一种应用在电火花线切割机床上的专用变频器的制作方法

本实用新型涉及变频器技术领域，尤其涉及一种应用在电火花线切割机床上的专用变频器。

背景技术：

近几年来国内线切割机床制造行业开始探索提高线切割机床加工精度的新技术和新工艺。先后出现了快走丝多次切割、中走丝多档速多次切割、慢走丝多次切割、进三退二往复式运丝等新的工艺和技术。新的技术和工艺的实现对运丝电动机的控制提出了许多新的要求。如速度可调节、多档速运行、进三退二、电机频繁换向、电机快速制动等要求。现有技术的线切割机床控制方式包括：

第一种方式：机床上有用可控硅换向和电解电容开关电路直流制动。机床电气控制通常采用继电器控制方式，也是比较实用，但这种控制方式存在着下述一系列的问题：1，继电器接触器动作频繁，损耗相对较大；中间转换控制复杂，出故障可能性高。2，电机频繁正反向全压启动，启动电流大，对丝筒机械部件冲击大。3，接触器触点频繁闭合断开造成的噪声大。这些问题导致的主要后果是整个加工可靠性降低，烧丝等问题增多，这势必导致二次加工，最终影响产品质量，造成不必要的经济损失。

第二种方式：也可以用通用型变频器，线切割机床在使用通用型变频器需要另外用电路来实现高频通断控制左右传感器信号的转换，设计复杂，成本较高。

第三种方式：使用线切割专用变频器只需将相关信号直接接入即可实现所有控制，与通用变频器相比省去众多不必要的参数设置，安装使用简单方便。通过多功能端子控制丝筒电机运转，但是调试不方便，高速时快速切换达不到很好的效果，容易出现过流、过压故障。对丝筒的控制灵活度也不高。而且没有断丝保护功能。

技术实现要素：

有鉴于现有技术的上述缺陷，本实用新型所要解决的技术问题是提供一种应用在电火花线切割机床上的专用变频器，在通用变频器的基础上对硬件做了优化，可靠性得到提高，过流能力提高，断丝保护，加减速更好，速度精度更高，高速定位强。

为实现上述目的，本实用新型提供了一种应用在电火花线切割机床上的专用变频器，其特征在于：包括三相交流电模块、整流模块、滤波模块、保护电路、三相逆变器、电动机、辅助电源、驱动电路和控制电路，所述三相交流电模块、整流模块、滤波模块依次连接，所述滤波模块输出端与三相逆变器、辅助电源连接，所述辅助电源输出端与控制电路连接，所述控制电路输出端与驱动电路连接，所述驱动电路输出端与三相逆变器连接，所述三相逆变器输出端与电动机连接，所述三相逆变器输入端与保护电路连接。

上述的一种应用在电火花线切割机床上的专用变频器，其特征在于：所述三相逆变器为6个IGBT组成的三相逆变器。

上述的一种应用在电火花线切割机床上的专用变频器，其特征在于：所述控制电路为MB90462芯片。

本实用新型的有益效果是：

本实用新型在通用变频器的基础上对硬件做了优化，可靠性得到提高，过流能力提高，断丝保护，加减速更好，速度精度更高，高速定位强。

以下将结合附图对本实用新型的构思、具体结构及产生的技术效果作进一步说明，以充分地了解本实用新型的目的、特征和效果。

附图说明

图1是本实用新型的结构框图。

具体实施方式

如图1所示，一种应用在电火花线切割机床上的专用变频器，其特征在于：包括三相交流电模块1、整流模块2、滤波模块3、保护电路4、三相逆变器5、电动机6、辅助电源7、驱动电路8和控制电路9，所述三相交流电模块1、整流模块2、滤波模块3依次连接，所述滤波模块3输出端与三相逆变器5、辅助电源7连接，所述辅助电源7输出端与控制电路9连接，所述控制电路9输出端与驱动电路8连接，所述驱动电路8输出端与三相逆变器5连接，所述三相逆变器5输出端与电动机6连接，所述三相逆变器5输入端与保护电路4连接。

