新型高效電弧噴涂裝置制造方法
【專利摘要】本實(shí)用新型涉及一種噴涂裝置，尤其是一種新型高效電弧噴涂裝置，屬于電弧噴涂的【技術(shù)領(lǐng)域】。按照本實(shí)用新型提供的技術(shù)方案，所述新型高效電弧噴涂裝置，包括電弧噴涂槍，所述電弧噴涂槍包括第一功率導(dǎo)電嘴及與所述第一功率導(dǎo)電嘴匹配的第二功率導(dǎo)電嘴；所述電弧噴涂槍還包括第一采樣導(dǎo)電嘴及第二采樣導(dǎo)電嘴，所述第一采樣導(dǎo)電嘴通過第一絕緣導(dǎo)管與第一功率導(dǎo)電嘴絕緣隔離后連接，第二采樣導(dǎo)電嘴通過第二絕緣導(dǎo)管與第二功率導(dǎo)電嘴絕緣隔離后連接。本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)簡單緊湊，使用方便，提高金屬絲熔化速度，增加熔敷金屬量，提高噴涂速度以及噴涂效率，降低熱輸入，安全可靠。
【專利說明】新型高效電弧噴涂裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種噴涂裝置，尤其是一種新型高效電弧噴涂裝置，屬于電弧噴涂的【技術(shù)領(lǐng)域】。
【背景技術(shù)】
[0002]電弧噴涂技術(shù)是熱噴涂技術(shù)的一種，也是表面工程的重要組成部分。在近40年的發(fā)展歷程中，隨著噴涂設(shè)備、噴涂材料和噴涂工藝的不斷發(fā)展與更新，電弧噴涂技術(shù)得到了飛躍性的發(fā)展和推廣應(yīng)用，已成為熱噴涂領(lǐng)域中最引人注目的技術(shù)之一。
[0003]電弧噴涂是利用兩根連續(xù)送進(jìn)的金屬作為自耗電極，在其端部產(chǎn)生電弧作為熱源，利用壓縮空氣將熔化了的絲材霧化，并以高的速度噴向工件表面形成涂層的一種熱噴涂方法。一般電弧噴涂技術(shù)具有:1)、涂層結(jié)合強(qiáng)度較高、硬度高、氣孔率低；2)、能源利用率高，噴涂成本低；3)、設(shè)備造價(jià)低、使用維修方便、便于現(xiàn)場施工等優(yōu)點(diǎn)。
[0004]目前，實(shí)現(xiàn)電弧噴涂常用的方法如圖1所示?？烧{(diào)電壓輸出電路的正輸出端接輸出濾波電感L的一端,輸出濾波電感L的另一端接一金屬絲,可調(diào)電壓輸出電路的負(fù)輸出端接另一金屬絲，電弧產(chǎn)生于兩金屬絲之間。噴涂時(shí)，兩根絲狀金屬噴涂材料通過送絲裝置均勻連續(xù)的分別送進(jìn)電弧噴涂槍中的導(dǎo)電嘴內(nèi)，導(dǎo)電嘴分別接電源的正負(fù)極并保證兩根絲材在未接觸前的可靠絕緣。當(dāng)兩根金屬絲材端部由于送進(jìn)而相互接觸時(shí)，發(fā)生短路而產(chǎn)生電弧，使絲材端部瞬間熔化，壓縮空氣將熔融金屬熔化成微熔滴，以很高的速度噴射到工件表面，形成電弧噴涂層。
[0005]現(xiàn)有的噴涂技術(shù)，工作電流的大小，在一定情況下決定電弧噴槍的生產(chǎn)率。噴涂電流與噴涂生產(chǎn)率是成正比的。但是隨著噴涂電流的增加，涂層中粒子也變大，涂層硬度降低，而金屬粒子大會(huì)使得噴涂層疏松、表面粗糙，從而降低噴涂層的致密度，影響涂層質(zhì)量。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本實(shí)用新型的目的是克服現(xiàn)有技術(shù)中存在的不足，提供一種新型高效電弧噴涂裝置，其結(jié)構(gòu)簡單緊湊，使用方便，提高金屬絲熔化速度，增加熔敷金屬量，提高噴涂速度以及噴涂效率，降低熱輸入，安全可靠。
[0007]按照本實(shí)用新型提供的技術(shù)方案，所述新型高效電弧噴涂裝置，包括電弧噴涂槍，所述電弧噴涂槍包括第一功率導(dǎo)電嘴及與所述第一功率導(dǎo)電嘴匹配的第二功率導(dǎo)電嘴；所述電弧噴涂槍還包括第一采樣導(dǎo)電嘴及第二采樣導(dǎo)電嘴，所述第一采樣導(dǎo)電嘴通過第一絕緣導(dǎo)管與第一功率導(dǎo)電嘴絕緣隔離后連接，第二采樣導(dǎo)電嘴通過第二絕緣導(dǎo)管與第二功率導(dǎo)電嘴絕緣隔離后連接。
