通電試驗復核后的G型等離子切割機主控板工作原理探討副本

1、G-400型等離子切割機主控板工作原理探討一主要元件簡介（一） 電壓比較器在G-400 800和G200-D這兩種型號的等離子切割機中，其主控板上采用有一個型號為LM324N的集成電路，LM324N原本為運算放大集成電路，但通過改變其外圍元件的連接方式，可使其構(gòu)成電壓比較器。在LM324N內(nèi)部封裝有四個完全相同且各自獨立的運算放大器，通常被稱為四運放。在本系列等離子切割機的主控板上，LM324N被連接成三個獨立的電壓比較器，其中的另一個運放單元被閑置未用。LM324N內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖如下圖1所示：圖1 LM324N內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖每一個獨立的電壓比較器都有一個輸出端和兩個輸入端，這兩個輸入端分別是

2、同相輸入端（“”端）和反相輸入端（“”端）。電壓比較器是通過兩個輸入端對地電壓的對比（比較），使其輸出端電位發(fā)生改變（或叫輸出狀態(tài)發(fā)生翻轉(zhuǎn)）的一種電路類型，屬于數(shù)字電路技術(shù)的基礎(chǔ)。電壓比較器的兩個輸入端中的任意一個均可作為基準電壓端或信號輸入端，但要根據(jù)其在具體電路中的需要，才能確定將“”端作為基準端還是將“”端作為基準端。一旦某一個輸入端被確定為基準端后，另一個輸入端就是信號輸入端。 若以反相輸入端（“”端）作為基準電壓端，則同相輸入端（“”端）就是信號輸入端。假設(shè)將“”端基準電壓通過微調(diào)電位器使其為2.0V，則基準電壓就是2.0V，當同相輸入端（“”端）的輸入電壓信號低于2.0V時，該比較

3、器輸出低電平；當同相輸入端（“”端）的輸入電壓信號高于2.0V時，該比較器輸出高電平。若以同相輸入端（“”端）作為基準電壓端，則反相輸入端（“”端）就是信號輸入端。假設(shè)將“”端基準電壓通過微調(diào)電位器使其仍為2.0V，則基準電壓仍就是2.0V，當反相輸入端（“”端）的輸入電壓信號低于2.0V時，該比較器輸出高電平；當反相輸入端（“”端）的輸入電壓信號高于2.0V時，該比較器輸出低電平。 也就是說：電壓比較器的“”端電壓高于“”端電壓時，電壓比較器輸出高電平；電壓比較器的“”端電壓低于“”端電壓時，電壓比較器輸出低電平；注意：這里提到的高電平和低電平，指的是某點對地電壓。至于這個高電平的數(shù)值是多少

4、，低電平的數(shù)值是多少，那就得看電壓比較器在具體的電子電路中的直流電源電壓是多少伏了。若電路中的直流電源電壓是5V，那高電平就是5V，低電平就是0V；在WTF現(xiàn)場使用的兩種型號的等離子切割機主控板上的直流電源電壓是15V，則高電平就是15V，低電平就是0V。再注意：但由于電子元器件有內(nèi)阻存在，其輸出的高電平的值是略低于電源電壓值的。比如：在數(shù)字電路中直流電源電壓為5V時，其高電平的數(shù)值實測為4.7V左右為正常；在數(shù)字電路中直流電源電壓為15V時，其高電平的數(shù)值實測為14.7V左右為正常。（二） 雙向可控硅可控硅有單向可控硅和雙向可控硅兩大類型，單向可控硅主要用于整流和在直流回路中作電子開關(guān)用，雙

5、向可控硅被大量的用在交流回路中作電子開關(guān)用。 這兩大類型的可控硅在外形上是沒有什么區(qū)別的，都有大功率、中功率、小功率系列的；從封裝形式上，都有金屬封裝、塑封、平板式可控硅系列的；在WTF現(xiàn)場使用的兩種型號的等離子切割機的主控板上，采用的可控硅類型屬于中功率塑封雙向可控硅。雙向可控硅用在交流回路中作為電子開關(guān)使用，它有許多機械式開關(guān)無可比擬的優(yōu)點，它的通斷只需在控制極（G極）上加一較低的直流電壓信號就可進行控制。雙向可控硅的實物及其使用樣板見下圖2所示：圖2 雙向可控硅的實物及其使用樣板二主控板工作原理的探討（一）. 松開焊把開關(guān)（切割機未操作時）的電路狀態(tài)1這時，切割機已送電，D1、D2懸空，

