高周波基础知识培训教材

空气开关、动力 电源 高压接触器 高压变压器 高压整流 中间通过电容、电感进行滤波 过流、过载、分流电阻 限定屏流的大小 屏流 表 显示屏流的大小 接 地 与机台主体连接
能量的来源
（电能）
控制高压变压器的得失电，过电时才吸 合，由低压控制。大小因机台功率而定
把380V的电转化高压几千V或上万V 把几千V或上万V的高压进行双项整 流，分别送到以下两部分 中间通过电容、电感 进行滤波 真 空 管
功率 100KW 75KW 35KW 15KW 8KW 4KW 一次电流 空气开关 100-200A 250A 50-100A 40-80A 接触器 变压器 高压 10-15KV 10-15KV 9-12KV 8-10KV 6-8KV 4-6.5KV 200A/3个 200KVA
175-200A 200A/3个 100KVA 125-150A 200A/1个 40KVA 100A 60-100A 30A 100A 80A 35-50A 40KVA 20KVA 10KVA

4）电源启动包含以下三个部分： 第一：风机接触器得电，风机运行并吸合风机微动开关，从而提供真 空管灯丝电源并冷却真空管灯丝； 第二：灯丝降压接触器得电，真空管灯丝降压启动运行（真空管灯丝 在冷却状态直接全压通电容易产生浪涌电流，需要降压启动，并需要 串联一电阻降压； 第三：高压接触器得电，经过一段预热时间后灯丝全压运行
下平板接地
闭合回路
产品胶布
图1-1 高周波原理图
二、高周波各组成部件
1、高周波动作程序 2、电源 3、变压器 4、整流排 5、真空管 6、振荡桶 7、调电装臵 8、负载（模具）

1、机台动作程序
辅助设备
1、提供压缩气的空压机启动 2、提供冷却水的冷却水塔启动 空气开关合闸，提供电源 按下启动按钮，启动机台 风机微动开关吸合，使得真空管灯丝降压得电
8、负载/镆具


1）一般使用铜镆或铝镆。高周波熔接的负载大小除与镆具的实际熔 着面积有直接关系，还与胶布的物性（成份）及厚度，镆具的高度 （即上、下电极的间距）有关。 2）负载与机台功率计算： 约0.6KW/平方英寸或1.6平方英寸/KW。 MX计算方法： 1KW=镆宽1/8"*镆长12" （镆高3"）=1.5平方英寸
5）真空管正常工作，必须满足： （1）灯丝、栅极、屏极之间有足够的绝缘； （2）灯丝电压正常，真空管亮且发出热量，且要常期得电； （3）阳极高压正常（直流）； （4）栅极电阻（回路）正常。 6）各真空管使用参数设定：

7）常用真空管：
（6）真空管使用注意事项
6、振荡桶


1）振荡桶又称振荡器，有圆桶与方桶两种，属高周波塑胶熔接机专 用零件。圆桶又称同轴振荡器，分内桶，外桶，周滤圈，桶盖组成。 振荡桶的电容量由内桶的表面积与内外桶之间的间距决定（即谐振腔 的宽度），电感量由内、外桶的高度决定。 2）如1-5示意图 3）注意事项： （1）勿使用于潮湿环境，并保持清洁。 （2）工作时人员物体至少须保持50-150mm距离。 （3）主体勿受尖硬物体撞击，使其变形，以免产生打火现象或影 响振荡频率。 （4）内外桶壁如有氧化或打火痕迹较多时，应及时处理，以保证 频率稳定。

9）变压器图片
高压变压器
E3062灯丝变压器
9T94灯丝变压器
7T69RB/3069灯丝变压器
8T25RA灯丝变压器
控制变压器
4、整流排


1）整流排利用桥式整流原理制作而成。 2）整流排采用N个二极管串联后多排并联方式，组成三相整流器。常 用元件为塑封二极管/IN5408，金属二极管。IN5408单个二极管的最 高反向工作电压800V，正向导通电流为3A。目前100KW机台半相采用 95个串联，4排并联组成。 最高反向工作电压达：95*800V=76KV； 最高反向工作电流：4*3A=12A。 3）整流排安装时，应考虑散热空间及与机箱金属外壳的距离保持 15CM以上，避免打火
空气开关
启动按钮 风机启动 预热 模下 熔着 冷却 模上 停止
经过预热3-5分钟后提供真空管灯丝全压
按下模下按钮，电磁阀得电，模下气缸动作下压 设臵模下时间，模下时间到时，接通高压，开始熔着胶布
设臵熔着时间，时间到时切断高压，开始冷却 设臵冷却时间，冷却时间到时接通电磁阀，气缸向上动作
按下停止按钮，3-5分钟后关闭空气开关，切断电源
高周波基础技术知识介绍
目


录




一、高周波类别及原理 二、高周波各组成部件 三、低压控制 四、高压回路 五、高周波过流回路 六、高周波火花回路 七、高周பைடு நூலகம்机械部分 八、冷却系统 九、高周调电技术
一、高周波原理及类别
1、高周波类别 2、高频塑胶熔接机原理

1、高周波种类

高周波根据工作用途有以下机种： 1）高周波塑胶熔接机，我们公司所用设备属于此类别； 2）高周波预热机； 3）高周波热处理机； 4）高周波制管机； 5）高周波木材烘干机。
2、高频塑胶熔接机原理


高频塑胶熔接机（简称高频机,台湾称高周波，英文Hing freguency plastic welder） 高频塑胶熔接机是由电子管将电能转化为电磁波,经过振荡成为高频 电磁场，再过各种传输路径把高频传送到镆具(上极)，PVC胶布在镆 具与接地（即高频电磁场的上、下极）之间，塑料极性分子发生极化 现象剧烈运动而产生热量。胶布在模具压力下达到熔接定型的效果。 可熔接胶布为纯PVC或含PVC30%以上的软硬胶皮。 如图1-1高周波工作原理图。

