用於植砂設備的低頻高壓靜電發生器的製作方法

2023-08-12 21:42:06 2

專利名稱：用於植砂設備的低頻高壓靜電發生器的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及高壓靜電發生器，特別是一種用於植砂設備的低頻高壓靜電發生器。
近階段，我國的砂布、砂紙行業基本上採用重力植砂工藝，在植砂過程中，利用砂粒的自重由上而下自由落體般地落在塗膠的運動基布(紙)上。此種工藝生產的砂布或砂紙上的砂粒排列無序、分布不均且不易控制、用砂量浪費較大。曾採用過直流靜電植砂工藝。在生產過程中，砂粒是在高壓電埸力的作用下自下而上飛到塗膠的運動基布(紙)上。然而，在直流靜電植砂工藝中，由於採用的是直流靜電高壓發生器，帶電砂粒在靜電埸中作定向運動時會被直流高壓極化而產生斥力，於是單靠電埸力難以使其再次飛到基布(紙)上，導致了植砂效果越來越差，無法保證連續生產。
本實用新型之目的是為了解決上述直流靜電高壓發生器在植砂生產中砂粒極化的問題，以及重力植砂生產中產品質量不佳的問題，而提供的一種用於植砂設備的低頻高壓靜電發生器。
本實用新型提出的任務是通過下述技術方案來完成的用於植砂設備的低頻高壓靜電發生器，包括低頻信號發生單元、功率放大單元、升壓輸出單元、供電控制單元和調壓整流單元。低頻信號發生單元產生低頻方波脈衝信號，經功率放大單元至升壓輸出單元。供電控制單元提供三相電壓至調壓整流單元，經降壓整流後為功放單元供電。最後，升壓輸出單元輸出低頻高壓方波信號接至植砂設備的極板。在升壓輸出單元中選用工作頻率為2～30Hz、輸出電壓為0～60Kv特種升壓變壓器(TP3)，其次級高壓輸出繞組(4)端與植砂設備的極板間串接有阻值為1～1.4MΩ的電阻(R8)，其次級高壓輸出繞組(5)端連接有高壓輸出過流保護單元。在低頻信號發生單元與功率放大單元間設有低壓端過流保護單元。
本實用新型之目的進一步由下述技術方案實現的高壓輸出過流保護單元，包括高壓電流取樣電路，過流保護電路和電壓電流轉換顯示電路，取樣電路由壓敏電阻(R9)和電阻(R10)並聯後，串接電位器(W5)及線性光電隔離器(IC12)組成，過流保護電路主要有比較器(IC9)、電阻(R11)、電晶體(BG)及其輸出端的繼電器(J)連接組成，電壓電流轉換顯示電路主要有V／I轉換集成塊(IC10)和(IC11)、電位器(W6)及毫安表(mA)組成。
低壓端過流保護單元設有D觸發器(IC6)及門電路(IC4)、(IC5)，D觸發器(IC6)的輸出控制兩個門電路(IC4)、 (IC5)的輸入端，D觸發器的輸入端與功率放大單元中的光電耦合管(B2)、(B3)和調壓整流單元中的光電耦合管(B1)的輸出端相連接。
功率放大單元中設有驅動晶片(IC7)、(IC8)和大功率管(IGBT1)和(IGBT2)組成的推輓輸出電路，光電耦合管(B2)、(B3)分別連接在驅動晶片(IC7)、(IC8)的過流檢測端。
調壓整流單元包括三相橋式整流電路及輸出取樣電路，取樣電路由取樣電阻(R7)和與之並聯的電位器(W4)、光電耦合管(B1)組成。
本實用新型採用低頻交流電源，砂粒在交變的電壓作用下不會發生極化現象，從而解決了直流靜電高壓發生器在靜電植砂生產中，帶電砂粒被極化而產生斥力導致植砂效果越來越差的問題。為了保證設備工作安全、可靠，在本實用新型中加入低壓、高壓端過流保護裝置，低壓端的過流保護由調壓整流單元的輸出端的取樣電阻(R7)和與之並聯的電位器(W4)、光電耦合管(B1)組成供電保護，以及功率放大單元的驅動晶片(IC7)、(IC8)的檢測過流信號與光電耦合管(B2)、(B3)組成的開關工作狀態保護。