专利名称：用于植砂设备的低频高压静电发生器的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及高压静电发生器，特别是一种用于植砂设备的低频高压静电发生器。
近阶段，我国的砂布、砂纸行业基本上采用重力植砂工艺，在植砂过程中，利用砂粒的自重由上而下自由落体般地落在涂胶的运动基布(纸)上。此种工艺生产的砂布或砂纸上的砂粒排列无序、分布不均且不易控制、用砂量浪费较大。曾采用过直流静电植砂工艺。在生产过程中，砂粒是在高压电埸力的作用下自下而上飞到涂胶的运动基布(纸)上。然而，在直流静电植砂工艺中，由于采用的是直流静电高压发生器，带电砂粒在静电埸中作定向运动时会被直流高压极化而产生斥力，于是单靠电埸力难以使其再次飞到基布(纸)上，导致了植砂效果越来越差，无法保证连续生产。
本实用新型之目的是为了解决上述直流静电高压发生器在植砂生产中砂粒极化的问题，以及重力植砂生产中产品质量不佳的问题，而提供的一种用于植砂设备的低频高压静电发生器。
本实用新型提出的任务是通过下述技术方案来完成的用于植砂设备的低频高压静电发生器，包括低频信号发生单元、功率放大单元、升压输出单元、供电控制单元和调压整流单元。低频信号发生单元产生低频方波脉冲信号，经功率放大单元至升压输出单元。供电控制单元提供三相电压至调压整流单元，经降压整流后为功放单元供电。最后，升压输出单元输出低频高压方波信号接至植砂设备的极板。在升压输出单元中选用工作频率为2～30Hz、输出电压为0～60Kv特种升压变压器(TP3)，其次级高压输出绕组(4)端与植砂设备的极板间串接有阻值为1～1.4MΩ的电阻(R8)，其次级高压输出绕组(5)端连接有高压输出过流保护单元。在低频信号发生单元与功率放大单元间设有低压端过流保护单元。
本实用新型之目的进一步由下述技术方案实现的高压输出过流保护单元，包括高压电流取样电路，过流保护电路和电压电流转换显示电路，取样电路由压敏电阻(R9)和电阻(R10)并联后，串接电位器(W5)及线性光电隔离器(IC12)组成，过流保护电路主要有比较器(IC9)、电阻(R11)、晶体管(BG)及其输出端的继电器(J)连接组成，电压电流转换显示电路主要有V／I转换集成块(IC10)和(IC11)、电位器(W6)及毫安表(mA)组成。
低压端过流保护单元设有D触发器(IC6)及门电路(IC4)、(IC5)，D触发器(IC6)的输出控制两个门电路(IC4)、 (IC5)的输入端，D触发器的输入端与功率放大单元中的光电耦合管(B2)、(B3)和调压整流单元中的光电耦合管(B1)的输出端相连接。
功率放大单元中设有驱动芯片(IC7)、(IC8)和大功率管(IGBT1)和(IGBT2)组成的推挽输出电路，光电耦合管(B2)、(B3)分别连接在驱动芯片(IC7)、(IC8)的过流检测端。
调压整流单元包括三相桥式整流电路及输出取样电路，取样电路由取样电阻(R7)和与之并联的电位器(W4)、光电耦合管(B1)组成。
本实用新型采用低频交流电源，砂粒在交变的电压作用下不会发生极化现象，从而解决了直流静电高压发生器在静电植砂生产中，带电砂粒被极化而产生斥力导致植砂效果越来越差的问题。为了保证设备工作安全、可靠，在本实用新型中加入低压、高压端过流保护装置，低压端的过流保护由调压整流单元的输出端的取样电阻(R7)和与之并联的电位器(W4)、光电耦合管(B1)组成供电保护，以及功率放大单元的驱动芯片(IC7)、(IC8)的检测过流信号与光电耦合管(B2)、(B3)组成的开关工作状态保护。高压端的过流保护则通过高压输出过流保护单元检测高压电流的取样电阻与双向线性光电隔离器(IC12)及比较器(IC9)等完成。另外在高压变压器(TP3)的次级串接一个1.0MΩ－1.4MΩ限流电阻(R6)，以限制植砂装置的极板在异常情况下击穿过流，还可在启动时保护(IGBT1)，(IGBT2)大功率管不致损坏。采用光电耦合管是为了降低外界干扰对电路的影响。经与国外同类设备比较测试，本实用新型具有植砂能力强(可植24＃砂、国外同类设备只能植36＃砂)，过流信号反应时间迅速，保护措施及时可靠等优点。
