固態(tài)高頻焊機的基本原理及發(fā)展方向

固態(tài)高頻焊機的根本原理及進(jìn)展方向一、典型拓?fù)錁?gòu)造及其工作原理“交－直－交”變頻拓?fù)錁?gòu)造。1固態(tài)焊機的拓?fù)錁?gòu)造整流器：〔并聯(lián)諧振型焊機〕α=30°直流側(cè)承受大電感濾波。直流側(cè)對于逆變器而言相當(dāng)于恒流源。網(wǎng)側(cè)功率因數(shù)凹凸由整流器的觸發(fā)角〕打算。直流電壓：波形〔并聯(lián)型焊機〕〔串聯(lián)諧振型焊機〕α=30°直流側(cè)承受電感和大電容濾波。直流側(cè)對于逆變器而言相當(dāng)于恒壓源。網(wǎng)側(cè)功率因數(shù)凹凸由整流器的觸發(fā)角〕打算。直流電壓：波形〔串聯(lián)型焊機〕〔串聯(lián)諧振型焊機〕α=0°直流側(cè)承受電感和大電容濾波。直流側(cè)對于逆變器而言相當(dāng)于恒壓源。網(wǎng)側(cè)功率因數(shù)高，根本不隨負(fù)載大小而變化。直流電壓：輸出波形〔串聯(lián)型焊機〕器，②并聯(lián)諧振型逆變器性串聯(lián)型諧振逆變器1感和大電容濾壓恒定。直流側(cè)拓對逆變側(cè)相當(dāng)于撲恒壓源。結(jié)構(gòu)2逆變器的負(fù)載對槽路為串聯(lián)諧振比電路構(gòu)造。3需反并聯(lián)快恢復(fù)二極管，為槽路諧振電流供給續(xù)流通路。

并聯(lián)型諧振逆變器直流承受大電感濾波〔可另加裝直流濾波器，使直流電流更加平滑〕，直流輸出電流恒定。直流側(cè)對逆變側(cè)相當(dāng)于恒流源。逆變器的負(fù)載槽路為并聯(lián)諧振電路構(gòu)造。功率器件需串聯(lián)同容量快恢復(fù)二極管，以承受諧振電路產(chǎn)生的反向電壓。工44為恒定直流電壓為恒定直流電流作5特電壓為矩形波，性由于串聯(lián)諧振槽對路為低阻抗諧振比槽路，逆變器的輸出電流為近似正弦波。6逆變器換流器件為了工作在零模式，以減小開關(guān)損耗、防止浪涌電壓沖擊，逆變器應(yīng)工作在小感性準(zhǔn)諧振狀態(tài)。

逆變器的輸出電流為矩形波，由于并聯(lián)諧振槽路為高阻抗諧振槽路，逆變器的輸出電壓為近似正弦波。逆變器換流器件為了工作在零〔ZCS〕模式，以減小開關(guān)損耗、防止浪涌電壓沖擊，逆變器應(yīng)工作在小容性準(zhǔn)諧振狀態(tài)。7開關(guān)器件換流時需要死區(qū)時間時需要重疊時間優(yōu)8逆變器輸出短8逆變器輸出缺路故障保護(hù)困 路故障保護(hù)容難、輸出開路故易、輸出開路故點障保護(hù)簡潔。對9比較少，匹配方法不夠敏捷。母線電壓。數(shù)高。

障保護(hù)困難。負(fù)載匹配方法較多，匹配方法敏捷。功率器件需承受反向電壓；功率器件承受的峰值電壓為直流1.57載時功率因數(shù)低。固態(tài)高頻焊機的根本原理及進(jìn)展方向(續(xù)〕④串聯(lián)型諧振逆變器的零電壓換流〔ZVS〕掌握結(jié)論〔ZVS〕：通損耗為零；器件的關(guān)斷損耗很??；響較??；MOSET固態(tài)高頻焊機的根本原理及進(jìn)展方向(續(xù)〕二、功率調(diào)整對于承受三相晶閘管相控整流器的觸發(fā)角方式，此時直流電壓為：①此時焊機諧振槽路的等效阻抗為：串聯(lián)諧振槽路：RD

