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高频焊管设备

文章出处:网责任编辑:作者:人气:-发表时间:2013-07-03 19:03:00


  高频对接缝焊设备主要用于制管,如图8—15所示它是由水平导向辊1、高频发生器及其输出装置(输出变压器)2、挤压辊3、外毛刺清除器4、磨光辊5、机身6以及一些辅机构、工具等部分组成。这里仅对与焊管质量和生产效率关系密切部分予以介绍。

 


  图8-15高频焊管机组


  (1)高频电源MOSF元器件不同,目前使用的高频电源主要有两类:电子管(真空电子管)、固态变频(MOsFET'管)电源。其基本组成是供电柜、高频发生器柜、热交换器和一个操作控制台。

  ①供电柜:供电接收设备交流主电压为指定的3相、50Hz.380V。在电子管电源中,供电部分将这一交流电转换成为一平滑的高达16000V的直流电供给高频发生器,高压电是通过高压同轴电缆(B+电缆)从供电柜输送到高频发生器柜的。供电柜有一个机械断路器用来打开或关断输入线电压。操作工可以通过远处的操作控制台上的转换开关操作断路器。
  供电系统同时也是一个监视和自我测试系统,它通过可编程逻辑控制器(PLC)控制。
  该可编程控制器可提示PLC员启动和正常焊接状态下的操作模式、输出功率以及焊接温度或保护控制跳闸等信息。PLc在操作控制台上的程序信息显示屏(PMD)上显示这些信息。
  功率控制是通过6个晶闸管(SCR,可控硅,也称晶闸管)组成的一组整流器控制。该晶闸管组像节流阀一样调节送往升压变压器的交流电压。升压变压器的输出通过六个晶闸管组成的整流器组转换成直流。该直流又通过带铁芯的滤波电感和滤波电容滤波后输送到高频发生器柜。通过所谓的触发电路调节晶闸管的导通角来控制直流电压的大小。触发电路具有过流、过压以及缺相保护的功能。同时控制电路也设置了浪涌抑制电路来保护由于偶然的瞬时尖峰电压对电路造成的破坏。
  若是选择了手动模式,则输出直流电压的大小由操作控制台上的焊接功率控制按钮设定。若是选择了通常的自动模式,则输出直流电压的大小由速度功率系统决定。速度功率系统产生一个反映焊接速度的量,而焊接速度可以通过现场装配的转速表获得。

  ②电子管高频发生器系统:制管用的高频发生器有三种,即频率为lOkHz的电动机一发~机组、固体变频器和频率高达100~500kHz的电子管高频振荡器,目前最常用的为60~400kW、频率为200~400kHz的电子管高频振荡器,基本线路如图8-16所示。

 

 

电网电路开关1、接触器2、晶闸管调压器3向升压变压器4和整流器5供电,输出高压直流电供给振荡器8(为保证电压脉动系数小于1%,必须在高压整流器的输出端加设滤波器装置6),振荡器将高压直流电转变为高压高频电供给输出变压器7。最后输出变压器再将高电压小电流的高频电转变为低电压大电流的高频电,并直接输给电极(滑动触头)或感应圈。调整高频振荡器输出功率的方法有自耦变压器法、闸流管法、晶闸管法、饱和电抗器法四种。

  ③固态RF发生器:固态发生器电路(RF发生器)将从供电柜来的较低电压(220V相对于16000V)转换成正弦交流耦合到型材边缘。该RF固态发生器通过控制功率MOSFET管的直流电压的开关来控制。正弦输出来自于谐振的L-C电路。电压随输出功率和运行频率的变化而变化。为了提高适合焊接的最低安全电压,在电压倍增系统中设置了回路电容。倍增器的级别由每一焊接设备的输出额定值决定。电容和电感线圈谐振构成一平行的谐振电路。它的优点是利用电感线圈的最低可能电压来减轻飞弧和提高可靠性。当运行频率在100~300kHz时输出功率就能达到lOO~lOOOkW/单元,这些单元适合于厚壁焊接。然而,由于低频率时具有较深的熔深,薄壁管焊接几乎不可能。随着固态发生器的出现,频率可以有很大的提高,但是只有较低的功率输出。固态RF发生器的控制部分包括一适合于谐振电路的高频信号源。该信号源驱动MOS-FET晶体管以达到最有效的DC到RF的转换。控制部分也包括必要的保护电路以保证当频率控制故障、检测到负载故障或检测到过电压时焊接电源可靠关断。

  ④热交换器:热交换器能冷却供电柜和高频发生器柜。它使供电柜和高频发生器柜内的电器功率元件被蒸馏水冷却。这些水能吸收流通的电流产生的热量,并将这些热量带到外部的水中。外部的水可以是河流中的生水,也可以是冷却塔或冷却系统中的水。蒸馏水系统的流通路径同外部的冷却水是完全独立的;这两部分水不能混合。循环水由一泵抽吸,通过一回收箱可以检测水的状态。为保护焊接电源不受破坏,蒸馏水系统具有水的流通率和温度的安全保护。

  ⑤操作控制台:操作控制台一般是面板式安装,操作者可以通过操作控制台控制焊接状态。操作台上一般有上面所提到的信息显示板,也可以有一个计算机监视器用以显示焊接操作的图像,这个监视器也可以通过图形显示问题的形成帮助故障诊断。

  ⑥固态高频电源:与电子振荡管不同,固态高频电源不使用真空电子管,而是使用MOSFET管组成的变换器产生高频,一般使用的有两种基本电路:电流反馈和电压反馈,

 

 

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