[0008]所述電弧噴涂槍與恒壓源電連接；所述恒壓源包括可調(diào)電壓輸出電路，所述可調(diào)電壓輸出電路的正輸出端與第一功率導(dǎo)電嘴電連接，可調(diào)電壓輸出電路的負(fù)輸出端與第二功率導(dǎo)電嘴電連接；恒壓源還包括用于對可調(diào)電壓輸出電路輸出電壓采樣的電源電壓傳感器、用于對可調(diào)電壓輸出電路輸出電流采樣的電源電流傳感器以及用于對電弧噴涂槍的第一采樣導(dǎo)電嘴、第二采樣導(dǎo)電嘴之間電弧電壓的電弧電壓傳感器；電源電流傳感器、電弧電壓傳感器及電源電壓傳感器對應(yīng)的輸出端均與控制電路連接，控制電路通過電壓輸出電路功率開關(guān)管驅(qū)動(dòng)電路與可調(diào)電壓輸出電路連接；
[0009]控制電路接收電源電流傳感器采樣反饋的電源電流值、電弧電壓傳感器采樣反饋的電弧電壓值及電源電壓傳感器采樣反饋的電源電壓值，并將上述采樣反饋電源電流值、采樣反饋電弧電壓值及采樣反饋電源電壓值分別與控制電路內(nèi)預(yù)設(shè)輸出電流值、預(yù)設(shè)輸出電壓值比較，控制電路通過電壓輸出電路功率開關(guān)管驅(qū)動(dòng)電路調(diào)節(jié)可調(diào)電壓輸出電路的工作狀態(tài)，以使得可調(diào)電壓輸出電路的輸出電壓值、輸出電流值與控制電路內(nèi)預(yù)設(shè)輸出電壓值、預(yù)設(shè)輸出電流值相一致。
[0010]所述電源電流傳感器為隔離式電流傳感器，電源電流傳感器通過電源電流反饋濾波電路與控制電路連接；電弧電壓傳感器為隔離式電壓傳感器，電弧電壓傳感器的兩端分別與第一采樣導(dǎo)電嘴、第二采樣導(dǎo)電嘴連接，電弧電壓傳感器通過電弧電壓反饋濾波電路與控制電路連接；電源電壓傳感器采用隔離式電壓傳感器，電源電壓傳感器的兩端分別與可調(diào)電壓輸出電路的正輸出端、負(fù)輸出端對應(yīng)連接，電源電壓傳感器通過電源電壓反饋濾波電路與控制電路連接。
[0011 ] 所述控制電路與人機(jī)交互電路連接，通過人機(jī)交互電路向控制電路輸入預(yù)設(shè)輸出電壓值及預(yù)設(shè)輸出電流值。
[0012]所述電源電流反饋濾波電路、電源電壓反饋濾波電路及電弧電壓反饋濾波電路均采用低通濾波器。
[0013]所述可調(diào)電壓輸出電路包括整流橋，所述整流橋的正輸出端與濾波電容的第一端、第一功率開關(guān)管的集電極端及第四功率開關(guān)管的集電極端連接；整流橋的負(fù)輸出端與濾波電容的第二端、第二功率開關(guān)管的發(fā)射極端及第三功率開關(guān)管的發(fā)射極端連接，第一功率開關(guān)管的發(fā)射極端與第二功率開關(guān)管的集電極端連接，第四功率開關(guān)管的發(fā)射極端與第三功率開關(guān)管的集電極端連接；第一功率開關(guān)管的門極端、第二功率開關(guān)管的門極端、第三功率開關(guān)管的門極端及第四功率開關(guān)管的門極端均與電壓輸出電路功率開關(guān)管驅(qū)動(dòng)電路連接；
[0014]第一功率開關(guān)管的發(fā)射極端與中頻變壓器原邊線圈的第一端連接，中頻變壓器原邊線圈的第二端與第三功率開關(guān)管的集電極端連接，中頻變壓器副邊線圈的第一端與第一二極管的陽極端連接，中頻變壓器副邊線圈的第二端與第二二極管的陽極端連接，中頻變壓器副邊線圈的第一端與中頻變壓器原邊線圈的第一端為同名端；第二二極管的陰極端與第一二極管的陰極端連接，第一二極管的陰極端通過濾波電感與電源電流傳感器的一端連接，電源電流傳感器的另一端與第一功率導(dǎo)電嘴電連接；中頻變壓器副邊線圈的中心抽頭輸出端與第二功率導(dǎo)電嘴電連接。
[0015]所述可調(diào)電壓輸出電路輸出電壓的范圍為(T85V，輸出電流的范圍為10A?400A。
