阅读说明：本技术 检测等离子切割机焊接电流和转移弧电流的电路 (Circuit for detecting welding current and transferred arc current of plasma cutting machine ) 是由 朱慧敏 于 2020-01-15 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种检测等离子切割机焊接电流和转移弧电流的电路,用于利用转移弧切割的等离子切割机,等离子切割机与电源电路相连,电源电路将交流电电源的交流信号变频并整流为等离子切割机需要的工作电压和频率,包含：负载电路,负载电路与电源电路相连；电流传感器,电流传感器设置在负载电路中。本发明通过一个霍尔电流传感器即可实现既检测等离子切割机的总输出电流,又能检测切割电流,巧妙运用了霍尔电流传感器,结构精巧,大大降低了成本；同时,控制方法也未增加任何复杂性,具有显著的经济效益。(The invention discloses a circuit for detecting welding current and transferred arc current of a plasma cutting machine, which is used for the plasma cutting machine utilizing transferred arc cutting, the plasma cutting machine is connected with a power circuit, the power circuit converts and rectifies alternating current signals of an alternating current power supply into working voltage and frequency required by the plasma cutting machine, and the circuit comprises: the load circuit is connected with the power supply circuit; and the current sensor is arranged in the load circuit. The plasma cutting machine can detect the total output current of the plasma cutting machine and the cutting current through the Hall current sensor, the Hall current sensor is skillfully used, the structure is exquisite, and the cost is greatly reduced; meanwhile, the control method does not increase any complexity, and has remarkable economic benefit.)

检测等离子切割机焊接电流和转移弧电流的电路

技术领域

本发明涉及等离子切割机控制电路，特别涉及一种检测等离子切割机焊接电流和转移弧电流的电路。

背景技术

现有技术中，对于带有转移弧的等离子切割机，为检测其焊接电流和转移弧电流，一般是在焊机输出的正级或负极接上两个霍尔电流传感器，其中一个霍尔电流传感器用来检测切割机的总输出电流（包括转移弧支路的电流），而另一个霍尔电流传感器则用来检测切割机到工件上的电流，这种技术方案虽然控制简单，但由于需要使用两路霍尔电流传感器，使用成本高昂，经济效益较差。

发明内容

根据本发明实施例，提供了一种检测等离子切割机焊接电流和转移弧电流的电路，用于利用转移弧切割的等离子切割机，等离子切割机与电源电路相连，电源电路将交流电电源的交流信号变频并整流为等离子切割机需要的工作电压和频率，包含：

负载电路，负载电路与电源电路相连；

电流传感器，电流传感器设置在负载电路中。

进一步，电源电路包含：变频电路、变压器以及整流电路，变频电路的输入端与交流电电源相连，变压器的一次侧与变频电路的输出端相连，整流电路的输入端与变压器的二次侧相连，整流电路的输出端即电源电路的正极。

进一步，变频电路包含依次相连的：

整流子电路，整流子电路与交流电电源相连；

滤波电容，滤波电容与整流子电路相连；

逆变子电路，逆变子电路的输入端与滤波电容相连，输出端与变压器的一次侧相连。

进一步，整流子电路为四个二极管组成的桥式整流电路，整流电路为两个二极管组成的单相全波整流电路，单相全波整流电路与变压器的二次侧相连。

进一步，负载电路包含电极支路和转换弧支路；

电极支路为等离子切割机的电极与电源电路的负极相连的支路；

转换弧支路为等离子切割机的喷嘴与电源电路的正极相连的支路。

进一步，电流传感器为霍尔电流传感器，转换弧支路的导线从电源电路的正极输出并穿过霍尔电流传感器后，绕回再次穿过霍尔电流传感器后与工件相连。

进一步，转换弧支路的导线两次穿过霍尔电流传感器的方向相同。

进一步，转换弧支路还包含绝缘栅双极型晶体管，绝缘栅双极型晶体管的集电极与电源电路的正极相连，绝缘栅双极型晶体管的发射极与等离子切割机的喷嘴相连，电源电路的正极输出的导线与绝缘栅双极型晶体管的集电极相连后绕回再次穿过霍尔电流传感器后与工件相连。

进一步，电流传感器为霍尔电流传感器，电源电路的正极输出的第一输出线穿过霍尔电流传感器使霍尔电流传感器设置在转换弧支路中，电源电路的正极输出的第二输出线穿过霍尔电流传感器后与工件相连，第一输出线和第二输出线两次穿过霍尔电流传感器的方向相同。

进一步，电极支路还包含：串联在电源电路的负极与等离子切割机的电极之间的滤波电感。

根据本发明实施例的检测等离子切割机焊接电流和转移弧电流的电路，通过一个霍尔电流传感器即可实现既检测等离子切割机的总输出电流，又能检测切割电流，巧妙运用了霍尔电流传感器，结构精巧，大大降低了成本；同时，控制方法也未增加任何复杂性，具有显著的经济效益。

