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高性能逆变等离子切割机电源的研制电气传动年第卷第期
高性能逆变等离子切割机电源的研制
崔海现陈思跃吴杰峰文军
中国科学院等离子所
摘要:对一种大功率切割机电源的研制进行了分析,并对其主电路、工作原理、控制电路及保护系统做了
较详细的介绍,成功地研制出一种高可靠性的电源。该电源采用计开关频率为逆变式全桥
型电路, 芯片为公司的,工作电流为,电压为,具有过压、短路、
过热及缓冲电路等保护功能,同时还具有较强的抗高频干扰的功能。经过实验证实该机性能稳定,电路设计
合理,切割效率较高,具有较强的实用性。
关键词: 主电路控制电路等离子切割

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引言
空气等离子切割机是现代生产中一种被广泛
应用的工具,尤其是在有色金属、难熔金属领域显
得更为重要。而式空气等离子切割机由于
其体积小,重量轻,效率高等优点已经成为切割机
电源的主流,作者在充分调研、分析国内外先进逆
变等离子切割机的基础上,成功地研制出经过改
进的性能稳定功率较大的逆变式空气等离子切
割机。图全桥等离子切割机原理图
. 变压器的设计
主电路原理
由于频率为,故采用磁心材料高频损
研发的等离子切割机的原理图如图所示。耗小且饱和磁通密度高的软磁铁氧体做变压器的
图中二极管。~组成前级输入整流,为磁心,采用双型组合,带中间抽头,经计算变压
滤波电容,~高频变压器组成器原边电压为:一.× —. 取
逆变器,后级~与电感组成单相全波整,副边设计为,留余量取,所以
流滤波输出电路。匝数比/—,铁心选取为
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电气传动年第卷第期高性能逆变等离子切割机电源的研制
/—
≥盘
根据手册在结温。下额定电流为
式中:为铁心磁路截面积;为铁心窗口面积;
均×.×..
为变压器传输的功率,;。为开关
频率,,一; 为铁心材料所允许的最大式中:√为峰值系数;为过载容量系
磁通密度的变化范围,.;为变压器绕数;为额定值减小系数。
组导体的电流密度,/;为填充因所以本机选用, 的。
数,愚.。. 输出滤波器的设计
由式得滤波电感的设计
—
。≥.× 一
惫,△
按照厂家提供参数,每个铁心截面积为×
一
。一舞一.·
, 窗口面积为.× 。
式中: ;△。
由于周期一,防止上下桥臂直
接导通,要求一个周期内导通时间. , 由此计算得电感的铁心磁路的截面积与窗口面积
故最大脉宽为的乘积为

一× ≥悬
.× 一。× ×
一× . . 一—了而

式中: 为设计时电压, 。
原边匝数为式中,~ .,由此根据厂家的手册选择
一一。。

绕组的匝数为
一百丽一. 匝㈤
一一
式中:。
取;匝,其副边为
取匝。气隙长度为
: :匝
, 一

. 的选取
× 一× × 一×
电网电压整流滤波后,输出电压最大值为.× 。
: .
穗.× .—
式中,/。一× ~ ,所以铁心的间距为.
式中:。