一種水下電弧雙弧穩(wěn)定切換控制系統(tǒng)的制作方法
【專(zhuān)利摘要】本實(shí)用新型公開(kāi)了一種水下電弧雙弧穩(wěn)定切換控制系統(tǒng)，其中諧波處理單元的輸入極與工業(yè)電網(wǎng)通過(guò)斷路器K和導(dǎo)線(xiàn)相連，諧波處理單元的輸出極通過(guò)導(dǎo)線(xiàn)與整流變換單元的輸入極相連，整流變換單元的輸出極分別通過(guò)導(dǎo)線(xiàn)與維弧單元的輸入極、第一電極和第二電極相連，維弧單元的輸出極通過(guò)導(dǎo)線(xiàn)與第三電極相連，維弧單元的另一端通過(guò)導(dǎo)線(xiàn)與第二電極相連，電源控制單元分別通過(guò)導(dǎo)線(xiàn)與整流變換單元、維弧單元、第一電極和伺服電機(jī)相連。本實(shí)用新型不需要在更換電極時(shí)熄弧，同時(shí)取消了中間過(guò)程重新引弧的工序，提高了生產(chǎn)效率；在更換電弧的整個(gè)過(guò)程中，維持電壓和電流的穩(wěn)定，有利于維護(hù)系統(tǒng)的穩(wěn)定性。
【專(zhuān)利說(shuō)明】一種水下電弧雙弧穩(wěn)定切換控制系統(tǒng)

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型屬于水下電弧電極更換【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及一種水下電弧雙弧穩(wěn)定切換控制系統(tǒng)。

【背景技術(shù)】
[0002]目前水下電弧技術(shù)采用有限長(zhǎng)度的可溶化石墨電極，當(dāng)該電極熔化完時(shí)，電弧會(huì)熄滅，在更換電極時(shí)需要重新引燃電弧，由于水的存在，使得在水下引燃電弧比較困難，需要消耗更多的工序。另外，重新引燃電弧，會(huì)造成生產(chǎn)效率低下，同時(shí)使制氣的有效氣體成分下降。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本實(shí)用新型為克服現(xiàn)有技術(shù)的不足而提供了一種水下電弧雙弧穩(wěn)定切換控制系統(tǒng)，使得該裝置在更換電極時(shí)，電弧可以持續(xù)穩(wěn)定燃燒，提高了生產(chǎn)效率。
[0004]本實(shí)用新型的技術(shù)方案為:一種水下電弧雙弧穩(wěn)定切換控制系統(tǒng)，其特征在于包括諧波處理單元、整流變換單元、維弧單元、電源控制單元、第一電極、第二電極、第三電極和伺服電機(jī)，其中諧波處理單元的輸入極與工業(yè)電網(wǎng)通過(guò)斷路器K和導(dǎo)線(xiàn)相連，諧波處理單元的輸出極通過(guò)導(dǎo)線(xiàn)與整流變換單元的輸入極相連，整流變換單元的輸出極分別通過(guò)導(dǎo)線(xiàn)與維弧單元的輸入極、第一電極和第二電極相連，維弧單元的輸出極通過(guò)導(dǎo)線(xiàn)與第三電極相連，維弧單元的另一端通過(guò)導(dǎo)線(xiàn)與第二電極相連，所述的第一電極與第二電極之間的空隙形成第一電弧，第三電極與第二電極之間的空隙形成第二電弧，所述的電源控制單元通過(guò)導(dǎo)線(xiàn)與整流變換單元相連，分別用于檢測(cè)電弧兩端的電壓信號(hào)、通過(guò)電極的電流信號(hào)和控制整流變換單元輸出電流的大小，電源控制單元通過(guò)導(dǎo)線(xiàn)與維弧單元相連，用于控制維弧單元輸出電流的大小，電源控制單元通過(guò)導(dǎo)線(xiàn)與第一電極相連，用于反饋第一電極燃盡信號(hào)，電源控制單元通過(guò)導(dǎo)線(xiàn)與伺服電機(jī)的輸入端相連，伺服電機(jī)的輸出端通過(guò)導(dǎo)線(xiàn)與第三電極相連。