[0016]本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn):電弧噴涂槍上設(shè)置第一采樣導(dǎo)電嘴及第二采樣導(dǎo)電嘴，第一采樣導(dǎo)電嘴通過第一絕緣導(dǎo)管與第一功率導(dǎo)電嘴絕緣隔離后連接，第二采樣導(dǎo)電嘴通過第二絕緣導(dǎo)管與第二功率導(dǎo)電嘴絕緣隔離后連接，通過第一采樣導(dǎo)電嘴、第二采樣導(dǎo)電嘴能增加第一噴涂絲、第二噴涂絲的干伸長，使得增加的電阻熱對噴涂電弧建立前的噴涂絲有更好地預(yù)熱作用；在與現(xiàn)在有技術(shù)相同參數(shù)的情況下，可以很大程度上提高金屬絲融化速度，增加熔敷金屬量，從而大大提高噴涂的效率和噴涂的質(zhì)量。同時(shí)增加了電弧電壓反饋濾波電路，解決了發(fā)明中由于干伸長的增加帶來的電源電壓對電弧電壓的誤差，實(shí)現(xiàn)了對電弧的精確控制，結(jié)構(gòu)簡單緊湊，使用方便，安全可靠。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0017]圖1為現(xiàn)有電弧噴涂原理示意圖。
[0018]圖2為本實(shí)用新型的電路原理框圖。
[0019]圖3為本實(shí)用新型電弧噴涂槍與尅套電壓輸出電路連接的電路原理圖。
[0020]圖4為本實(shí)用新型圖2的電路原理圖。
[0021]圖5為本實(shí)用新型第一功率開關(guān)管、第三功率開關(guān)管導(dǎo)通，第二功率開關(guān)管、第四功率開關(guān)管關(guān)斷的工作示意圖。
[0022]圖6為本實(shí)用新型第一功率開關(guān)管、第三功率開關(guān)管關(guān)斷，第二功率開關(guān)管、第四功率開關(guān)管導(dǎo)通的工作示意圖。
[0023]圖7為本實(shí)用新型第一功率開關(guān)管、第二功率開關(guān)管、第三功率開關(guān)管及第四功率開關(guān)管均關(guān)斷的工作示意圖。
[0024]附圖標(biāo)記說明:1-可調(diào)電壓輸出電路、2-電弧噴涂槍、3-電源電流負(fù)反饋濾波電路、4-電源電壓反饋濾波電路、5-電弧電壓反饋濾波電路、6-電壓輸出電路功率開關(guān)管驅(qū)動(dòng)電路、7-控制電路、8-人機(jī)交互電路、9-第一噴涂絲、10-第二噴涂絲、11-第一功率導(dǎo)電嘴、12-第二功率導(dǎo)電嘴、13-第一絕緣導(dǎo)管、14-第二絕緣導(dǎo)管、15-第一采樣導(dǎo)電嘴、16-第二采樣導(dǎo)電嘴、17-恒壓源、LEMl-電源電流傳感器、LEM2-電弧電壓傳感器及LEM3-電源電壓傳感器。
【具體實(shí)施方式】
[0025]下面結(jié)合具體附圖和實(shí)施例對本實(shí)用新型作進(jìn)一步說明。
[0026]如圖2和圖3所示:為了能夠提高噴涂效率，同時(shí)避免涂層中粒子增大，熱輸入增加的問題，本實(shí)用新型包括電弧噴涂槍2，所述電弧噴涂槍2包括第一功率導(dǎo)電嘴11及與所述第一功率導(dǎo)電嘴11匹配的第二功率導(dǎo)電嘴12 ;所述電弧噴涂槍2還包括第一采樣導(dǎo)電嘴15及第二采樣導(dǎo)電嘴16，所述第一采樣導(dǎo)電嘴15通過第一絕緣導(dǎo)管13與第一功率導(dǎo)電嘴11絕緣隔離后連接，第二采樣導(dǎo)電嘴16通過第二絕緣導(dǎo)管14與第二功率導(dǎo)電嘴12絕緣隔離后連接。
[0027]具體地，本實(shí)用新型實(shí)施例中，電弧噴涂槍2的工作電源由可調(diào)電壓輸出電路I提供，可調(diào)電壓輸出電路I的正輸出端與第一功率導(dǎo)電嘴11電連接，可調(diào)電壓輸出電路I的負(fù)輸出端與第二功率導(dǎo)電嘴12電連接，第一噴涂絲9分別穿過第一功率導(dǎo)電嘴11、第一絕緣導(dǎo)管13及第一采樣導(dǎo)電嘴15，第二噴涂絲10分別穿過第二功率導(dǎo)電嘴12、第二絕緣導(dǎo)管14及第二采樣導(dǎo)電嘴16，電弧噴涂槍2工作時(shí)的電弧電流經(jīng)第一噴涂絲9至第一采樣導(dǎo)電嘴15，流經(jīng)電弧，再經(jīng)第二采樣導(dǎo)電嘴16，經(jīng)第二噴涂絲10、第二功率導(dǎo)電嘴12流回可調(diào)電壓輸出電路I的負(fù)輸出端端。