[实用新型]一种数字化控制的逆变电弧喷涂设备

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种数字化控制的逆变电弧喷涂设备，属于热喷涂技术领域。

背景技术

电弧喷涂是热喷涂技术领域中应用最广泛的一种工艺技术，近些年其发展尤为迅速。随着电弧喷涂技术应用的不断推广和深入，市场对电弧喷涂设备及其涂层性能都提出了更高的要求，希望电弧喷涂设备喷涂稳定高效，携带方便。

目前国内电弧喷涂设备依然停留在模拟量开环控制和可控硅电源的水平上，如上海新业公司的ZPG-400B型电弧喷涂机，喷涂过程中依靠手动调节和电子电器硬件来保证精度，没有反馈自动调节的功能，电流与送丝速度波动范围非常大，使电弧喷涂非常不稳定，涂层质量的可靠性很差。在国外三家最著名的热喷涂设备生产厂家Sulzer Metco、Praxair、GTV中，Praxair的电弧喷涂设备最先进且市场占有率最高，目前其最先进的9935型电弧喷涂设备，电源采用逆变电源，并配备电流、电压反馈功能，工作过程中电弧非常稳定，涂层组织细密，但由于其控制系统仍采用模拟电路控制方式，存在参数漂移，扩展性不好等缺点。

实用新型内容

本实用新型的目的是为了一种数字化控制的逆变电弧喷涂设备，解决现有技术中电弧喷涂设备在喷涂过程中依靠手动调节和电子电器硬件来保证精度，没有反馈自动调节功能，电流与送丝速度波动范围大，电弧不稳定，涂层质量可靠性低的问题。

本实用新型的目的是通过以下技术方案实现的。

本实用新型的一种数字化控制的逆变电弧喷涂设备，该设备包括喷枪、送丝机构和控制电源；

所述的送丝机构包括送丝电机、光电码盘和电机驱动器；

所述的控制电源包括逆变电源主电路、逆变电源驱动板和DSP控制器；（DSP）控制器即数字信号处理器控制器；

所述的DSP控制器包括时间发生（EV）模块、模拟/数字（A/D）转换模块、数字/模拟（D/A）转换模块、串行外设接口（SPI）数据交换模块；

所述的逆变电源主电路包括绝缘栅双极型晶体管（IGBT）逆变模块；

DSP控制器通过时间发生（EV）模块将脉宽调制（PWM）信号输出给逆变电源驱动板，逆变电源驱动板将绝缘栅双极型晶体管（IGBT）驱动信号输出给逆变电源主电路，逆变电源主电路将电压和电流信号输出给喷枪；同时，DSP控制器通过数字/模拟（D/A）转换模块发送送丝速度给电机驱动器，电机驱动器将控制电流发送到送丝电机，送丝电机根据控制电流以一定速度送进丝材进入喷枪；喷枪根据所接收到的电压、电流信号对送进的丝材进行熔化喷涂；

喷涂开始后，喷枪将电压反馈信号和电流反馈信号反馈给DSP控制器的模拟/数字（A/D）转换模块；DSP控制器根据反馈的电压信号和电流信号对通过时间发生（EV）模块发出的脉宽调制（PWM）信号进行调整，如果电流、电压反馈值比输入规定值小，就加长脉宽调制（PWM）信号的长度，增大绝缘栅双极型晶体管（IGBT）导通时间；如果电流、电压反馈值比输入规定值大，就减小脉宽调制（PWM）信号的长度，减小绝缘栅双极型晶体管（IGBT）导通时间；如果电流、电压反馈值与输入规定值相符，就不调整脉宽调制（PWM）信号，保持原有信号不变；

送丝电机开始送丝后，送丝长度经过光电码盘转换为送丝速度反馈信号，光电码盘将送丝速度反馈信号发送给DSP控制器的串行外设接口（SPI）数据交换模块，DSP控制器根据所反馈的送丝速度进行调整，如果送丝速度比输入规定值小，就加强送丝速度信号，使送丝电流增大，送丝速度提高；如果送丝速度比输入规定值大，就减小送丝速度信号，使送丝电流减小，送丝速度减慢；如果送丝速度与输入规定值相符，就不调整送丝速度信号，保持原有信号不变。

有益效果

本实用新型的喷涂设备通过控制电路和逆变电源的设计，使其具备实时计算和闭环控制功能，对设备喷涂电压进行恒压控制；通过反馈调节控制，使喷涂过程中的电流、电压、送丝速度稳定，实现这些参数的精确数字调节；通过对不同材料进行超音速电弧喷涂工艺试验，分析涂层结合强度和孔隙率，优化工艺参数，建立电弧喷涂工艺参数库。该设备参数调节准确，喷涂过程稳定，功率系数高，不但可应用于大型模具修复、航母偏流板现场修复和舰船的防腐等军用领域，还可以进行汽车、钢铁、水利等行业的防腐、耐磨涂层喷涂。

附图说明

图1为本实用新型的喷涂设备的组成示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步说明。

实施例

如图1所示，一种数字化控制的逆变电弧喷涂设备，该设备包括喷枪、送丝机构和控制电源；