6、BG1導通BG2截止，A1的“+”端為低電平，A1的14腳輸出為低電平，BG4截止，VT1截止。2D2懸空BG3導通其c極為低電平，此低電平同時加至A2的“+”端和A3的“-”端。這時，A2輸出低電平，BG5截止，VT2截止；A3的腳輸出高電平，但BG6卻不能導通，因此時BG5是截止的，故VT3截止。VT1截止時，切割、試氣開關(guān)和電磁閥均不工作；VT2截止時，“高、低檔”切換開關(guān)因回路不通操作無效；VT3截止時，引弧接觸器線包回路斷電。（二）. 按下焊把按鈕注：這里探討的內(nèi)容，是以本人測繪的G-400、G-800等離子切割機主控板電路原理圖及其元器件文字符號所展開的，見下圖3所示：圖3G-40

7、0、G-800型等離子切割機主控板電路原理測繪圖G-400、G-800型等離子切割機在按下焊把按鈕時：1 D1、D2負端對地接通將BG1、BG3基極對地電位拉低導致BG1、BG3截止。2 BG1截止其“c”極電位升高使BG2導通，BG2導通其“e”極輸出高電平加至A1的“+”端，A1的14腳輸出高電平，BG4導通，VT1導通。VT1導通后，“切割、試氣”開關(guān)可操作，電磁閥線包得電而動作。3 BG3截止其“c”極輸出高電平，但此高電平形成的初期首先向C6充電，在C6充電的初期其端電壓很低屬低電平，這個低電平同時加至A2的“+”端和A3的“-”端。這時，A2輸出低電平，BG5截止，VT2截止；A3

8、輸出高電平，但BG6不導通，因此時BG5是截止的，故VT3截止。C6充電待大約1秒鐘后才能相繼上升到A2、A3各自對應的翻轉(zhuǎn)電平。在設(shè)計和調(diào)試時，必須確保A2先翻轉(zhuǎn)，A3的翻轉(zhuǎn)滯后于A2。 在C6充電的過程中，C6兩端的電壓逐漸上升，當上升至A2的翻轉(zhuǎn)電平時，A2翻轉(zhuǎn)其輸出端“8”腳輸出高電平，BG5導通其“e”極輸出高電平加至VT2的“G”極使VT2導通，VT2導通后，“高、低檔”切換回路的兩個接觸器才能分別工作。同時，BG5的導通，為下一步BG6的導通建立了一個必備的條件。 當A2的狀態(tài)翻轉(zhuǎn)后，A3的狀態(tài)還未翻轉(zhuǎn)。這時，BG5已導通，BG6因A3的狀態(tài)還未翻轉(zhuǎn)其“-”此時仍為低電平，故A3

9、的輸出端“7”腳輸出高電平，BG6導通。BG6導通使得VT3導通，VT3導通后引弧線圈開始工作，引弧開始。 當C6充電其端電壓上升至A3的翻轉(zhuǎn)電平時，A3翻轉(zhuǎn)后其輸出端“7”腳輸出低電平，BG6截止，VT3截止，引弧線圈斷電而停止引弧。 前面提到：在設(shè)計和調(diào)試時，必須確保A2先翻轉(zhuǎn)，A3的翻轉(zhuǎn)滯后于A2。這只能通過反復微調(diào)主控板上的電位器W2和W3來達到目的。比如：將電壓比較器A2的反相輸入端（“-”端）的對地電位，通過微調(diào)W2使A2的9腳對地電壓為1.7V；通過微調(diào)W3使A3的5腳對地電壓為3.4V。當焊把按鈕按下時，BG3截止其c極為高電平，但此高電平形成的初期首先要通過R6向C6充電。在向C6充電的過程中，C6兩端電壓是由0V15V逐漸上升的。當C6端電壓充到稍高于1.7V時，A2的輸出狀態(tài)由低電平變?yōu)楦唠娖剑@時A3的狀態(tài)還未翻轉(zhuǎn)，從而可確保A2的狀態(tài)翻轉(zhuǎn)先于A3。 當C6兩端電壓充到稍高于3.4V時，A3的輸出狀態(tài)由高電平翻轉(zhuǎn)到低電平，BG6截止，VT3截止，引弧線圈斷電停止引弧。據(jù)廠家提供的資料上介紹，每閉合一次割炬開關(guān)，引弧時間為0.5秒左右。三測繪圖與廠家圖紙主要元件的對應表測繪圖中的VT1廠家提供圖紙