[0005]本實(shí)用新型所述的諧波處理單元與工業(yè)電網(wǎng)之間的導(dǎo)線(xiàn)為三根或四根，三根包括兩根電源線(xiàn)和中性接地線(xiàn)，四根包括三根電源線(xiàn)和中性接地線(xiàn)。
[0006]本實(shí)用新型所述的諧波處理單元由RC阻容吸收器和LCR濾波網(wǎng)絡(luò)組成。
[0007]本實(shí)用新型所述的整流變換單元由大功率開(kāi)關(guān)晶體管組成的橋式整流電路組成或者由不控整流橋式電路、逆變電路和再整流電路組成。
[0008]本實(shí)用新型所述的維弧單元由開(kāi)關(guān)電路和LC振蕩電路組成。
[0009]本實(shí)用新型所述的電源控制單元包括微處理器、檢測(cè)電路和PWM模塊，其中檢測(cè)電路用于檢測(cè)電弧兩端的電壓信號(hào)，通過(guò)電極的電流信號(hào)和電極燃盡信號(hào)，然后將電壓信號(hào)、電流信號(hào)和電極燃盡信號(hào)送入微處理器中，分別生成用于控制更換電極電機(jī)的PWM驅(qū)動(dòng)信號(hào)1、用于驅(qū)動(dòng)維弧單元開(kāi)關(guān)晶體管的PWM驅(qū)動(dòng)信號(hào)2，從而控制電極穩(wěn)定的更換。
[0010]所述PWM模塊還包括驅(qū)動(dòng)將要替換的電弧所在電路單元的開(kāi)關(guān)晶體管的PWM驅(qū)動(dòng)信號(hào)3，所述PWM驅(qū)動(dòng)信號(hào)2與所述PWM驅(qū)動(dòng)信號(hào)3的占空比呈現(xiàn)反向同比例變化的特征，從而控制在更換電極期間保持總電弧電流穩(wěn)定。
[0011]本實(shí)用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比具有以下有益效果:(1)不需要在更換電極時(shí)熄弧，同時(shí)取消了中間過(guò)程重新引弧的工序，提高了生產(chǎn)效率；(2)在更換電弧的整個(gè)過(guò)程中，維持電壓和電流的穩(wěn)定，有利于維護(hù)系統(tǒng)的穩(wěn)定性。

【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0012]圖1是本實(shí)用新型水下電弧雙弧穩(wěn)定切換控制系統(tǒng)的總體框圖，圖2是本實(shí)用新型水下電弧雙弧穩(wěn)定切換控制系統(tǒng)的控制流程圖。
[0013]圖面說(shuō)明:1、諧波處理單元，2、整流變換單元，3、維弧單元，4、電源控制單元，5、第一電極，6、第二電極,7、第三電極,8、伺服電機(jī)。

【具體實(shí)施方式】
[0014]以下通過(guò)實(shí)施例形式的【具體實(shí)施方式】，對(duì)本實(shí)用新型的上述內(nèi)容做進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明，但不應(yīng)該將此理解為本實(shí)用新型上述主題的范圍僅限于以下的實(shí)施例，凡基于本實(shí)用新型上述內(nèi)容實(shí)現(xiàn)的技術(shù)均屬于本實(shí)用新型的范圍。
[0015]一種水下電弧雙弧穩(wěn)定切換控制系統(tǒng)，包括諧波處理單元1、整流變換單元2、維弧單元3、電源控制單元4、第一電極5、第二電極6、第三電極7和伺服電機(jī)8，其中諧波處理單元I的輸入極與工業(yè)電網(wǎng)通過(guò)斷路器K和線(xiàn)LI相連，諧波處理單元I的輸出極通過(guò)線(xiàn)L2與整流變換單元2的輸入極相連，當(dāng)所述的工業(yè)電網(wǎng)為交流220V時(shí)，所述的線(xiàn)LI和線(xiàn)L2分別為三根，各自包括兩根電源線(xiàn)和中性接地線(xiàn)，當(dāng)所述的工業(yè)電網(wǎng)為交流380V時(shí)，所述的線(xiàn)LI和線(xiàn)L2分別為四根，各自為三個(