由于第一功率導(dǎo)電嘴11、第一米樣導(dǎo)電嘴15之間第一噴涂絲9的長度、第二功率導(dǎo)電嘴12、第二采樣導(dǎo)電嘴16之間第二噴涂絲10的長度均較長，則電流流經(jīng)時(shí)的預(yù)熱作用較強(qiáng)，從而在相同的電弧電流條件下可以熔化更多的焊絲，降低對噴涂材料的熱輸入。第一絕緣導(dǎo)管13、第二絕緣導(dǎo)管14使得噴涂絲有較好的對中性，保證噴涂的準(zhǔn)確性。
[0028]常規(guī)的電弧噴槍2的導(dǎo)電嘴一般都很長，本實(shí)用新型實(shí)施例中，只需要將原有導(dǎo)電嘴分為三段，中間段采用耐高溫絕緣材料，即能得到第一功率導(dǎo)電嘴11、第二功率導(dǎo)電嘴12、第一絕緣導(dǎo)管13、第二絕緣導(dǎo)管14、第一采樣導(dǎo)電嘴15及第二采樣導(dǎo)電嘴16。離電弧較遠(yuǎn)端的第一功率導(dǎo)電嘴11、第二功率導(dǎo)電嘴12會(huì)流過較大電流，所以需要尺寸較大，離電弧較近端的第一采樣導(dǎo)電嘴15、第二采樣導(dǎo)電嘴16只需采樣電壓反饋，所以尺寸可以很小.然后把距離電弧較近端外接反饋信號線即可。
[0029]進(jìn)一步地，現(xiàn)有的電弧噴涂槍2在增強(qiáng)噴涂絲長度時(shí)，將會(huì)使電源輸出電壓和電弧電壓之間的差值很大，弧壓反潰不準(zhǔn)確，容易造成電弧不穩(wěn)。本實(shí)用新型實(shí)施例中，通過第一采樣導(dǎo)電嘴15、第二采樣導(dǎo)電嘴6用來采集電弧的電壓反饋，可以實(shí)現(xiàn)對電弧的實(shí)時(shí)控制。由于電阻熱對噴涂金屬絲的預(yù)熱作用很大，使得熔化噴涂絲所需的電弧能量降低，從而可以有效降低噴涂電流值。換言之，本實(shí)用新型能在與現(xiàn)在有技術(shù)相同參數(shù)的情況下，提高金屬絲熔化速度，增加熔敷金屬量，從而增加噴涂速度、提高噴涂效率。
[0030]如圖2和圖4所示:所述電弧噴涂槍2與恒壓源17電連接；所述恒壓源17包括可調(diào)電壓輸出電路I，所述可調(diào)電壓輸出電路I的正輸出端與第一功率導(dǎo)電嘴11電連接，可調(diào)電壓輸出電路I的負(fù)輸出端與第二功率導(dǎo)電嘴12電連接；恒壓源17還包括用于對可調(diào)電壓輸出電路I輸出電壓米樣的電源電壓傳感器LEM3、用于對可調(diào)電壓輸出電路I輸出電流采樣的電源電流傳感器LEMl以及用于對電弧噴涂槍2的第一采樣導(dǎo)電嘴15、第二采樣導(dǎo)電嘴16之間電弧電壓的電弧電壓傳感器LEM2 ；電源電流傳感器LEMl、電弧電壓傳感器LEM2及電源電壓傳感器LEM3對應(yīng)的輸出端均與控制電路7連接，控制電路7通過電壓輸出電路功率開關(guān)管驅(qū)動(dòng)電路6與可調(diào)電壓輸出電路I連接；
[0031]控制電路7接收電源電流傳感器LEMl采樣反饋的電源電流值、電弧電壓傳感器LEM2采樣反饋的電弧電壓值及電源電壓傳感器LEM3采樣反饋的電源電壓值，并將上述采樣反饋電源電流值、采樣反饋電弧電壓值及采樣反饋電源電壓值分別與控制電路7內(nèi)預(yù)設(shè)輸出電流值、預(yù)設(shè)輸出電壓值比較，控制電路7通過電壓輸出電路功率開關(guān)管驅(qū)動(dòng)電路6調(diào)節(jié)可調(diào)電壓輸出電路I的工作狀態(tài)，以使得可調(diào)電壓輸出電路I的輸出電壓值、輸出電流值與控制電路7內(nèi)預(yù)設(shè)輸出電壓值、預(yù)設(shè)輸出電流值相一致。
