Công nghệ và nguyên lý làm việc của máy hàn tần số cao trạng thái rắn

I. GIỚI THIỆU THIẾT BỊ ỐNG CHÂN KHÔNG CAO TẦN SỚM

20 năm trước, nguồn điện tần số cao (thường được gọi là "lò cao tần") dùng để hàn ống và xử lý nhiệt ở Trung Quốc chủ yếu là thiết bị có ống điện tử (còn gọi là "ống chân không") làm thành phần biến tần chính. Nguyên tắc cơ bản được thể hiện trong hình sau:

AC công nghiệp thông thường (ba pha bốn dây 380V/50HZ ở Trung Quốc) được chuyển đổi thành AC có thể điều chỉnh từ Oto 380V (tần số không đổi) thông qua bộ điều chỉnh điện áp AC thyristor, sau đó tăng lên điện áp cao gần 1 OOOOV (tần số không đổi) bằng một máy biến áp, sau đó được chỉnh lưu bằng mạch chỉnh lưu điện áp cao thành hàng chục nghìn điện áp cao DC, sau đó được dao động bằng ống chân không thành dòng HF và HV, sau đó qua cộng hưởng song song LC để khuếch đại dòng điện dao động. Và sau khi giảm điện áp cung cấp cho cuộn cảm được sử dụng để sưởi ấm ống thép và các phôi khác, v.v.

Mục đích điều chỉnh điện áp xoay chiều là điều chỉnh công suất đầu vào và đầu ra để đáp ứng yêu cầu làm việc và khi điều chỉnh điện áp cũng cần làm cho điện áp ổn định để đảm bảo ổn định nguồn điện đầu ra của thiết bị trong một số điều kiện vận hành nhất định.

Do sử dụng ống chân không (các thành phần dòng điện nhỏ điện áp cao), điện áp phải tăng hoặc không thể tạo ra công suất lớn. Nhưng đồng thời, để thích ứng với trở kháng nhỏ của cuộn cảm, cần phải giảm thêm điện áp.

Các bức ảnh dưới đây là ống chân không vòng đơn 600KW tần số cao và thiết bị làm nguội ống chân không HF ba mạch 100KW.

Trong ngành hàn ống, vẫn còn một số lượng nhỏ ống chân không tần số cao, trong khi trong các lĩnh vực như làm nguội và hàn ống. Ống chân không tần số cao vẫn được sử dụng rộng rãi.

Vì ống chân không này thuộc loại sản phẩm bị loại nên chúng tôi sẽ không giới thiệu chi tiết ở đây.

II. NGUYÊN TẮC LÀM VIỆC TẦN SỐ CAO TRẠNG RẮN

Cái gọi là "tần số cao trạng thái rắn" là do nó sử dụng các bóng bán dẫn (Bóng bán dẫn hiệu ứng trường MOS hoặc IGBT) làm thành phần biến tần chính. Không giống như các ống chân không thì rỗng (bên trong chứa đầy khí hiếm, vì vậy có thể gọi là "khí") ,transistor là chất rắn.

Tần số cao trạng thái rắn là sản phẩm cập nhật của tần số cao ống chân không và mạch chính của nó tương tự như tần số trung bình thyristor, nhưng khác với tần số cao của ống chân không. Nguyên tắc cơ bản của nó là như sau:

AC ba pha thông thường (380V và tần số 50HZ ở Trung Quốc) được chuyển đổi thành DC xung điện áp có thể điều chỉnh bằng mạch chỉnh lưu (SCR hoặc diode và IGBT), DC này được lọc hoặc sóng phẳng trở thành DC làm mịn, sau đó đi vào cầu biến tần ( sử dụng bóng bán dẫn công suất lớn MOSFET hoặc IGBT) để trở thành dòng điện tần số cao. Dòng điện tần số cao này được cung cấp cho mạch cộng hưởng tải của bể có thể được sử dụng để gia nhiệt kim loại. Bộ nguồn cầu biến tần sử dụng cấu trúc mô-đun. Mỗi mô-đun nguồn cặp đều giống nhau. Nhưng số lượng mô-đun nguồn được sử dụng khác nhau tùy thuộc vào công suất thiết bị. thiết bị lớn hay nhỏ, cấu tạo cơ bản giống nhau. Mạch bể cộng hưởng ở dạng nối tiếp hoặc song song. Không có điện áp cao và không có máy biến áp giảm áp đầu ra.

So với các ống chân không tần số cao, các ưu điểm của thiết bị tần số cao trạng thái rắn như sau:

1. Chất lượng hàn tốt: so sánh cho thấy các ống thép được hàn bằng thiết bị tần số cao trạng thái rắn có chiều rộng và nhiệt hàn đồng đều, ít gờ bên trong và bên ngoài hơn

2. Tiết kiệm năng lượng: các thử nghiệm cho thấy cùng thông số kỹ thuật, thợ hàn này có thể tiết kiệm hơn 25% điện năng so với thiết bị ống chân không

3. Tiết kiệm nước: do tự thất thoát nhỏ nên không cần quá nhiều nước làm mát. Vì vậy, nó tiêu thụ ít nước hơn 50% so với thiết bị ống chân không có cùng thông số kỹ thuật

4. Kích thước nhỏ và trọng lượng nhẹ: do kích thước nhỏ của các bộ phận chính (MOSFET) và cũng không có máy biến áp hàn.bộ điều chỉnh dây tóc.cuộn dây phù hợp.mạch cổng.etc. Vì vậy, âm lượng tổng thể nhỏ hơn 50°/4。 so với thiết bị ống chân không có cùng thông số kỹ thuật

5. Dễ vận hành: không có điện áp, điện áp cực đại không vượt quá vài trăm vôn, do đó sẽ không gây thương tích cá nhân