附图
给出本实用新型的电子线路图。
以下结合附图的实施例对本实用新型作详细的说明。
信号发生单元包括v／f转换集成电路IC1及由电阻R1、R2、R3，电容C1、C2，二极管D1、D2组成的延迟电路和两个比较器IC2、IC3。调节电位器W1可使IC1输出频率为2～30Hz的对称方波，电位器W2和W3分别用以调节低端频率及高端频率的误差。电压频率转换的线性误差为0.2％左右，IC1输出的对称方波经延迟电路和两个比较器IC2、IC3后输出相位相反，脉宽略小于180°的方波信号，脉宽略小于180°可防止功率放大电路中的大功率管IGBT1、IGBT2因同时导通而损坏。
功率放大电路主要包括驱动芯片IC7、IC8，大功率管IGBT1、IGBT2组成的推挽输出电路。IC7、IC8采用专用芯片EXB840，二者各自的过流检测端设有由光电耦合管B2、B3及电阻R组成的过流信号检测电路，二极管D3、D4检测IGBT1、IGBT2的工作状态。一旦大功率管过流，VCC上升很多，则二极管D3、D4截止，最后关断功率管IGBT1、IGBT2，两大功率管的输出端采用多种电路保护和波形改善措施，其中R4、R5为压敏电阻，用以吸收方波过冲的电压，电容C3、C4用于吸收高频毛刺，二极管D5、D6续流，电阻R6电容C5和二极管D7、D8组成缓冲吸收电路。
三相380V交流电压经主接触器触头K1、控制继电器JC的触头JC′，热继电器JR到三相接触式调压器TP1作为供电控制单元的输出。控制继电器JC的线圈受钥匙开关K2(常开触头)，急停开关K3(常闭触头)，门开关K4，高压过流保护继电器触头J1，热继电器触头JR及启动按钮AN3，停止按钮AN4的控制。
在调压整流单元中，经降压变压器TP2，三相桥式整流电路ZL后得到0～250V的直流，为功率放大单元供电。其中电阻R7与串接的电位器W4、光电耦合管B1并联成直流过流取样电路，电位器W4用于调节过流设定值。
升压变压器TP3由功率放大单元作推挽式驱动，其初级绕组中心插头2接0～250V直流。其次级有二个绕组，4～5间为高压绕组，输出电压为0～60KV，频率为2～30HZ，电流为0～10mA的方波，接到静电植砂装置EQ的二个极板，次级绕组4端至植砂装置的极板间串接1.2MΩ的限流电阻，用于限制高压输出过流并保护大功率管，次级6、7两端接KV表，作监视高压输出。高压绕组的5端接有高压过流保护单元。(图中用字母A表示电路的接续)该单元包括取样电路，过流保护电路和电压／电流(V／I)转换显示电路。取样电路由压敏电阻R9和电阻R10并联、再与电位器W5和线性光电隔离器IC12串接组成。压敏电阻R9用于吸收瞬时过压、电位器W5可调节IC12的线性度、过流保护电路主要有比较器IC9、电阻R11、晶体管BG及继电器J组成。由取样电路输出的信号与比较器IC9的另一输入端设定电压比较，一旦高压电流大于10mA，比较器经电阻R11输出高电平，BG导通，继电器J吸合，并通过J1触点切断控制继电器JC线圈的电源，同时，继电器触头J2、J3接通声光报警电路，J4吸合。故障排除后可按复位按钮AN2，使继电器失电释放。方可再启动三相380V电源。电压／电流转换电路主要包括(V／I)转换集成块IC10、IC11、电位器W6、毫安表MA。其主要功能是将取样的电压信号转换成电流信号，并通过毫安表显示出高压电流值，调节W6可改变电压／电流转换系数。