[0032]所述電源電流傳感器LEMl為隔離式電流傳感器，電源電流傳感器LEMl通過電源電流反饋濾波電路3與控制電路7連接；電弧電壓傳感器LEM2為隔離式電壓傳感器，電弧電壓傳感器LEM2的兩端分別與第一米樣導(dǎo)電嘴15、第二米樣導(dǎo)電嘴16連接，電弧電壓傳感器LEM2通過電弧電壓反饋濾波電路5與控制電路7連接；電源電壓傳感器LEM3采用隔離式電壓傳感器，電源電壓傳感器LEM3的兩端分別與可調(diào)電壓輸出電路I的正輸出端、負(fù)輸出端對應(yīng)連接，電源電壓傳感器LEM3通過電源電壓反饋濾波電路4與控制電路7連接。所述電源電流反饋濾波電路3、電源電壓反饋濾波電路4及電弧電壓反饋濾波電路5均采用低通濾波器。
[0033]所述控制電路7與人機(jī)交互電路8連接，通過人機(jī)交互電路8向控制電路7輸入預(yù)設(shè)輸出電壓值及預(yù)設(shè)輸出電流值?？刂齐娐?可以采用單片機(jī)等常用的微處理芯片，本實(shí)用新型實(shí)施例中，控制電路7采用PIC30f2020芯片，人機(jī)交互電路8可以采用常規(guī)的LED或LCD顯示電路、鍵盤、編碼器電路，也可以采用觸摸屏等設(shè)備。
[0034]本實(shí)用新型實(shí)施例中，所述可調(diào)電壓輸出電路I輸出電壓的范圍為(T85V，輸出電流的范圍為IOAlOOA?？烧{(diào)電壓輸出電路I可以通過半橋逆變電路、推挽逆變電路，或單端逆變電路等獲得；也可以采用基于工頻變壓器的斬波型電壓輸出電路、基于發(fā)電機(jī)的斬波型電壓輸出電路、基于晶閘管整流器的電壓輸出電路、基于發(fā)電機(jī)的電壓輸出電路、或基于帶抽頭的工頻變壓器的電壓輸出電路等。
[0035]本實(shí)用新型實(shí)施例中，所述可調(diào)電壓輸出電路I包括整流橋BR，所述整流橋BR的正輸出端與濾波電容Cl的第一端、第一功率開關(guān)管Ql的集電極端及第四功率開關(guān)管Q4的集電極端連接；整流橋BR的負(fù)輸出端與濾波電容Cl的第二端、第二功率開關(guān)管Q2的發(fā)射極端及第三功率開關(guān)管Q3的發(fā)射極端連接，第一功率開關(guān)管Ql的發(fā)射極端與第二功率開關(guān)管Q2的集電極端連接，第四功率開關(guān)管Q4的發(fā)射極端與第三功率開關(guān)管Q3的集電極端連接；第一功率開關(guān)管Ql的門極端、第二功率開關(guān)管Q2的門極端、第三功率開關(guān)管Q3的門極端及第四功率開關(guān)管Q4的門極端均與電壓輸出電路功率開關(guān)管驅(qū)動(dòng)電路6連接；
[0036]第一功率開關(guān)管Ql的發(fā)射極端與中頻變壓器TRH原邊線圈的第一端連接，中頻變壓器TRH原邊線圈的第二端與第三功率開關(guān)管Q3的集電極端連接，中頻變壓器TRH副邊線圈的第一端與第一二極管Dl的陽極端連接，中頻變壓器TRH副邊線圈的第二端與第二二極管D2的陽極端連接，中頻變壓器TRH副邊線圈的第一端與中頻變壓器TRH原邊線圈的第一端為同名端；第二二極管D2的陰極端與第一二極管Dl的陰極端連接，第一二極管Dl的陰極端通過濾波電感L與電源電流傳感器LEMl的一端連接，電源電流傳感器LEMl的另一端與第一功率導(dǎo)電嘴11電連接；中頻變壓器TRH副邊線圈的中心抽頭輸出端與第二功率導(dǎo)電嘴12電連接。
[0037]三相整流橋BR用于與外部三相電壓的U相、V相以及W相連接，在可調(diào)電壓輸出電路I中，第一功率開關(guān)管Q1、第三功率開關(guān)管Q3同時(shí)導(dǎo)通，第二功率開關(guān)管Q2、第四功率開關(guān)管Q4同時(shí)導(dǎo)通。第一功率開關(guān)管Q1、第三功率開關(guān)管Q3和第二功率開關(guān)管Q2、第四功率開關(guān)管Q4的導(dǎo)通時(shí)刻反相，相位相差180度。通過控制可調(diào)電壓輸出電路I功率開關(guān)管的導(dǎo)通和關(guān)斷，調(diào)節(jié)可調(diào)電壓輸出電路I的輸出電壓，從而調(diào)節(jié)負(fù)載電流的大小，使之按照理想的波形變化。
