一种高稳定性等离子喷枪的制作方法

专利2022-06-28  120


本实用新型涉及等离子设备技术领域,具体涉及一种高稳定性等离子喷枪。



背景技术:

等离子体是独立于气、液、固态以外的另外一种广泛存在的物质基本形态,被称为物质的第四态,等离子体是在特定的条件下,如采取加热、外加电场、激光照射、燃烧、冲击波等手段使气体部分或者完全电离而产生的非凝聚体系,在气体放电时,由于外在电场作用,使自由电子加速,自由电子通过碰撞将能量传递给中性原子和分子,使反应物分子激发、离解和电离,产生更多的二次自由电子、电离更多的中性粒子,最终使气体成为导电介质形成电流,但反应体系又能保持低温,甚至接近室温,因此得到了非常广泛的应用。

等离子体技术在工件清洗中要求等离子发生器具有体积小、重量轻,易于控制和高可靠性的特点,作为等离子发生器中的一个重要组成部分—等离子电源则起到关键作用,它的性能在很大程度上影响等离子发生器的性能,传统的电源因体积和重量都大,且性能不好,不能满足多种实际应用场合的要求。



技术实现要素:

针对现有技术的不足,本实用新型提供一种高稳定性等离子喷枪,具备高稳定性等优点,解决了传统的电源因体积和重量都大,且性能不好,不能满足多种实际应用场合要求的问题。

本实用新型的一种高稳定性等离子喷枪,包括等离子喷枪,所述等离子喷枪包括处理器和pid闭环控制单元,所述pid闭环控制单元包括vf开关模块,所述vf开关模块的输入端与处理器的输出端单向电连接,所述vf开关模块的输出端单向电连接有电感模块,所述电感模块的输出端单向电连接有二极管vd模块,所述二极管vd模块的输出端单向电连接有电容c模块,所述电容c模块的输出端与处理器的输入端单向电连接,所述处理器的输入端单向电连接有手动控制模块,所述处理器的输入端单向电连接有电流电压传感器,所述处理器的输出端双向电连接有pfc模块,所述处理器的输出端单向电连接有显示模块,所述处理器的输出端单向电连接有等离子发生器。

本实用新型的一种高稳定性等离子喷枪,其中,所述手动控制模块电连接有操作按钮一,所述手动控制模块电连接操作按钮二,所述操作按钮一和操作按钮二均设置在等离子喷枪的表面。

本实用新型的一种高稳定性等离子喷枪,其中,所述显示模块电连接有显示屏,所述显示屏的一侧固定在等离子喷枪的表面。

本实用新型的一种高稳定性等离子喷枪,其中,所述等离子发生器电连接有阴极,所述等离子发生器电连接有阳极,所述阴极和阳极的一端均固定在等离子发生器的内腔。

本实用新型的一种高稳定性等离子喷枪,其中,所述处理器为avr单片机,所述处理器的型号为mega16单片机。

本实用新型的一种高稳定性等离子喷枪,其中,所述vf开关模块、电感模块、二极管vd模块和电容c模块组成pid闭环控制单元,所述vf开关模块、电感模块、二极管vd模块和电容c模块分别固定在pid闭环控制单元的内腔。

本实用新型的一种高稳定性等离子喷枪,其中,所述电流电压传感器的一侧固定在等离子喷枪的内腔,所述pfc模块的一侧固定在等离子喷枪的内腔。

与现有技术相比,本实用新型的有益效果如下:

1、本实用新型攻克现有等离子喷枪直流电源系统的不足,将pfc功率因数校正技术用于电源控制中,具有原理简单、控制和调节性能好,可减小谐波分量,调节和稳定输出电压等诸多特点,采用pid闭环控制技术,控制纠正系统的响应,实现更精准控制,系统更稳定可靠,同时采用单片机,实现多种保护,系统易于控制、可靠性高,在开销、速度、性能和成本等诸多方面实现优化平衡,可适用于多种实际应用的需求。