在低压端过流保护单元中，IC6为D触发器，其时钟CP端接有光电耦合管B1、B2、B3的输出。B1为调压整流单元的过流信号，B2、B3为功放单元的过流信号，不论是三相交流经整流的直流电流超过设定值，还是功放单元的过流信号都通过光电耦合管B1、B2、B3的输出使D触发器IC6翻转。而封锁门电路IC4、IC5的输出，使信号单元输出的2～30Hz的方波不能通过门电路IC4、IC5。功放单元即停止工作。待过流故障排除后可按复位按钮AN1使D触发器的Q端输出高电平，信号单元输出的低频方波即可通过IC4、IC5使功放单元工作。
权利要求1.一种用于植砂设备的低频高压静电发生器，包括低频信号发生单元，功率放大单元，升压输出单元，供电控制单元，调压整流单元，其特征在于a.升压输出单元中选用工作频率为2～30Hz、输出电压为0～60Kv的特种升压变压器(TP3)，其次级高压输出绕组(4)端与植砂设备的极板间串接有阻值为1～1.4MΩ的电阻(R8)，其次级高压输出绕组(5)端连接有高压输出过流保护单元；b.在低频信号发生单元与功率放大单元间设有低压端过流保护单元。
2.根据权利要求1所述的用于植砂设备的低频高压静电发生器，其特征在于所述的高压输出过流保护单元，包括输出电流取样电路，过流保护电路和电压电流转换显示电路，取样电路由压敏电阻(R9)和电阻(R10)并联后，串接电位器(W5)及线性光电隔离器(IC12)组成，过流保护电路主要有比较器(IC9)、电阻(R11)、晶体管(BG)及其输出端的继电器(J)连接组成，电压电流转换显示电路主要有V／I转换集成块(IC10)和(IC11)、电位器(W6)及毫安表(mA)组成。
3.根据权利要求1所述的用于植砂设备的低频高压静电发生器，其特征在于所述的低压端过流保护单元设有D触发器(IC6)及门电路(IC4)、(IC5)，D触发器(IC6)的输出控制两个门电路(IC4)、(IC5)的输入端，D触发器的输入端与功率放大单元中的光电耦合管(B2)、(B3)和调压整流单元中的光电耦合管(B1)的输出端相连接。
4.根据权利要求1或3所述的用于植砂设备的低频高压静电发生器，其特征在于所述的功率放大单元中设有驱动芯片(IC7)(IC8)和大功率管(IGBT1)和(IGBT2)组成的推挽输出电路，光电耦合管(B2)、(B3)分别连接在驱动芯片(IC7)、(IC8)的过流检测端。
5.根据权利要求1或3所述的用于植砂设备的低频高压静电发生器，其特征在于所述的调压整流单元包括三相桥式整流电路及输出取样电路，取样电路由取样电阻(R7)和与之并联的电位器(W4)、光电耦合管(B1)组成。
专利摘要本实用新型涉及高压静电发生器，特别是一种用于植砂设备的低频高压静电发生器，为解决直流高压静电发生器在植砂工艺中由于砂粒带电极化导致连续生产困难的问题而设计的本实用新型包括低频信号发生单元、功率放大单元、升压输出单元、供电控制单元和调压整流单元。在升压输出单元中选用工作频率为2-30Hz，输出电压为0-60kV的特种升压变压器，其次级输出绕组设有高压输出过流保护单元，在低频信号发生单元与功率放大单元间设有低压端过流保护单元。
文档编号H02M5/44GK2215780SQ9423964
公开日1995年12月20日 申请日期1994年11月11日 优先权日1994年11月11日
发明者岑文远, 陈赉宝, 宋俊萍, 夏定海 申请人:华东工业大学