gè)電源線(xiàn)和中性接地線(xiàn)，工業(yè)電網(wǎng)的選擇取決于所述水下電弧用電源控制系統(tǒng)的負(fù)載，整流變換單元2的輸出極分別與維弧單元3通過(guò)線(xiàn)L3相連、與第一電極5通過(guò)線(xiàn)L4相連、與第二電極6通過(guò)線(xiàn)L5相連，維弧單元3的另一端通過(guò)線(xiàn)L7與線(xiàn)L5相連,所述的第一電極5與第二電極6之間的空隙形成第一電弧,第三電極7與第二電極6之間的空隙形成第二電弧，所述的電源控制單元4通過(guò)線(xiàn)L8、線(xiàn)L9和線(xiàn)LlO與整流變換單元2相連，分別用于檢測(cè)電弧兩端的電壓信號(hào)、通過(guò)電極的電流信號(hào)和控制整流變換單元2輸出電流的大小，電源控制單元4通過(guò)線(xiàn)Lll與維弧單元3相連，用于控制維弧單元3輸出電流的大小，電源控制單元4通過(guò)線(xiàn)L12與第一電極5相連，用于反饋第一電極5燃盡信號(hào)，電源控制單元4通過(guò)線(xiàn)L13與伺服電機(jī)8的輸入端相連，伺服電機(jī)8的輸出端通過(guò)線(xiàn)L14與第三電極7相連，在需要更換電極時(shí)刻，維弧單元3采用高壓脈沖的方式，將直流電施加于第三電極7端點(diǎn)，引燃水下電弧，以替換將要熄滅的電弧，完成不熄弧更換電極工作，電源控制單元4用于檢測(cè)更換電極時(shí)刻，發(fā)出更換電極指令并穩(wěn)定替換電弧。
[0016]本實(shí)用新型的工作過(guò)程如下:
[0017]當(dāng)斷路器K閉合后，交流電通過(guò)線(xiàn)L1、諧波處理單元I和線(xiàn)L2進(jìn)入整流變換單元2，整流變換單元2將交流電轉(zhuǎn)換為至少兩路不同電壓的直流電，如圖中線(xiàn)L4和線(xiàn)L5之間的電壓，線(xiàn)L3和線(xiàn)L5之間的電壓；其中線(xiàn)L4和線(xiàn)L5之間的電壓施加于第一電極5和第二電極6,并在所述第一電極5和第二電極6之間的空隙產(chǎn)生第一電??；
[0018]當(dāng)信號(hào)線(xiàn)L12反饋的第一電極5燃盡信號(hào)跳變?yōu)榈碗娖綍r(shí)，表明第一電極5將要燃盡，電源控制單元4通過(guò)線(xiàn)L13發(fā)出驅(qū)動(dòng)信號(hào)，通過(guò)伺服電機(jī)8的工作，使得第三電極7在預(yù)定時(shí)間內(nèi)到達(dá)預(yù)定位置；在第三電極7到達(dá)預(yù)定位置后，電源控制單元4通過(guò)信號(hào)線(xiàn)Lll驅(qū)動(dòng)維弧單元的大功率晶體管，采用高壓脈沖的方式，使得第三電極7與第一電極5之間的空隙之間產(chǎn)生電?。?br> [0019]在更換電極過(guò)程中，電源控制單元4對(duì)所述P麗驅(qū)動(dòng)信號(hào)2和PWM驅(qū)動(dòng)信號(hào)3的占空比進(jìn)行控制，使PWM驅(qū)動(dòng)信號(hào)2占空比逐步減小和PWM驅(qū)動(dòng)信號(hào)3占空比逐步增加，并使二者之和保持不變；隨著電弧的電流逐步增加，電弧的電流逐步減小，當(dāng)通過(guò)電弧的電流等于原來(lái)的通過(guò)電弧的電流時(shí)，通過(guò)電弧的電流變?yōu)榱?；通過(guò)伺服電機(jī)8的工作，使得第三電極7移動(dòng)至第一電極5的位置，此時(shí)第三電極7完全代替了第一電極5，完成穩(wěn)定更換電極的工作。