高壓端的過流保護則通過高壓輸出過流保護單元檢測高壓電流的取樣電阻與雙向線性光電隔離器(IC12)及比較器(IC9)等完成。另外在高壓變壓器(TP3)的次級串接一個1.0MΩ－1.4MΩ限流電阻(R6)，以限制植砂裝置的極板在異常情況下擊穿過流，還可在啟動時保護(IGBT1)，(IGBT2)大功率管不致損壞。採用光電耦合管是為了降低外界幹擾對電路的影響。經與國外同類設備比較測試，本實用新型具有植砂能力強(可植24＃砂、國外同類設備只能植36＃砂)，過流信號反應時間迅速，保護措施及時可靠等優點。
附圖
給出本實用新型的電子線路圖。
以下結合附圖的實施例對本實用新型作詳細的說明。
信號發生單元包括v／f轉換集成電路IC1及由電阻R1、R2、R3，電容C1、C2，二極體D1、D2組成的延遲電路和兩個比較器IC2、IC3。調節電位器W1可使IC1輸出頻率為2～30Hz的對稱方波，電位器W2和W3分別用以調節低端頻率及高端頻率的誤差。電壓頻率轉換的線性誤差為0.2％左右，IC1輸出的對稱方波經延遲電路和兩個比較器IC2、IC3後輸出相位相反，脈寬略小於180°的方波信號，脈寬略小於180°可防止功率放大電路中的大功率管IGBT1、IGBT2因同時導通而損壞。
功率放大電路主要包括驅動晶片IC7、IC8，大功率管IGBT1、IGBT2組成的推輓輸出電路。IC7、IC8採用專用晶片EXB840，二者各自的過流檢測端設有由光電耦合管B2、B3及電阻R組成的過流信號檢測電路，二極體D3、D4檢測IGBT1、IGBT2的工作狀態。一旦大功率管過流，VCC上升很多，則二極體D3、D4截止，最後關斷功率管IGBT1、IGBT2，兩大功率管的輸出端採用多種電路保護和波形改善措施，其中R4、R5為壓敏電阻，用以吸收方波過衝的電壓，電容C3、C4用於吸收高頻毛刺，二極體D5、D6續流，電阻R6電容C5和二極體D7、D8組成緩衝吸收電路。
三相380V交流電壓經主接觸器觸頭K1、控制繼電器JC的觸頭JC′，熱繼電器JR到三相接觸式調壓器TP1作為供電控制單元的輸出。控制繼電器JC的線圈受鑰匙開關K2(常開觸頭)，急停開關K3(常閉觸頭)，門開關K4，高壓過流保護繼電器觸頭J1，熱繼電器觸頭JR及啟動按鈕AN3，停止按鈕AN4的控制。
在調壓整流單元中，經降壓變壓器TP2，三相橋式整流電路ZL後得到0～250V的直流，為功率放大單元供電。其中電阻R7與串接的電位器W4、光電耦合管B1並聯成直流過流取樣電路，電位器W4用於調節過流設定值。
升壓變壓器TP3由功率放大單元作推挽式驅動，其初級繞組中心插頭2接0～250V直流。其次級有二個繞組，4～5間為高壓繞組，輸出電壓為0～60KV，頻率為2～30HZ，電流為0～10mA的方波，接到靜電植砂裝置EQ的二個極板，次級繞組4端至植砂裝置的極板間串接1.2MΩ的限流電阻，用於限制高壓輸出過流並保護大功率管，次級6、7兩端接KV表，作監視高壓輸出。高壓繞組的5端接有高壓過流保護單元。(圖中用字母A表示電路的接續)該單元包括取樣電路，過流保護電路和電壓／電流(V／I)轉換顯示電路。取樣電路由壓敏電阻R9和電阻R10並聯、再與電位器W5和線性光電隔離器IC12串接組成。壓敏電阻R9用於吸收瞬時過壓、電位器W5可調節IC12的線性度、過流保護電路主要有比較器IC9、電阻R11、電晶體BG及繼電器J組成。由取樣電路輸出的信號與比較器IC9的另一輸入端設定電壓比較，一旦高壓電流大於10mA，比較器經電阻R11輸出高電平，BG導通，繼電器J吸合，並通過J1觸點切斷控制繼電器JC線圈的電源，同時，繼電器觸頭J2、J3接通聲光報警電路，J4吸合。故障排除後可按復位按鈕AN2，使繼電器失電釋放。方可再啟動三相380V電源。電壓／電流轉換電路主要包括(V／I)轉換集成塊IC10、IC11、電位器W6、毫安表MA。其主要功能是將取樣的電壓信號轉換成電流信號，並通過毫安表顯示出高壓電流值，調節W6可改變電壓／電流轉換係數。