=R并聯(lián)諧振槽路：②焊機的輸出功率為：3①移相調(diào)功：通過調(diào)整逆變器輸出頻率來轉(zhuǎn)變槽路的等效阻抗，進(jìn)而轉(zhuǎn)變率調(diào)整。的寬度來轉(zhuǎn)變逆變器輸出電壓的基波有效值來調(diào)整功率。調(diào)整逆變器輸出功率。三、鎖相掌握過程中，其等效電感和電阻值是實時變始終能夠工作在諧振狀態(tài)以實現(xiàn)逆變自動頻率跟蹤和鎖相功能。號作為被鎖定的反響信號。號作為被鎖定的反響信號。串聯(lián)諧振逆變器的定角鎖相掌握：掌握逆變器的輸出電壓超前于輸出電功率輸出和安全運行。鎖相原理：槽路電流信號和經(jīng)過相位補償后的壓控振蕩器〔VCO〕的輸出信號進(jìn)展鑒相，鑒相結(jié)果代表了逆變器輸出電壓和輸出電流的相位關(guān)系；鑒相器輸出和給定參考相位通過比例積分〔PI〕無靜差調(diào)整器后，去掌握VCO輸出頻率；VCO的輸出信號經(jīng)死區(qū)和驅(qū)實現(xiàn)逆變器頻率自動跟蹤鎖相功能。在處理、傳輸過程中的總延時。四、保護(hù)系統(tǒng)設(shè)計3串聯(lián)型固態(tài)焊機的保護(hù)系統(tǒng)序保護(hù)保護(hù)范圍及作用號工程

跳閘。水溫在25～水溫50℃范圍內(nèi)，自保護(hù)動噴淋啟動。水溫超過設(shè)定值上溝通

限〔50℃〕，停加熱并報警。壓。溝通進(jìn)線電壓缺直流 穩(wěn)定直流電壓電流時限制直流電壓雙閉和電流在限定值環(huán)保以下，防止焊機護(hù) 故障擴大。溝通

熱。逆變 逆變橋橋臂短器分路、逆變橋輸出橋直短路，停加熱。流過

匹配變壓器短槽路諧振電容配

置不合理、槽路故障引起槽路電諧振槽路故障〔槽路電容短超頻路、感應(yīng)器短路保護(hù)打火〕引起槽路諧振頻率高于設(shè)高/低

槽路故障、感應(yīng)，停加熱。驅(qū)動 驅(qū)動板電源故板故障、驅(qū)動板無脈障 沖，停加熱。五、人機界面與故障診斷系統(tǒng)S7-200/300PLC＋臺PWS66005.7機界面〔HMI〕系統(tǒng)。掌握。③實現(xiàn)焊機運行參數(shù)的人性化設(shè)定。④顯示焊機的運行狀態(tài)和故障顯示。和故障修理供給便利。視與掌握功能〔正在研制〕。六、固態(tài)高頻焊機的進(jìn)展方向①高頻化目前國內(nèi)固態(tài)焊機工作頻率最高約800kHz，在有色金屬管等特別焊管方面還無法完全取代電子管設(shè)備。因此，提高固態(tài)焊機工作頻率、擴大應(yīng)用領(lǐng)域，并最終取代高耗能、低效率的電子管焊機是固態(tài)焊機的進(jìn)展方向之一。②大容量化1200kW，研發(fā)更大功率固態(tài)焊機需進(jìn)一/并聯(lián)技術(shù)、逆變橋并聯(lián)技術(shù)、逆變鎖相掌握等關(guān)鍵技術(shù)。③自動負(fù)載匹配和焊接效率。④配套性與智能化掌握設(shè)計、速度