噴金電源的控制方法和系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及電弧噴涂技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種噴金電源的控制方法，以及一種噴金電源的控制系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]噴金工藝是薄膜電容器制造過程中一個非常關(guān)鍵的生產(chǎn)工序，直接影響到電容器的質(zhì)量及性能。目前用于薄膜電容器的噴金方法有電弧噴金、氧氣-乙炔火焰噴金和等離子噴涂，其中電弧噴涂由于高質(zhì)量、節(jié)能高效、成本低廉等優(yōu)點(diǎn)而得到日益廣泛的應(yīng)用。
[0003]影響噴金涂層質(zhì)量的因素主要包括材料、噴槍高度、噴金氣壓、電弧參數(shù)、送絲速度等。其中，噴金電源是關(guān)鍵環(huán)節(jié)，電源輸出特性直接決定噴涂電弧的穩(wěn)定性。當(dāng)送絲速度和氣壓變化時，通過對電弧電壓、電流信號進(jìn)行實(shí)時快速檢測及調(diào)整，實(shí)現(xiàn)噴涂電弧的穩(wěn)定。
[0004]目前，噴金電源通常采用變壓器-整流器式直流電源，以硅二極管作為整流器元件，稱作硅整流電源。使用整流式電源，噴涂過程中依靠變壓器級數(shù)分級調(diào)節(jié)輸出電壓，然后通過人為調(diào)節(jié)送絲速度(噴金電流)與電壓相匹配，獲得穩(wěn)定的電弧。但噴涂過程存在很多干擾因素，例如送絲速度的波動、噴金氣流的變化、冷卻條件改變、偶然的短路等，都會造成電弧不穩(wěn)定。整流式電源不能自動補(bǔ)償這些擾動。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]基于此，本發(fā)明提供一種噴金電源的控制方法和系統(tǒng)，能實(shí)現(xiàn)噴金過程中電弧能量的精密控制，提高電弧燃燒的穩(wěn)定性，有效改善噴金效率及噴金層性能。
[0006]一種噴金電源的控制方法，包括如下步驟:
[0007]將噴金電源啟動后，當(dāng)兩根噴金絲相互接觸時，輸出電壓由空載電壓降至基值電壓，進(jìn)入噴金電源的短路階段；
[0008]在噴金電源的短路階段，將噴金電源的輸出電流控制為預(yù)設(shè)的第一電流值，在預(yù)設(shè)的第一時間段后，將噴金電源的輸出電流按預(yù)設(shè)的上升速率調(diào)高到預(yù)設(shè)的第二電流值，保持所述第二電流值直到噴金電源的電弧通道建立，進(jìn)入噴金電源的燃弧階段；
[0009]在噴金電源的燃弧階段，采用電弧電壓反饋控制方法，將噴金電源的電弧電壓控制為給定的電弧電壓值，進(jìn)入噴金電源的穩(wěn)弧階段；
[0010]在噴金電源的穩(wěn)弧階段，實(shí)時檢測所述噴金電源的電弧電壓及輸出電流，當(dāng)輸出電流無波動時，維持當(dāng)前給定的電弧電壓值；當(dāng)輸出電流波動時，根據(jù)電弧負(fù)載特性判據(jù)計算新的能夠保持平衡的給定的電弧電壓值，通過電弧電壓反饋控制方法自動控制電弧進(jìn)入新的穩(wěn)態(tài)。
[0011]一種噴金電源的控制系統(tǒng)，包括:
[0012]電源啟動模塊，用于將噴金電源啟動后，當(dāng)兩根噴金絲相互接觸時，輸出電壓由空載電壓降至基值電壓，進(jìn)入噴金電源的短路階段；
[0013]短路階段控制模塊，在噴金電源的短路階段，將噴金電源的輸出電流控制為預(yù)設(shè)的第一電流值，在預(yù)設(shè)的第一時間段后，將噴金電源的輸出電流按預(yù)設(shè)的上升速率調(diào)高到預(yù)設(shè)的第二電流值，保持所述第二電流值直到噴金電源的電弧通道建立，進(jìn)入噴金電源的燃弧階段；
[0014]燃弧階段控制模塊，用于在噴金電源的燃弧階段，采用電弧電壓反饋控制方法，將噴金電源的電弧電壓控制為給定的電弧電壓值，進(jìn)入噴金電源的穩(wěn)弧階段；
[0015]穩(wěn)弧階段控制模塊，用于在噴金電源的穩(wěn)弧階段，實(shí)時檢測所述噴金電源的電弧電壓及輸出電流，當(dāng)輸出電流無波動時，維持當(dāng)前給定的電弧電壓值；當(dāng)輸出電流波動時，根據(jù)電弧負(fù)載特性判據(jù)計算新的能夠保持平衡的給定的電弧電壓值，通過電弧電壓反饋控制方法自動控制電弧進(jìn)入新的穩(wěn)態(tài)。