在低壓端過流保護單元中，IC6為D觸發器，其時鐘CP端接有光電耦合管B1、B2、B3的輸出。B1為調壓整流單元的過流信號，B2、B3為功放單元的過流信號，不論是三相交流經整流的直流電流超過設定值，還是功放單元的過流信號都通過光電耦合管B1、B2、B3的輸出使D觸發器IC6翻轉。而封鎖門電路IC4、IC5的輸出，使信號單元輸出的2～30Hz的方波不能通過門電路IC4、IC5。功放單元即停止工作。待過流故障排除後可按復位按鈕AN1使D觸發器的Q端輸出高電平，信號單元輸出的低頻方波即可通過IC4、IC5使功放單元工作。
權利要求1.一種用於植砂設備的低頻高壓靜電發生器，包括低頻信號發生單元，功率放大單元，升壓輸出單元，供電控制單元，調壓整流單元，其特徵在於a.升壓輸出單元中選用工作頻率為2～30Hz、輸出電壓為0～60Kv的特種升壓變壓器(TP3)，其次級高壓輸出繞組(4)端與植砂設備的極板間串接有阻值為1～1.4MΩ的電阻(R8)，其次級高壓輸出繞組(5)端連接有高壓輸出過流保護單元；b.在低頻信號發生單元與功率放大單元間設有低壓端過流保護單元。
2.根據權利要求1所述的用於植砂設備的低頻高壓靜電發生器，其特徵在於所述的高壓輸出過流保護單元，包括輸出電流取樣電路，過流保護電路和電壓電流轉換顯示電路，取樣電路由壓敏電阻(R9)和電阻(R10)並聯後，串接電位器(W5)及線性光電隔離器(IC12)組成，過流保護電路主要有比較器(IC9)、電阻(R11)、電晶體(BG)及其輸出端的繼電器(J)連接組成，電壓電流轉換顯示電路主要有V／I轉換集成塊(IC10)和(IC11)、電位器(W6)及毫安表(mA)組成。
3.根據權利要求1所述的用於植砂設備的低頻高壓靜電發生器，其特徵在於所述的低壓端過流保護單元設有D觸發器(IC6)及門電路(IC4)、(IC5)，D觸發器(IC6)的輸出控制兩個門電路(IC4)、(IC5)的輸入端，D觸發器的輸入端與功率放大單元中的光電耦合管(B2)、(B3)和調壓整流單元中的光電耦合管(B1)的輸出端相連接。
4.根據權利要求1或3所述的用於植砂設備的低頻高壓靜電發生器，其特徵在於所述的功率放大單元中設有驅動晶片(IC7)(IC8)和大功率管(IGBT1)和(IGBT2)組成的推輓輸出電路，光電耦合管(B2)、(B3)分別連接在驅動晶片(IC7)、(IC8)的過流檢測端。
5.根據權利要求1或3所述的用於植砂設備的低頻高壓靜電發生器，其特徵在於所述的調壓整流單元包括三相橋式整流電路及輸出取樣電路，取樣電路由取樣電阻(R7)和與之並聯的電位器(W4)、光電耦合管(B1)組成。
專利摘要本實用新型涉及高壓靜電發生器，特別是一種用於植砂設備的低頻高壓靜電發生器，為解決直流高壓靜電發生器在植砂工藝中由於砂粒帶電極化導致連續生產困難的問題而設計的本實用新型包括低頻信號發生單元、功率放大單元、升壓輸出單元、供電控制單元和調壓整流單元。在升壓輸出單元中選用工作頻率為2-30Hz，輸出電壓為0-60kV的特種升壓變壓器，其次級輸出繞組設有高壓輸出過流保護單元，在低頻信號發生單元與功率放大單元間設有低壓端過流保護單元。
文檔編號H02M5/44GK2215780SQ9423964
公開日1995年12月20日 申請日期1994年11月11日 優先權日1994年11月11日
發明者岑文遠, 陳賚寶, 宋俊萍, 夏定海 申請人:華東工業大學