[0038]燃弧狀態(tài)時(shí)，當(dāng)可調(diào)電壓輸出電路I的第一功率開關(guān)管Q1，第三功率開關(guān)管Q3導(dǎo)通，第二功率開關(guān)管Q2，第四功率開關(guān)管Q4關(guān)斷時(shí)，如圖5所示。三相交流電的U，V，W三相分別接至三相整流橋BR的三個(gè)輸入端，中頻變壓器TRH原邊電流從三相整流橋BR的正輸出端流出，經(jīng)第一功率開關(guān)管Q1，從中頻變壓器TRH的原邊線圈的第一端流入，從原邊線圈的第二端流出，經(jīng)第三功率開關(guān)管Q3，最后從三相整流橋BR的負(fù)輸出端流回。中頻變壓器TRH的副邊電流從副邊線圈第一端流出，經(jīng)第一二極管Dl整流，濾波電感L濾波后，第一功率導(dǎo)電嘴11、第一絕緣導(dǎo)管13、第一采樣導(dǎo)電嘴15和噴涂電弧負(fù)載，再經(jīng)過第二采樣導(dǎo)電嘴16、第二絕緣導(dǎo)管14、第二功率導(dǎo)電嘴12，最后進(jìn)入中頻變壓器TRH的中心抽頭輸出端。
[0039]當(dāng)可調(diào)電壓輸出電路I內(nèi)的第二功率開關(guān)管Q2，第四功率開關(guān)管Q4導(dǎo)通，第一功率開關(guān)管Q1，第三功率開關(guān)管Q3關(guān)斷時(shí)，如圖6所示。三相交流電的U，V，W三相分別接至三相整流橋BR的三個(gè)輸入端，中頻變壓器TRH原邊電流從三相整流橋BR的正輸出端流出，經(jīng)第四功率開關(guān)管Q4，從中頻變壓器TRH的原邊線圈的第二端流入，從原邊線圈的第一端流出，經(jīng)第二功率開關(guān)管Q2，最后從三相整流橋BR的負(fù)輸出端流回。中頻變壓器TRH的副邊電流從副邊線圈的第二端流出，經(jīng)第二二極管D2整流，濾波電感L濾波后，經(jīng)第一導(dǎo)電嘴
11、第一絕緣導(dǎo)管13、第一采樣導(dǎo)電嘴15和噴涂電弧負(fù)載，再經(jīng)過第二采樣導(dǎo)電嘴16、第二絕緣導(dǎo)管14、第二功率導(dǎo)電嘴2，最后進(jìn)入中頻變壓器TRH的中心抽頭輸出端。
[0040]當(dāng)可調(diào)電壓輸出電路I內(nèi)的第一功率開關(guān)管Q1，第二功率開關(guān)管Q2，第三功率開關(guān)管Q3，第四功率開關(guān)管Q4都關(guān)斷時(shí)，如圖7所示。三相交流電的U，V，W三相分別接至三相整流橋BR的三個(gè)輸入端，中頻變壓器TRH原邊電流為零，副邊的輸出濾波電感L輸出能量，電流從輸出濾波電感L流出，第一功率導(dǎo)電嘴11、第一絕緣導(dǎo)管13、第一米樣導(dǎo)電嘴15和噴涂電弧負(fù)載，再經(jīng)過第二采樣導(dǎo)電嘴16、第二絕緣導(dǎo)管14、第二功率導(dǎo)電嘴12，最后進(jìn)入中頻變壓器TRH副邊的中心抽頭輸出端，經(jīng)第一二極管Dl和第二二極管D2續(xù)流，最后流回濾波電感L的一端。
[0041]本實(shí)施例中采用脈沖寬度調(diào)節(jié)(Pluse Width Modulation，簡稱PWM)控制技術(shù)，通過電壓輸出電路功率開關(guān)管驅(qū)動(dòng)電路6控制可調(diào)電壓輸出電路I內(nèi)第一功率開關(guān)管Ql，第二功率開關(guān)管Q2，第三功率開關(guān)管Q3，第四功率開關(guān)管Q4的導(dǎo)通與關(guān)斷。電壓輸出功率開關(guān)管驅(qū)動(dòng)電路6可以采用常用的驅(qū)動(dòng)電路形式。通過調(diào)整脈沖占空比，即可控制焊接過程中的輸出電流。