要理解的是，前面的一般描述和下面的详细描述两者都是示例性的，并 且意图在于提供要求保护的技术的进一步说明。

附图说明

图1为根据本发明实施例检测等离子切割机焊接电流和转移弧电流的电路的原理图。

具体实施方式

以下将结合附图，详细描述本发明的优选实施例，对本发明做进一步阐述。

首先，将结合图1描述根据本发明实施例的检测等离子切割机焊接电流和转移弧电流的电路，用于等离子切割机，其应用场景很广。

如图1所示，本发明实施例的检测等离子切割机焊接电流和转移弧电流的电路，用于利用转移弧切割的等离子切割机，等离子切割机与电源电路相连，电源电路将交流电电源的交流信号AC_L、AC_N变频并整流为等离子切割机需要的工作电压和频率，具有负载电路和电流传感器A。其中，负载电路与电源电路相连，电流传感器A则设置在负载电路中，在本实施例中，电流传感器A为霍尔电流传感器。

具体地，如图1所示，电源电路包含：变频电路、变压器T1以及整流电路，变频电路的输入端与交流电电源相连，变压器T1的一次侧与变频电路的输出端相连，整流电路的输入端与变压器T1的二次侧相连，整流电路的输出端即电源电路的正极。在本实施例中，整流电路为两个二极管D1、D2组成的单相全波整流电路，单相全波整流电路与变压器T1的二次侧相连。

进一步，如图1所示，变频电路包含依次相连的：整流子电路BR1、滤波电容C5、逆变子电路TR。其中，整流子电路BR1为四个二极管组成的桥式整流电路，与交流电电源相连，将交流电整流为直流电；滤波电容C5与整流子电路BR1相连，在本实施例中，滤波电容C5为大电容，对整流后的直流电进行滤波，使其波形平直；逆变子电路TR的输入端与滤波电容C5相连，输出端与变压器T1的一次侧相连。

具体地，负载电路包含电极支路和转换弧支路。其中，电极支路为等离子切割机的电极与电源电路的负极相连的支路；转换弧支路为等离子切割机的喷嘴与电源电路的正极相连的支路。

进一步，如图1所示，转换弧支路的导线从电源电路的正极，即，从整流电路的二极管D1、D2的负极输出后，穿过电流传感器A即霍尔电流传感器后，绕回按照相同方向再次穿过霍尔电流传感器后，与工件3相连。

进一步，如图1所示，转换弧支路还包含绝缘栅双极型晶体管（IGBT）T2，其发射极与等离子切割机的喷嘴1相连，集电极与电源电路的正极相连，即与从霍尔电流传感器穿过的导线相连，在本实施例中，导线与绝缘栅双极型晶体管T2的集电极连接后，绕回再次穿过霍尔电流传感器后与工件3相连，这就使得单个霍尔电流传感器，即能实现检测到的电流既有切割工件3上的电流又有转移弧支路的电流，结构精巧，大大降低了成本。

进一步，上述通过一根导线与绝缘栅双极型晶体管T2的集电极连接后再绕回穿过霍尔电流传感器的电气连接方式，还可以通过两根导线实现，即通过电源电路的正极输出的第一输出线穿过霍尔电流传感器使霍尔电流传感器设置在转换弧支路中，再从电源电路的正极输出第二输出线穿过霍尔电流传感器后与工件相连，第一输出线和第二输出线两次穿过霍尔电流传感器的方向相同，也能够保证单个霍尔电流传感器检测到的电流既有切割工件3上的电流又有转移弧支路的电流。

进一步，电极支路还设有串联在电源电路的负极，即变压器T1二次侧的中间抽头，与等离子切割机的电极2之间的滤波电感L1。

当工作时，假定转移弧状态的维持电流是20A，正常切割状态的电流是100A。打开等离子切割机的开关后，等离子切割机进入转移弧维弧状态，由于此时只有转移弧支路有电流，因此霍尔电流传感器检测电流值为20A。

当开始切割工件3，工件3上产生漏电流，此电流穿过霍尔电流传感器，此时，霍尔电流传感器检测到这部分漏电流，叠加上之前的转移弧的维持电流20A，因此霍尔电流传感器检测电流值会大于20A，此电流信号经控制器判断为正常切割状态，控制断开绝缘栅双极型晶体管T2，等离子切割机进入正常切割状态，由于正常切割状态的切割电流切换成了100A，而此电流两次通过了霍尔电流传感器，因此检测到的电流信号为200A。

当拉断电弧的时候，切割电流会立即下降，霍尔电流传感器检测电流会立即小于200A，此时控制器接收到霍尔电流传感器的电流信号下降，打开绝缘栅双极型晶体管T2，从而又进入到了转移弧维弧状态，控制方法简单，并未因霍尔电流传感器的减少而增加任何控制难度，因此非常具有实际应用价值，经济效益显著。

以上，参照图1描述了根据本发明实施例的检测等离子切割机焊接电流和转移弧电流的电路，通过一个霍尔电流传感器即可实现既检测等离子切割机的总输出电流，又能检测切割电流，巧妙运用了霍尔电流传感器，结构精巧，大大降低了成本；同时，控制方法也未增加任何复杂性，具有显著的经济效益。

需要说明的是，在本说明书中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包含检测等离子切割机焊接电流和转移弧电流的电路”限定的要素，并不排除在包括要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

尽管本发明的内容已经通过上述优选实施例作了详细介绍，但应当认识到上述的描述不应被认为是对本发明的限制。在本领域技术人员阅读了上述内容后，对于本发明的多种修改和替代都将是显而易见的。因此，本发明的保护范围应由所附的权利要求来限定。