一种复合阴极大功率等离子体引弧电源

本发明属于等离子体喷涂，具体涉及一种复合阴极大功率等离子体引弧电源。

背景技术：

1、用电弧放电产生的高温等离子体被称为电弧等离子体，属于热等离子体范畴，热等离子体具有高温、高焓、高能量密度以及气氛可控等特点，可以广泛应用于机械加工、喷涂、材料制备、废物处理、能源等领域。要在工业中大规模应用要求等离子体发生装置具有高稳定性、高功率、高效率和长寿命等特性。

2、现有主要形式的非转移弧等离子体发生器大多数采用高频启动方式，引入一个触发极，在阴极和触发极形成放电，放电电弧喷向阳极，点燃阴阳极间电弧，其共同点是阴阳极之间距离较小，无法通过简单的两电极结构获得较大功率。

3、为了提高等离子体发生器的功率，现有的等离子体发生器正朝着带有电极间插入段的方向发展，等离子体发生器结构由阴极部件、阳极部件及电极间插入段和各电极间通入的惰性气体和水冷部件构成，由于电极间插入段结构复杂，且需要通电、通气和水冷，如何解决上述制造安装困难是工业化前景仍然存在且亟待解决的问题。

技术实现思路

1、为解决上述技术问题，本发明提供一种复合阴极大功率等离子体引弧电源，由电源控制柜、引弧柜组成，输出稳定可靠的直流dc 1000v，电源控制柜正极接等离子体炬电源正端，电源控制柜负极接等离子体炬电源负端，连接线通过冷轧端子可靠连接，通过引弧柜提供的电弧对等离子体炬内部的气体进行电离，完成等离子体炬点火。

2、为达到上述目的，本发明采用如下技术方案：

3、一种复合阴极大功率等离子体引弧电源，由电源控制柜、引弧柜组成，输出稳定可靠的直流dc 1000v，电源控制柜正极接等离子体炬电源正端，电源控制柜负极接等离子体炬电源负端，连接线通过冷轧端子可靠连接，通过引弧柜提供的电弧对等离子体炬内部的气体进行电离，完成等离子体炬点火。

4、有益效果：

5、本发明各部件安装连接简单，制造安装便易。本发明引弧成功率达到100％，实现高频高压引弧电源在大功率等离子炬上的应用。

技术特征：

1.一种复合阴极大功率等离子体引弧电源，其特征在于，由电源控制柜、引弧柜组成，输出稳定可靠的直流dc 1000v，电源控制柜正极接等离子体炬电源正端，电源控制柜负极接等离子体炬电源负端，连接线通过冷轧端子可靠连接，通过引弧柜提供的电弧对等离子体炬内部的气体进行电离，完成等离子体炬点火。

2.根据权利要求1所述的一种复合阴极大功率等离子体引弧电源，其特征在于，包含滤波电路、高频谐振电路、升压电路、引弧电路；所述滤波电路包括电容c1、电容c2、电容c3、储能滤波器c4、电容c5；所述高频谐振电路包括储能滤波器c4、电阻r6、电容c1、电阻r1、电阻r2；所述升压电路包括高压放电线圈t1、储能滤波器c4、电阻r6；所述引弧电路包括高压放电线圈t1、放电装置g1、电感h1、接触器km1、接触器km2、电容c5、电容c3、电阻r4。

3.根据权利要求2所述的一种复合阴极大功率等离子体引弧电源，其特征在于，采用交流输入侧对储能滤波器c4充能，充能完成后对于高压放电线圈t1进行放电耦合。

4.根据权利要求1所述的一种复合阴极大功率等离子体引弧电源，其特征在于，采用直流输入侧对电容c2进行滤波，电容c1进行储能，电阻r3为限流电阻，抑制电容c1的电流，电阻r1、电阻r2用于释放电容c1、电容c2断电后残余的电能，为等离子体炬电离体电离提供必要的电能。

5.根据权利要求1所述的一种复合阴极大功率等离子体引弧电源，其特征在于，通过电源控制柜对引弧柜进行电弧控制及测量。

6.根据权利要求1所述的一种复合阴极大功率等离子体引弧电源，其特征在于，通过充满储能滤波器c4，吸合接触器km1，闭合接触器km2，利用储能滤波器c4的电能对高压放电线圈t1的放电装置产生电弧。

7.根据权利要求1所述的一种复合阴极大功率等离子体引弧电源，其特征在于，高压放电线圈t1的放电时间可控，高压放电线圈t1的放电时间控制在1秒以内，为等离子体炬提供充足的点火时间。

8.根据权利要求1所述的一种复合阴极大功率等离子体引弧电源，其特征在于，通过调节放电装置g1之间的间距，控制引弧电压最大为20kv，由引线将电压馈入等离子炬引弧电极端，在阴极和引弧电极之间形成间隙放电。

9.根据权利要求1所述的一种复合阴极大功率等离子体引弧电源，其特征在于，等离子炬电弧通道出口保持干燥，等离子炬馈入氮气流量值在15立方/小时以内。

10.根据权利要求1所述的一种复合阴极大功率等离子体引弧电源，其特征在于，在等离子炬阴极和阳极之间施加不超过dc 1200电压，同时启动引弧电源，在稳定气流作用下，形成稳定放电电弧通道。

技术总结
本发明提供一种复合阴极大功率等离子体引弧电源，属于等离子体喷涂技术领域，由电源控制柜、引弧柜组成，输出稳定可靠的直流DC 1000V，电源控制柜正极接等离子体炬电源正端，电源控制柜负极接等离子体炬电源负端，连接线通过冷轧端子可靠连接，通过引弧柜提供的电弧对等离子体炬内部的气体进行电离，完成等离子体炬点火。本发明各部件安装连接简单，制造安装便易。

技术研发人员：韩雨,赵鹏,程勇,曾梅花,张伟,吴欣杨,耿传文
受保护的技术使用者：中国科学院合肥物质科学研究院
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15