(wěn)定切割工件，提高工件切割質(zhì)量，還適合在低壓環(huán)境下工作。

(3)本發(fā)明中沒有限流電阻和功率級儲能元件，極大地減少了熱量的產(chǎn)生和降低了能耗；本發(fā)明能夠保持放電電壓恒定，脈沖寬度恒定，正常切割時，切割需要多少電流就提供多少電流以實現(xiàn)恒流切割；當(dāng)輸出短路時，輸出額定短路電流，維持加工和設(shè)備的穩(wěn)定性；輸出恒流的特性保證了電源切割的有效性和提高了電源能量的利用率。

附圖說明

圖1為本發(fā)明結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本發(fā)明的控制模塊控制原理圖；

圖3為本發(fā)明的控制模塊局部原理圖；

圖4為本發(fā)明的電壓比較器原理圖；

圖中：1、控制電源本體；2、外部電源輸入端口3、切割頭位置信號接收端口；4、切割機控制面板信號輸入端口；5、高頻電源輸出端口；6、微控制器；7、插口；71、一腳；72、二腳；73、三腳；74、四腳；75、五腳；76、六腳；8、功率放大模塊；9、電流/電壓取樣模塊10、電流分析模塊；11、電壓比較器；111、一腳；112、二腳；113、三腳；114、四腳；115、五腳；116、六腳；117、七腳；118、八腳；1a、電阻A；2a、電阻B；3a、電阻C；4a、電阻D；5a、電阻E；6a、電阻F；7a、電阻G；8a、電阻H；9a、電阻I；10a、電阻J；11a、電阻K；12a、電阻L；13a、電阻M；14a、電阻N；15a、電阻O；16a、電阻P；17a、電阻Q；18a、電阻R；19a、電阻S；20a、電阻T；21a、電阻U；22a、電阻V；23a、電阻W；24a、電阻X；25a、電阻Y；26a、電阻Z；27a、電阻AA；28a、電阻BB；29a、電阻CC；30a、電阻DD；31a、電阻EE；32a、電阻FF；33a、電阻GG；34a、電阻HH；35a、電阻II；36a、電阻JJ；37a、電阻KK；38a、電阻LL；39a、電阻MM；40a、電阻NN；1b、電容A；2b、電容B; 3b、電容C; 4b、電容D; 5b、電容E；6b、電容F; 7b、電容G; 8b、電容H; 9b、電容I;10b、電容J; 11b、電容K；1c、二極管A；2c、二極管B；3c、二極管C；4c、二極管D；5c、二極管E；6c、二極管F；7c、二極管G；8c、二極管H；9c、二極管I; 1d、回路電阻測試芯片A；2d、回路電阻測試芯片B；3d、回路電阻測試芯片C；4d、回路電阻測試芯片D；5d、回路電阻測試芯片E；6d、回路電阻測試芯片F(xiàn)；7d、回路電阻測試芯片G；8d、回路電阻測試芯片H；9d、回路電阻測試芯片I。

具體實施方式

下面將結(jié)合本發(fā)明實施例中的附圖，對本發(fā)明實施例中的技術(shù)方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒景l(fā)明中的實施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發(fā)明保護的范圍。

請參閱圖1-4，本發(fā)明提供一種技術(shù)方案：一種線切割電源控制方法，控制方法主要包括以下步驟：

A、切割機控制面板上設(shè)置高頻振蕩的參數(shù)，輸出高頻振蕩波；

B、高頻振蕩波經(jīng)過控制電源本體內(nèi)功率放大模塊進行功率放大，并將功率放大到切割功率用于放電切割；

C、控制電源本體內(nèi)電流取樣和電壓取樣實時測量切割過程中的切割電壓和電流，并將采集的電壓、電流等電參數(shù)信息實時發(fā)送至控制電源本體內(nèi)控制系統(tǒng)，控制系統(tǒng)根據(jù)切割功率實時調(diào)節(jié)輸出的電壓和電流；

D、電流分析模塊獲得采集的電壓和電流數(shù)據(jù)，按64點一個周期進行蝶型變換，分析出電壓、電流波形中空載、放電、短路分量，通過控制電壓、電流值來調(diào)整電壓、電流波形，避免電壓、電流波形產(chǎn)生畸變；