本实用新型的线切割专用变频硬件系统主要由以下几个环节构成，

(1)主电路

系统功率变换环节采用AD/DC整流电路和IGBT逆变电路。三相交流电压经二极管整流模块，大电容滤波后送到由6个IGBT组成的三相逆变器，由逆变器送出的可变频率的交流电供给电动机调速。

(2)控制电路

控制电路主要用来接受外来信号，采用光耦隔离，端子控制。主控芯片发出控制命令和PWM波形，发出多种故障报警，高频继电器输出。使用MB90462芯片作为控制器能最大限度地减少外围器件的数目，增加系统的稳定性。在本设计中主要使用PWM输出口，及板上A/D口、IO口。MB90462芯片的6个PWM信号经过缓冲器反相后送到驱动电路板驱动IPM。

(3)驱动电路

采用IGBT智能功率模块(IPM)。在设计中使用IGBT智能功率模块(IPM)，它是一种大规模集成模块，不仅把功率开关器件和驱动电路集成在一起，而且还将过电压、过电流和过热等故障检测电路包含在里面，并可将故障保护信号送到CPU进行处理。

(4)保护电路

具有断丝检测保护，过欠压保护，过流，过温保护，短路保护。IGBT用于电力变换时，容易出现过电压、过电流等故障，造成器件的损坏，因而IGBT在工作时，必须采取完备的保护措施。这些保护措施主要包括过压保护、过流保护和过温保护3部分。IPM内部已经整合了很周密的保护电路，从电流保护、电压保护到热保护。

(5)铺助电源

采用反激式拓扑设计的开关电源，多路输出，为主控芯片供电，输出端子12V供电，6路PWM驱动供电,主控芯片供电。

本实用新型的功能描述如下：

1、很灵活的控制方式。

左入、右入及超程信号直接送入变频器进行换向控制，端子上有加工结束控制端子，超程控制端子，左入、右入控制端子，速度端子，

2、8段速度运行：

有分速度1、速度2、速度3，多个速度控制设定运行方式。使用3根信号线进行8段速控制,每一段速均能在0HZ-70HZ之间调节。使机床能适应不同工件的加工要求，显著提高切割面光洁度，扩大机床的适用范围根据不同的机械特性使运丝电机的加速度在大范围内可调，使换向速度更快，效率更高。

3、丝筒开/关端子，丝A,丝B端子。

内部设计有独特的断丝检测电路，无需外部电源供电，直接将“丝A”和“丝B”引线接在与钼丝接触的上下导电块上就能完成安全、可靠的断丝检测。你可以使用“重锤”或其他形式的断丝检测，方便灵活，适应性强。

4、TA,TB端子。

内置水泵控制开关，可直接控制单相水泵的启停，使用三相水泵时需外加继电器。

5、自动上丝功能:

在调试模式下忽略“加工结束”和“断丝”信号,并自动切换到低速模式,轻松地完成上丝。

6、内置掉电检测：

掉电允许时间可调，掉电时自动刹车，有效防止电机因失控而造成断丝、丝筒超程。

7、无条纹切割，三种模式：

开关换向、定时换向、单边切割，任意设置。具有“左入右入换向”与“自动换向”的切换端子,可方便的在两者之间进行切换。本机设有“定时自动换向”功能，在加工时使电机从左至右运行X秒后，自动换向从右至左运行Y秒(一般设X>Y),能显著减少切割条纹,提高切割光洁度和精确度,提高产品竞争力。

单边切割功能与开关换向相似。单边切割(开高频)功能。本机有三种开高频模式：正向反向均开高频，正向开高频，反向开高频。当选择正向(或反向)开高频时反向(或正向)可设置为高速运行，并可单独调节调试功能，用于断丝调试，屏蔽断丝功能，清除当前报警状态，其他功能按照正常模式。

8、紧急停车按钮：带有自锁功能，变频器无条件减速停车。

以上详细描述了本实用新型的较佳具体实施例。应当理解，本领域的普通技术人员无需创造性劳动就可以根据本实用新型的构思做出诸多修改和变化。因此，凡本技术领域中技术人员依本实用新型的构思在现有技术的基础上通过逻辑分析、推理或者有限的实验可以得到的技术方案，皆应在由权利要求书所确定的保护范围内。