[0042]在工作過程中，電源電流傳感器LEMl對具有預(yù)熱功能的電弧噴涂槍2的輸出電流進(jìn)行采樣，電弧電壓傳感器LEM2對電弧噴涂槍2的電弧輸出電壓進(jìn)行采樣，電源電壓傳感器LEM3對電弧噴涂槍2的電源輸出電壓進(jìn)行采樣。將采樣結(jié)果送給控制電路7，控制電路7將采樣結(jié)果與人機(jī)交互電(8設(shè)定的參數(shù)分別進(jìn)行比較運(yùn)算，傳遞信號給電壓輸出電路功率開關(guān)管驅(qū)動(dòng)電路6，調(diào)節(jié)第一功率開關(guān)管Q1、第二功率開關(guān)管Q2、第三功率開關(guān)管Q3、第四功率開關(guān)管Q4的導(dǎo)通和關(guān)斷，最終實(shí)現(xiàn)輸出電流和電壓參數(shù)分別與人機(jī)交換電路8設(shè)定值相等。
[0043]本實(shí)用新型電弧噴涂槍2上設(shè)置第一采樣導(dǎo)電嘴15及第二采樣導(dǎo)電嘴16，第一采樣導(dǎo)電嘴15通過第一絕緣導(dǎo)管13與第一功率導(dǎo)電嘴11絕緣隔離后連接，第二采樣導(dǎo)電嘴16通過第二絕緣導(dǎo)管14與第二功率導(dǎo)電嘴12絕緣隔離后連接，通過第一采樣導(dǎo)電嘴15、第二采樣導(dǎo)電嘴16能增加第一噴涂絲9、第二噴涂絲10的干伸長，使得增加的電阻熱對噴涂電弧建立前的噴涂絲有更好地預(yù)熱作用；在與現(xiàn)在有技術(shù)相同參數(shù)的情況下，可以很大程度上提高金屬絲融化速度，增加熔敷金屬量，從而大大提高噴涂的效率和噴涂的質(zhì)量。同時(shí)增加了電弧電壓反饋濾波電路，解決了發(fā)明中由于干伸長的增加帶來的電源電壓對電弧電壓的誤差，實(shí)現(xiàn)了對電弧的精確控制，結(jié)構(gòu)簡單緊湊，使用方便，安全可靠。
【權(quán)利要求】
1.一種新型高效電弧噴涂裝置，包括電弧噴涂槍(2 )，所述電弧噴涂槍(2 )包括第一功率導(dǎo)電嘴(11)及與所述第一功率導(dǎo)電嘴(11)匹配的第二功率導(dǎo)電嘴(12);其特征是:所述電弧噴涂槍(2)還包括第一米樣導(dǎo)電嘴(15)及第二米樣導(dǎo)電嘴(16),所述第一米樣導(dǎo)電嘴(15 )通過第一絕緣導(dǎo)管(13 )與第一功率導(dǎo)電嘴(11)絕緣隔離后連接，第二采樣導(dǎo)電嘴(16)通過第二絕緣導(dǎo)管(14)與第二功率導(dǎo)電嘴(12)絕緣隔離后連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的新型高效電弧噴涂裝置，其特征是:所述電弧噴涂槍(2)與恒壓源(17)電連接；所述恒壓源(17)包括可調(diào)電壓輸出電路(I )，所述可調(diào)電壓輸出電路(I)的正輸出端與第一功率導(dǎo)電嘴(11)電連接，可調(diào)電壓輸出電路(I)的負(fù)輸出端與第二功率導(dǎo)電嘴(12)電連接；恒壓源(17)還包括用于對可調(diào)電壓輸出電路(I)輸出電壓采樣的電源電壓傳感器(LEM3)、用于對可調(diào)電壓輸出電路(I)輸出電流采樣的電源電流傳感器(LEMl)以及用于對電弧噴涂槍(2)的第一采樣導(dǎo)電嘴(15)、第二采樣導(dǎo)電嘴(16)之間電弧電壓的電弧電壓傳感器(LEM2 )；電源電流傳感器(LEMl)、電弧電壓傳感器(LEM2 )及電源電壓傳感器(LEM3 )對應(yīng)的輸出端均與控制電路(7 )連接，控制電路(7 )通過電壓輸出電路功率開關(guān)管驅(qū)動(dòng)電路(6 )與可調(diào)電壓輸出電路(I)連接； 控制電路(7)接收電源電流傳感器(LEMl)采樣反饋的電源電流值、電弧電壓傳感器(LEM2)采樣反饋的電弧電壓值及電源電壓傳感器(LEM3)采樣反饋的電源電壓值，并將上述采樣反饋電源電流值、采樣反饋電弧電壓值及采樣反饋電源電壓值分別與控制電路(7)內(nèi)預(yù)設(shè)輸出電流值、預(yù)設(shè)輸出電壓值比較，控制電路(7)通過電壓輸出電路功率開關(guān)管驅(qū)動(dòng)電路(6)調(diào)節(jié)可調(diào)電壓輸出電路(I)的工作狀態(tài)，以使得可調(diào)電壓輸出電路(I)的輸出電壓值、輸出電流值與控制電路(7)內(nèi)預(yù)設(shè)輸出電壓值、預(yù)設(shè)輸出電流值相一致。