[0020]最后應(yīng)說(shuō)明的是，以上實(shí)施例僅用以說(shuō)明本實(shí)用新型的技術(shù)方案而非限制，盡管參照較佳實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行了詳細(xì)說(shuō)明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，可以對(duì)本實(shí)用新型的技術(shù)方案進(jìn)行修改或者等同替換，而不脫離本實(shí)用新型技術(shù)方案的精神和范圍，其均應(yīng)涵蓋在本實(shí)用新型的權(quán)利要求范圍當(dāng)中。
【權(quán)利要求】
1.一種水下電弧雙弧穩(wěn)定切換控制系統(tǒng)，其特征在于包括諧波處理單元、整流變換單元、維弧單元、電源控制單元、第一電極、第二電極、第三電極和伺服電機(jī)，其中諧波處理單元的輸入極與工業(yè)電網(wǎng)通過(guò)斷路器K和導(dǎo)線(xiàn)相連，諧波處理單元的輸出極通過(guò)導(dǎo)線(xiàn)與整流變換單元的輸入極相連，整流變換單元的輸出極分別通過(guò)導(dǎo)線(xiàn)與維弧單元的輸入極、第一電極和第二電極相連，維弧單元的輸出極通過(guò)導(dǎo)線(xiàn)與第三電極相連，維弧單元的另一端通過(guò)導(dǎo)線(xiàn)與第二電極相連，所述的第一電極與第二電極之間的空隙形成第一電弧，第三電極與第二電極之間的空隙形成第二電弧，所述的電源控制單元通過(guò)導(dǎo)線(xiàn)與整流變換單元相連，分別用于檢測(cè)電弧兩端的電壓信號(hào)、通過(guò)電極的電流信號(hào)和控制整流變換單元輸出電流的大小，電源控制單元通過(guò)導(dǎo)線(xiàn)與維弧單元相連，用于控制維弧單元輸出電流的大小，電源控制單元通過(guò)導(dǎo)線(xiàn)與第一電極相連，用于反饋第一電極燃盡信號(hào)，電源控制單元通過(guò)導(dǎo)線(xiàn)與伺服電機(jī)的輸入端相連，伺服電機(jī)的輸出端通過(guò)導(dǎo)線(xiàn)與第三電極相連。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的水下電弧雙弧穩(wěn)定切換控制系統(tǒng)，其特征在于:所述的諧波處理單元與工業(yè)電網(wǎng)之間的導(dǎo)線(xiàn)為三根或四根，三根包括兩根電源線(xiàn)和中性接地線(xiàn)，四根包括三根電源線(xiàn)和中性接地線(xiàn)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的水下電弧雙弧穩(wěn)定切換控制系統(tǒng)，其特征在于:所述的諧波處理單元由RC阻容吸收器和LCR濾波網(wǎng)絡(luò)組成。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的水下電弧雙弧穩(wěn)定切換控制系統(tǒng)，其特征在于:所述的整流變換單元由大功率開(kāi)關(guān)晶體管組成的橋式整流電路組成或者由不控整流橋式電路、逆變電路和再整流電路組成。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的水下電弧雙弧穩(wěn)定切換控制系統(tǒng)，其特征在于:所述的維弧單元由開(kāi)關(guān)電路和LC振蕩電路組成。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的水下電弧雙弧穩(wěn)定切換控制系統(tǒng)，其特征在于:所述的電源控制單元包括微處理器、檢測(cè)電路和PWM模塊，其中檢測(cè)電路用于檢測(cè)電弧兩端的電壓信號(hào)，通過(guò)電極的電流信號(hào)和電極燃盡信號(hào)。
【文檔編號(hào)】B23K9/073GK204053198SQ201420449945
【公開(kāi)日】2014年12月31日 申請(qǐng)日期:2014年8月12日 優(yōu)先權(quán)日:2014年8月12日
【發(fā)明者】公永建, 鄧想, 劉國(guó)華, 張智源 申請(qǐng)人:河南機(jī)電高等專(zhuān)科學(xué)校