[0016]上述噴金電源的控制方法和系統(tǒng)，在噴金過程的三個控制階段中，短路階段的初期采用較小的電流，保持足夠的時間，使兩根噴金絲充分接觸潤濕，以避免瞬時短路飛濺的產(chǎn)生，隨后采用一定電流上升速率將電流抬升至額定電流，使得噴金絲接觸部位瞬間產(chǎn)生高溫熔化；熔化的噴金絲在高壓氣流的作用下吹走，噴金絲分離，噴金絲之間氣體發(fā)生電離，建立電弧導(dǎo)電通道，進(jìn)入燃弧期；在燃弧階段，采用電弧電壓反饋控制方法，將電弧電壓控制為給定的電弧電壓值，電弧由非穩(wěn)態(tài)漸進(jìn)過渡至穩(wěn)定燃燒狀態(tài)；在電弧穩(wěn)定燃燒階段，實(shí)時檢測電弧電壓及電流值，當(dāng)電弧電流無波動時，維持原有給定電弧電壓燃燒；當(dāng)電弧電流值波動時，根據(jù)電弧負(fù)載特性判據(jù)計算新的能夠保持平衡的電壓給定值，通過電弧電壓反饋控制方法自動控制電弧進(jìn)入新的穩(wěn)態(tài)。本發(fā)明適用于對噴金電弧的電參數(shù)進(jìn)行控制，能實(shí)現(xiàn)噴金過程中電弧能量的精密控制，提高電弧燃燒的穩(wěn)定性，有效改善噴金效率及噴金層性能。
【附圖說明】
[0017]圖1為本發(fā)明噴金電源的控制方法在一實(shí)施例中的流程示意圖。
[0018]圖2為噴金過程的電壓波形示意圖和電流波形示意圖。
[0019]圖3為電弧電壓反饋控制系統(tǒng)的示意圖。
[0020]圖4為噴金電弧燃燒的示意圖。
[0021]圖5為本發(fā)明噴金電源的控制系統(tǒng)在一實(shí)施例中的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0022]下面結(jié)合實(shí)施例及附圖對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說明，但本發(fā)明的實(shí)施方式不限于此。
[0023]如圖1所示，是本發(fā)明一種噴金電源的控制方法的流程示意圖，包括如下步驟:
[0024]S11、將噴金電源啟動后，當(dāng)兩根噴金絲相互接觸時，輸出電壓由空載電壓降至基值電壓，進(jìn)入噴金電源的短路階段；
[0025]S12、在噴金電源的短路階段，將噴金電源的輸出電流控制為預(yù)設(shè)的第一電流值，在預(yù)設(shè)的第一時間段后，將噴金電源的輸出電流按預(yù)設(shè)的斜率調(diào)高到預(yù)設(shè)的第二電流值，保持所述第二電流值直到噴金電源的電弧通道建立，進(jìn)入噴金電源的燃弧階段；
[0026]S13、在噴金電源的燃弧階段，采用電弧電壓反饋控制方法，將噴金電源的電弧電壓控制為給定的電弧電壓值，進(jìn)入噴金電源的穩(wěn)弧階段；
[0027]S14、在噴金電源的穩(wěn)弧階段，實(shí)時檢測所述噴金電源的電弧電壓及輸出電流，當(dāng)輸出電流無波動時，維持當(dāng)前給定的電弧電壓值；當(dāng)輸出電流波動時，根據(jù)電弧負(fù)載特性判據(jù)計算新的能夠保持平衡的電壓給定值，通過電弧電壓反饋控制方法自動控制電弧進(jìn)入新的穩(wěn)態(tài)，如此循環(huán)所述電弧調(diào)整過程直至噴金過程結(jié)束。
[0028]本實(shí)施例的噴金電源的控制方法，在噴金過程的三個控制階段中，短路階段的初期采用較小的電流，保持足夠的時間，使兩根噴金絲充分接觸潤濕，以避免瞬時短路飛濺的產(chǎn)生，隨后采用一定電流上升速率將電流抬升至額定電流，使得噴金絲接觸部位瞬間產(chǎn)生高溫熔化；熔化的噴金絲在高壓氣流的作用下吹走，噴金絲分離，噴金絲之間氣體發(fā)生電離，建立電弧導(dǎo)電通道，進(jìn)入燃弧期；在燃弧階段，采用電弧電壓反饋控制方法，將電弧電壓控制為給定的電弧電壓值，電弧由非穩(wěn)態(tài)漸進(jìn)過渡至穩(wěn)定燃燒狀態(tài)；在電弧穩(wěn)定燃燒階段，實(shí)時檢測電弧電壓及電流值，當(dāng)電弧電流無波動時，維持原有給定電弧電壓燃燒；當(dāng)電弧電流值波動時，根據(jù)電弧負(fù)載特性判據(jù)計算新的能夠保持平衡的電壓給定值，通過電弧電壓反饋控制方法自動控制電弧進(jìn)入新的穩(wěn)態(tài)。本發(fā)明適用于對噴金電弧的電參數(shù)進(jìn)行控制，能實(shí)現(xiàn)噴金過程中電弧能量的精密控制，提高電弧燃燒的穩(wěn)定性，有效改善噴金效率及噴金層性能。