2、本实用新型通过采用处理器,运用局部寄存器存堆和单体高速输入输出的方案,risc精简指令集将内容丰富的操作数与操作码安排在一字之中,控制实现各种保护,pid调功,按键输入,显示等,同时实现过流保护,过压保护,过温保护,恒流,恒压,恒功率输出,通过采用pid闭环控制技术,比例环节即时成比例地反映控制系统的偏差信号e(t),偏差一旦产生,调节器立即产生控制作用以减小偏差,微分环节反应偏差信号的变化趋势(变化速率),在偏差信变的太天之前,在系统中引入一个早期的修正信号,加快系统的动作速度,减小调节时间,积分环节消除静差,提高系统的无差度,基于反馈的概念,比例、积分、微分控制纠正系统的响应,执行调节控制,减少不确定性,通过pfc技术针对非正弦电流波形畸变,迫使交流电路电流波形追踪电压波形瞬时变化轨迹,将电流和电压保持同相位,实现系统呈纯电阻技术。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本申请的进一步理解,构成本申请的一部分,本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请,并不构成对本申请的不当限定。在附图中:

图1为本实用新型系统原理图。

具体实施方式

以下将以图式揭露本实用新型的多个实施方式,为明确说明起见,许多实务上的细节将在以下叙述中一并说明。然而,应了解到,这些实务上的细节不应用以限制本实用新型。也就是说,在本实用新型的部分实施方式中,这些实务上的细节是非必要的。此外,为简化图式起见,一些习知惯用的结构与组件在图式中将以简单的示意的方式绘示之。

另外,在本实用新型中如涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的,并非特别指称次序或顺位的意思,亦非用以限定本实用新型,其仅仅是为了区别以相同技术用语描述的组件或操作而已,而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此,限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外,各个实施例之间的技术方案可以相互结合,但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础,当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在,也不在本实用新型要求的保护范围之内。

请参阅图1,本实用新型揭示一种高稳定性等离子喷枪,包括等离子喷枪,等离子喷枪包括处理器和pid闭环控制单元,pid闭环控制单元包括vf开关模块,vf开关模块的输入端与处理器的输出端单向电连接,vf开关模块的输出端单向电连接有电感模块,电感模块的输出端单向电连接有二极管vd模块,二极管vd模块的输出端单向电连接有电容c模块,电容c模块的输出端与处理器的输入端单向电连接,处理器的输入端单向电连接有手动控制模块,处理器的输入端单向电连接有电流电压传感器,处理器的输出端双向电连接有pfc模块,处理器的输出端单向电连接有显示模块,处理器的输出端单向电连接有等离子发生器,手动控制模块电连接有操作按钮一,手动控制模块电连接操作按钮二,操作按钮一和操作按钮二均设置在等离子喷枪的表面,显示模块电连接有显示屏,显示屏的一侧固定在等离子喷枪的表面,等离子发生器电连接有阴极,等离子发生器电连接有阳极,阴极和阳极的一端均固定在等离子发生器的内腔,处理器为avr单片机,处理器的型号为mega16单片机,vf开关模块、电感模块、二极管vd模块和电容c模块组成pid闭环控制单元,vf开关模块、电感模块、二极管vd模块和电容c模块分别固定在pid闭环控制单元的内腔,电流电压传感器的一侧固定在等离子喷枪的内腔,pfc模块的一侧固定在等离子喷枪的内腔,通过采用处理器,运用局部寄存器存堆和单体高速输入输出的方案,risc精简指令集将内容丰富的操作数与操作码安排在一字之中,控制实现各种保护,pid调功,按键输入,显示等,同时实现过流保护,过压保护,过温保护,恒流,恒压,恒功率输出,通过采用pid闭环控制技术,比例环节即时成比例地反映控制系统的偏差信号e(t),偏差一旦产生,调节器立即产生控制作用以减小偏差,微分环节反应偏差信号的变化趋势(变化速率),在偏差信变的太天之前,在系统中引入一个早期的修正信号,加快系统的动作速度,减小调节时间,积分环节消除静差,提高系统的无差度,基于反馈的概念,比例、积分、微分控制纠正系统的响应,执行调节控制,减少不确定性,通过pfc技术针对非正弦电流波形畸变,迫使交流电路电流波形追踪电压波形瞬时变化轨迹,将电流和电压保持同相位,实现系统呈纯电阻技术,攻克现有等离子喷枪直流电源系统的不足,将pfc功率因数校正技术用于电源控制中,具有原理简单、控制和调节性能好,可减小谐波分量,调节和稳定输出电压等诸多特点,采用pid闭环控制技术,控制纠正系统的响应,实现更精准控制,系统更稳定可靠,同时采用单片机,实现多种保护,系统易于控制、可靠性高,在开销、速度、性能和成本等诸多方面实现优化平衡,可适用于多种实际应用的需求。