E、高頻電源輸出端口輸出恒流電流。

本實施例中，包括控制電源本體1，控制電源本體1一側(cè)設(shè)有外部電源輸入端口2和切割頭位置信號接收端口3；控制電源本體1另一側(cè)設(shè)有切割機控制面板信號輸入端口4和高頻電源輸出端口5，控制電源本體1內(nèi)部設(shè)有功率放大模塊8、電流/電壓取樣模塊9以及電流分析模塊10。

本實施例中，高頻電源輸出端口5內(nèi)設(shè)有控制模塊，控制模塊包括微控制器6，微控制器6型號采用MSP430F21X2，微控制器6 VAR0端分別連接電阻A 1a一端、電容A 1b一端；微控制器6 VAR1端分別連接電阻B 2a一端、電容B 2b一端；微控制器6 VAR2端分別連接電阻C 3a一端、電容C 3b一端；微控制器6 VAR3端分別連接電阻D 4a一端、電容D 4b一端；微控制器6 CN0端分別連接電阻E 5a一端、電容E 5b一端；微控制器6 CN1端分別連接電阻F 6a一端、電容F 6b一端；微控制器6 CN2端分別連接電阻G 7a一端、電容G 7b一端，所述電阻A 1a、電阻B 2a、電阻C 3a、電阻D 4a、電阻E 5a、電阻F 6a、電阻G 7a、電容A 1b、電容B 2b、電容C 3b、電容D 4b、電容E 5b、電容F 6b、電容G 7b另一端均相連，電阻G 7a另一端還分別連接電阻H 8a、電阻K 11a、電容H 8b一端并接地，電阻H 8a、電容H 8b另一端分別連接電阻I 9a、電阻J 10a一端，電阻J 10a另一端連接電阻K 11a另一端，電阻I 9a另一端分別連接電容I 9b一端、電阻M 13a一端，所述電阻M 13a另一端分別連接電阻L 12a一端、電容I 9b另一端，電阻L 12a另一端連接插口7二腳72，插口7二腳72連接微控制器6 RST端，插口7一腳71連接微控制器6 GND端，插口7三腳73連接微控制器6 TEST端，插口7四腳74連接微控制器6 DVCC端，插口7五腳75連接微控制器6 CN2端，插口7六腳76連接微控制器6 CURRENT_DET端。

本實施例中，還包括回路電阻測試芯片A1d-回路電阻測試芯片H8d，回路電阻測試芯片A 1d的DGND端接地，回路電阻測試芯片A 1d的IN端通過電阻N 14a連接微控制器6的CH1端，回路電阻測試芯片A 1d的VCC端和DG端均懸空，回路電阻測試芯片A 1d的OUT端分別連接二極管A 1c正極和電阻P 16a一端，電阻P 16a另一端分別連接電阻O 15a一端、二極管B 2c正極并接地，電阻O 15a另一端分別連接二極管A 1c負(fù)極、二極管B 2c負(fù)極；回路電阻測試芯片B 2d的DGND端接地，回路電阻測試芯片B 2d的IN端通過電阻Q 17a連接微控制器6的CH2端，回路電阻測試芯片B 2d的VCC端和DG端均懸空，回路電阻測試芯片B 2d的OUT端分別連接二極管C 3c正極和電阻R 18a一端，電阻R 18a另一端接地，二極管C 3c負(fù)極連接微控制器6 OUT端；回路電阻測試芯片C 3d的DGND端接地，回路電阻測試芯片C 3d的IN端通過電阻S 19a連接微控制器6的CH3端，回路電阻測試芯片C 3d的VCC端和DG端均懸空，回路電阻測試芯片C 3d的OUT端分別連接二極管D 4c正極和電阻T 20a一端，電阻T 20a另一端接地，二極管D 4c負(fù)極連接微控制器6 OUT端；回路電阻測試芯片D 4d的DGND端接地，回路電阻測試芯片D 4d的IN端通過電阻U 21a連接微控制器6的CH4端，回路電阻測試芯片D 4d的VCC端和DG端均懸空，回路電阻測試芯片D 4d的OUT端分別連接二極管E 5c正極和電阻V 22a一端，電阻V 22a另一端接地，二極管E 5c負(fù)極連接微控制器6 OUT端；回路電阻測試芯片E 5d的DGND端接地，回路電阻測試芯片E 5d的IN端通過電阻W 23a連接微控制器6的CH5端，回路電阻測試芯片E 5d的VCC端和DG端均懸空，回路電阻測試芯片E 5d的OUT端分別連接二極管F 6c正極和電阻X 24a一端，電阻X 24a另一端接地，二極管F 6c負(fù)極連接微控制器6 OUT端；回路電阻測試芯片F(xiàn) 6d的DGND端接地，回路電阻測試芯片F(xiàn) 6d的IN端通過電阻Y 25a連接微控制器6的CH6端，回路電阻測試芯片F(xiàn) 6d的VCC端和DG端均懸空，回路電阻測試芯片F(xiàn) 6d的OUT端分別連接二極管G 7c正極和電阻Z 26a一端，電阻Z 26a另一端接地，二極管G 7c負(fù)極連接微控制器6 OUT端；回路電阻測試芯片G 7d的DGND端接地，回路電阻測試芯片G 7d的IN端通過電阻AA 27a連接微控制器6的CH7端，回路電阻測試芯片G 7d的DG端懸空，回路電阻測試芯片G 7d的OUT端分別連接二極管H 8c正極和電阻BB 28a一端，電阻BB 28a另一端接地，二極管H 8c負(fù)極連接微控制器6 OUT端；回路電阻測試芯片H 8d的DGND端接地，回路電阻測試芯片H 8d的IN端通過電阻CC 29a連接微控制器6的CH8端，回路電阻測試芯片H 8d的DG端懸空，回路電阻測試芯片H 8d的OUT端分別連接二極管I 9c正極和電阻DD 30a一端，所述電阻DD 30a另一端接地，二極管I9c負(fù)極連接微控制器6 OUT端，回路電阻測試芯片G 7d的VCC端與回路電阻測試芯片H 8d的VCC端之間接入電容J 10b。

