Технология твердотельной высокочастотной сварки и принцип работы

I.РАННИЕ ВАКУУМНЫЕ ЛАМПЫ ВВЕДЕНИЕ ВЫСОКОЧАСТОТНОГО ОБОРУДОВАНИЯ

20 лет назад высокочастотные источники питания (широко известные как «высокочастотные печи»), используемые для сварки труб и термообработки в Китае, в основном представляли собой оборудование с электронными лампами (также известными как «вакуумные лампы») в качестве основных компонентов инвертора. Основной принцип показан на следующем рисунке:

Обычный промышленный переменный ток (трехфазный, четырехпроводный, 380 В/50 Гц в Китае) преобразуется в регулируемый переменный ток в диапазоне от 380 В (частота неизменная) через тиристорный регулятор напряжения переменного тока, а затем повышается почти до 1 ООО ОВ высокого напряжения (частота неизменная) с помощью трансформатор, а затем выпрямляется с помощью схемы выпрямителя высокого напряжения до десятков тысяч высокого напряжения постоянного тока, а затем колеблется с помощью вакуумной трубки до тока ВЧ и ВН, а затем через параллельный резонанс LC для усиления колебательного тока. И после снижения напряжения подается на используемый индуктор. для нагрева стальных труб и других заготовок и т. д.

Целью регулирования напряжения переменного тока является регулировка входной и выходной мощности в соответствии с рабочими требованиями, а при регулировке напряжения также необходимо сделать напряжение стабильным, чтобы обеспечить стабильность выходной мощности оборудования в определенных условиях эксплуатации.

Из-за использования вакуумной трубки (высоковольтные компоненты малого тока) напряжение должно быть увеличено или не может выдавать большую мощность. Но в то же время. Чтобы адаптироваться к небольшому сопротивлению индуктора, необходимо дополнительно уменьшить напряжение.

На фотографиях ниже представлены высокочастотные одноконтурные вакуумные трубки мощностью 600 кВт и высокочастотное оборудование для закалки вакуумных трубок мощностью 100 кВт.

В отрасли сварки труб все еще существует небольшое количество высокочастотных вакуумных трубок, в то время как в таких областях, как закалка и пайка, высокочастотные вакуумные трубки по-прежнему широко используются.

Поскольку эти вакуумные лампы относятся к исключенным продуктам, мы не будем здесь вдаваться в подробности.

II. ТВЕРДОТЕЛЬНЫЙ ВЫСОКОЧАСТОТНЫЙ ПРИНЦИП РАБОТЫ

Так называемая «твердотельная высокочастотная технология» связана с тем, что в качестве основных компонентов инвертора используются транзисторы (полевые МОП-транзисторы или IGBT). В отличие от электронных ламп полые (внутри они полны благородного газа, поэтому их можно назвать «газообразными») Транзисторы твердые.

Твердотельный высокочастотный транзистор представляет собой обновленный продукт высокочастотной вакуумной трубки, и его основная схема аналогична среднечастотному тиристору, но отличается от высокочастотного вакуумной трубки. Ее основной принцип заключается в следующем:

Обычный трехфазный переменный ток (380 В и частота 50 Гц в Китае) преобразуется в регулируемый пульсирующий постоянный ток с помощью выпрямительной цепи (SCR или диод и IGBT), этот постоянный ток фильтруется или плоская волна становится сглаживающим постоянным током, а затем переходит в инверторный мост ( используя большой мощный транзистор MOSFET или IGBT), чтобы получить высокочастотный ток. Этот высокочастотный ток подается в резонанс нагрузки контура резервуара и может быть использован для нагрева металла. Блоки питания с инверторным мостом имеют модульную структуру. Каждая пара силовых модулей одинакова. Но количество используемых силовых модулей варьируется в зависимости от мощности оборудования. оборудование большое или маленькое, структура в основном одинаковая. Резонансная цепь бака расположена последовательно или параллельно. Нет высокого напряжения и выходного понижающего трансформатора.

По сравнению с высокочастотными электронными лампами преимущества твердотельного высокочастотного оборудования заключаются в следующем:

1. Хорошее качество сварки: сравнение показывает, что стальные трубы, сваренные твердотельным высокочастотным оборудованием, имеют одинаковую ширину сварного шва и температуру, а также меньше внутренних и внешних заусенцев.

2. Энергосбережение: испытания показывают, что при тех же характеристиках этот сварочный аппарат может сэкономить более 25% электроэнергии по сравнению с оборудованием с вакуумными трубками.

3. Экономия воды: из-за небольших самопотерь не требуется слишком много охлаждающей воды. Поэтому оно потребляет более чем на 50% меньше воды, чем оборудование с вакуумными трубками тех же характеристик.

4. Малый размер и легкий вес: из-за небольшого размера основных компонентов (MOSFET), а также отсутствия сварочного трансформатора. Регуляторы накала. Соответствующие катушки. Затворные цепи и т. Д. Таким образом, общий объем более чем на 50°/4。 меньше, чем у оборудования с вакуумными лампами тех же характеристик.

5. Простота в эксплуатации: отсутствие напряжения, пиковое напряжение не превышает нескольких сотен вольт, поэтому не приведет к травмам.