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的新型高效電弧噴涂裝置，其特征是:所述電源電流傳感器(LEM1)為隔離式電流傳感器，電源電流傳感器(LEMl)通過電源電流反饋濾波電路(3)與控制電路(7)連接；電弧電壓傳感器(LEM2)為隔離式電壓傳感器，電弧電壓傳感器(LEM2)的兩端分別與第一采樣導(dǎo)電嘴(15)、第二采樣導(dǎo)電嘴(16)連接，電弧電壓傳感器(LEM2)通過電弧電壓反饋濾波電路(5)與控制電路(7)連接；電源電壓傳感器(LEM3)采用隔離式電壓傳感器，電源電壓傳感器(LEM3)的兩端分別與可調(diào)電壓輸出電路(I)的正輸出端、負(fù)輸出端對應(yīng)連接，電源電壓傳感器(LEM3 )通過電源電壓反饋濾波電路(4 )與控制電路(7 )連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的新型高效電弧噴涂裝置，其特征是:所述控制電路(7)與人機(jī)交互電路(8 )連接，通過人機(jī)交互電路(8 )向控制電路(7 )輸入預(yù)設(shè)輸出電壓值及預(yù)設(shè)輸出電流值。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的新型高效電弧噴涂裝置，其特征是:所述電源電流反饋濾波電路(3 )、電源電壓反饋濾波電路(4 )及電弧電壓反饋濾波電路(5 )均采用低通濾波器。
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的新型高效電弧噴涂裝置，其特征是:所述可調(diào)電壓輸出電路(I)包括整流橋(BR)，所述整流橋(BR)的正輸出端與濾波電容(Cl)的第一端、第一功率開關(guān)管(Ql)的集電極端及第四功率開關(guān)管(Q4)的集電極端連接；整流橋(BR)的負(fù)輸出端與濾波電容(Cl)的第二端、第二功率開關(guān)管(Q2)的發(fā)射極端及第三功率開關(guān)管(Q3)的發(fā)射極端連接，第一功率開關(guān)管(Ql)的發(fā)射極端與第二功率開關(guān)管(Q2)的集電極端連接，第四功率開關(guān)管(Q4)的發(fā)射極端與第三功率開關(guān)管(Q3)的集電極端連接；第一功率開關(guān)管(Ql)的門極端、第二功率開關(guān)管(Q2)的門極端、第三功率開關(guān)管(Q3)的門極端及第四功率開關(guān)管(Q4)的門極端均與電壓輸出電路功率開關(guān)管驅(qū)動(dòng)電路(6)連接； 第一功率開關(guān)管(Ql)的發(fā)射極端與中頻變壓器(TRH)原邊線圈的第一端連接，中頻變壓器(TRH)原邊線圈的第二端與第三功率開關(guān)管(Q3)的集電極端連接，中頻變壓器(TRH)副邊線圈的第一端與第一二極管(Dl)的陽極端連接，中頻變壓器(TRH)副邊線圈的第二端與第二二極管(D2)的陽極端連接，中頻變壓器(TRH)副邊線圈的第一端與中頻變壓器(TRH)原邊線圈的第一端為同名端；第二二極管(D2)的陰極端與第一二極管(Dl)的陰極端連接，第一二極管(Dl)的陰極端通過濾波電感(L)與電源電流傳感器(LEMl)的一端連接，電源電流傳感器(LEMl)的另一端與第一功率導(dǎo)電嘴(11)電連接；中頻變壓器(TRH)副邊線圈的中心抽頭輸出端與第二功率導(dǎo)電嘴(12)電連接。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的新型高效電弧噴涂裝置，其特征是:所述可調(diào)電壓輸出電路(I)輸出電壓的范圍為(·T85V，輸出電流的范圍為IOA~400A。
【文檔編號】C23C4/12GK203498458SQ201320631602
【公開日】2014年3月26日 申請日期:2013年10月12日 優(yōu)先權(quán)日:2013年10月12日
【發(fā)明者】徐旦, 徐惠忠, 盧振洋, 黃鵬飛, 馬淼 申請人:無錫洲翔成套焊接設(shè)備有限公司, 北京工業(yè)大學(xué)