在使用本实用新型时,系统运用pfc功率因数校正技术,当输入交流电压过零点处时,控制电压控制vf开关模块导通,电感模块流过电流而储能,vf开关模块关断,电感模块电流经二极管vd模块给电容c模块充电,将电感模块储能转移到电容c模块上,vf开关模块再次导通、关断,如此反复,精确控制vf开关模块每次导通的时间或控制通过vf开关模块的电流,实现输入电流波形跟随电压波形,提高功率因数,减小谐波分量,从而达到了高稳定性等优点。

本申请文件中使用到的标准零件和电器元件均可以从市场上购买,而且根据说明书和附图的记载均可以进行订制,各个零件的具体连接方式均采用现有技术中成熟的螺栓、铆钉、焊接等常规手段,机械、零件和设备均采用现有技术中常规的型号,控制方式是通过控制器来自动控制,控制器的控制电路通过本领域的技术人员简单编程即可实现,属于本领域的公知常识。

以上所述仅为本实用新型的实施方式而已,并不用于限制本实用新型。对于本领域技术人员来说,本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原理的内所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包括在本实用新型的权利要求范围之内。


技术特征:

1.一种高稳定性等离子喷枪,包括等离子喷枪,其特征在于:所述等离子喷枪包括处理器和pid闭环控制单元,所述pid闭环控制单元包括vf开关模块,所述vf开关模块的输入端与处理器的输出端单向电连接,所述vf开关模块的输出端单向电连接有电感模块,所述电感模块的输出端单向电连接有二极管vd模块,所述二极管vd模块的输出端单向电连接有电容c模块,所述电容c模块的输出端与处理器的输入端单向电连接,所述处理器的输入端单向电连接有手动控制模块,所述处理器的输入端单向电连接有电流电压传感器,所述处理器的输出端双向电连接有pfc模块,所述处理器的输出端单向电连接有显示模块,所述处理器的输出端单向电连接有等离子发生器。

2.根据权利要求1所述的一种高稳定性等离子喷枪,其特征在于:所述手动控制模块电连接有操作按钮一,所述手动控制模块电连接操作按钮二,所述操作按钮一和操作按钮二均设置在等离子喷枪的表面。

3.根据权利要求1所述的一种高稳定性等离子喷枪,其特征在于:所述显示模块电连接有显示屏,所述显示屏的一侧固定在等离子喷枪的表面。

4.根据权利要求1所述的一种高稳定性等离子喷枪,其特征在于:所述等离子发生器电连接有阴极,所述等离子发生器电连接有阳极,所述阴极和阳极的一端均固定在等离子发生器的内腔。

5.根据权利要求1所述的一种高稳定性等离子喷枪,其特征在于:所述处理器为avr单片机,所述处理器的型号为mega16单片机。

6.根据权利要求1所述的一种高稳定性等离子喷枪,其特征在于:所述vf开关模块、电感模块、二极管vd模块和电容c模块组成pid闭环控制单元,所述vf开关模块、电感模块、二极管vd模块和电容c模块分别固定在pid闭环控制单元的内腔。

7.根据权利要求1所述的一种高稳定性等离子喷枪,其特征在于:所述电流电压传感器的一侧固定在等离子喷枪的内腔,所述pfc模块的一侧固定在等离子喷枪的内腔。

技术总结
本实用新型揭示一种高稳定性等离子喷枪,包括等离子喷枪,所述等离子喷枪包括处理器和PID闭环控制单元,所述PID闭环控制单元包括VF开关模块,所述VF开关模块的输入端与处理器的输出端单向电连接。本实用新型攻克现有等离子喷枪直流电源系统的不足,将PFC功率因数校正技术用于电源控制中,具有原理简单、控制和调节性能好,可减小谐波分量,调节和稳定输出电压等诸多特点,采用PID闭环控制技术,控制纠正系统的响应,实现更精准控制,系统更稳定可靠,同时采用单片机,实现多种保护,系统易于控制、可靠性高,在开销、速度、性能和成本等诸多方面实现优化平衡,可适用于多种实际应用的需求。

技术研发人员:杨志军
受保护的技术使用者:苏州爱特维电子科技有限公司
技术研发日:2019.08.09
技术公布日:2020.06.09

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