另外，本實施例中，還包括電壓比較器11，電壓比較器11型號采用LM393，電壓比較器11一腳111分別連接微控制器6 OUT端和電阻EE 31a一端，電阻EE 31a另一端分別連接3.3V電壓端和電阻FF 32a一端、電阻GG 33a一端，電阻FF 32a另一端連接電壓比較器11六腳116，電阻GG 33a另一端分別連接電壓比較器11七腳117和微控制器6 CURRENT_DET端，電壓比較器11五腳115分別連接電阻HH 34a一端和電阻II 35a一端，電阻HH 34a另一端連接3.3V端，電阻II 35a另一端分別連接電阻KK 37a一端、電阻MM 39a一端、電容K 11b一端并接地，電阻KK 37a另一端分別連接電阻JJ 36a一端和電壓比較器11二腳112，電阻JJ 36a另一端連接3.3V端，電阻MM 39a另一端分別連接電阻LL 38a一端和電阻NN 40a一端，電阻LL 38a另一端連接微控制器6 OUT端，電阻NN 40a另一端分別連接電容K 11b另一端和電壓比較器11三腳113，電壓比較器11四腳114為接地端，電壓比較器11八腳118為3.3V電源端。

本發(fā)明控制精度高，能夠?qū)崿F(xiàn)低電壓切割同時能夠無阻輸出恒流，有效性和提高了電源能量的利用率;能夠控制電流，省掉傳統(tǒng)的電阻；同時能夠限制峰值電流，提高單位電流利用率；本發(fā)明能穩(wěn)定切割工件，提高工件切割質(zhì)量，還適合在低壓環(huán)境下工作；本發(fā)明中沒有限流電阻和功率級儲能元件，極大地減少了熱量的產(chǎn)生和降低了能耗；本發(fā)明能夠保持放電電壓恒定，脈沖寬度恒定，正常切割時，切割需要多少電流就提供多少電流以實現(xiàn)恒流切割；當(dāng)輸出短路時，輸出額定短路電流，維持加工和設(shè)備的穩(wěn)定性；輸出恒流的特性保證了電源切割的有效性和提高了電源能量的利用率。

盡管已經(jīng)示出和描述了本發(fā)明的實施例，對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員而言，可以理解在不脫離本發(fā)明的原理和精神的情況下可以對這些實施例進行多種變化、修改、替換和變型，本發(fā)明的范圍由所附權(quán)利要求及其等同物限定。