C、涂氧化物的阴极： （1）、以镍为基本金属，表面涂上氧化钡或氧化锶； （2）、温度加热到1100°K； （3）、旁热型的加热器可以用一般的钨或钨合金。 4）真空管灯丝电压：发射管在阴极加热的情况下才可以得到所需的 放射电流，加热需要一定的加热电力，其加热电力的电压就是灯丝电 压。 A、钍钨灯丝和氧化钡阴极的发射电流是通过表面的活性物质的蒸发 和从内部的扩散补充保持平衡以得到稳定。 （1）、温度过高时：活性物质蒸发非常显著，蒸镀到栅极之后会 发生栅极放射现象（打火）；蒸镀到绝缘物上，其绝缘变坏，发生动 作不稳定现象； （2）、温度过低时：补充明显减少，会失去平衡，有可能缩短使 用寿命。 B、直热形的灯丝电压要控制在额定值的±5%。旁热型的加热器电压 要控制在±10%。3、测量灯丝电压时要测靠近灯丝部； C、灯丝瞬间电流要控制在额定电流的2倍以下。
上片接地 振荡桶 输出 交联板 VC板（C2） 动片接地 输出至 镆具 （C1）
VC板与镆具并联，构成整个高周波负载。VC 板作用是起能量的 转换、分流和阻抗匹配 。交联板在回路中是以串联形式存在。（也 有VC板串联的） VC板与镆具并联后与交联板串联，构成整个高周波的负载。根据 公式：两个电容并联的总电容Ca=C1+C2，这里就把镆具设为C1，VC板 设为C2，可以看出当C1《C2时，Ca=C1+C2近似相等于C2，即VC板与镆 具之间的电容总和几乎等于VC的电容。 VC在高周波熔接机的高频能量输出主要是由交联板和VC板匹配， 交联板的大小取决于功率源的大小和频率的高低及负载的大小。频率 越高，交联板面积越小。交联板可以等效于一只可变电容器。即频率 高，电抗小，频率低容抗小。 根据传输原理：频率高传输距离短，频率低传输距离长。VC板就 是起长线传输的作用。即从交联板到镆具要经VC板进行补偿匹配。
洞 均匀分布3个 3
的铝板
4
的铝板
1-5振荡桶示意图
7、调电装臵

1）目前使用的调电装臵有两种：同调器和交联板与VC板组合 2）同调器有7片板组合而成，同其调节难度教高，但过电较稳。如下示意图：
可以通过调节输入片与输出片之间的距离调节过电快慢，输入片与输出片越 近，过电越快。

3）交联板与VC板组合，由四片铝板组合而成，目前AX厂基本上使用 此类调电器。 交联板的作用：交联板是由两片平面铝板和空气介质组成的可变电容 器。根据信号源的功率及阻碍电流、 电抗和负载的大小及阻抗来决 定交联板的大小，微调交联板的距离可改变电流的大小。 VC板的作用：可以调节电流的大小及快慢。 如下示意图：


4）控制变压器容量： 输出容量P2=I2U2+I3U3+…+INUN（VA） 输入容量P1=P2/η（容量越大，效率值越高；1000VA以上时，为0.97 左右）。 控制变压器一般用‚BKXX”（容量值）表示。 5）接线： （1）接线之前必须仔细看清设备铭牌上标记的额定电压及接线方式。 （2）多档位识别：通常变压器都有多个档位可以选择。如0/220/280-0/6.3/24，为我们常用的控制变压器，它的一次侧可以接0-220（即 AC220V),也可接0-380（即AC380V)，二次输出电压为6.3V或24V,或接 6.3-24时为17.7V。 三相干式高压变压器，二次只有三根高压线，而一次的每一相都 有0/210/220/230/240/250/260或0/360/380/400/440等接线位，不同 接线位所输出的高压值有所差异。 （3）各个档位的引出线接头，0是最靠近铁芯的，往外依次为210， 220等。O是各个档位的公共抽头，也就是说，越靠内部的引出线，线 圈匝数越小，则二次匝数除以一次匝数的值越大，即二次高压值越高。
2、电源

1）总电：高压电房经过变压器降压获得380V电源； 2）低压电房动力柜引电至现场动力开关箱； 3）根据机台功率，在动力开关箱上设臵不同规格的空气开关，机台 电源从空气开关获得； 4）机台设臵高压空气开关，低压电源从高压空气开关的上方引入两 相380V。机台上控制电源的开关仅高压空气开关和接触器。不同功率 的设备，选用不同规格的空气开关及接触器。按如下选型：
真空管灯丝 需长期得电，送
高压时在振荡桶内开始振荡， 把电能转化为高频能，以波的 形式通过输出铜棒传出来，传 到交联板 在传递波的过程当 交 联 板 中的介质，可以控 制过电（屏流）的 通过输出铜棒 快慢及大小 VC 板 通过输出铜片 机头镆具 产品所需要的形状、 大小及图案的镆具 胶布本身当做一种介质， 过电时通过镆具传送来的 高频电能使胶布产生分子 运动，在压力作用下相互 熔接，同时产生热量。
3、变压器



1）变压器的工作原理： 变压器是一种将交流电压升高或降低，且保持频率不变的静止电气设 备。它都有一次和二次线圈，电流通过一次线圈产生磁场，再通过磁 场感应改变二次电流，从而改变二次电压。 2）变压器的变压比：n=N1/N2=V1/V2 变压比等于线圈匝数比，等 于一、二次的电压比。当n>1时为升压变压器，当n<1时为降压变压器。 3）分类： 按变压比分为升压变压器和降压变压器； 按相数分为单相、三相和多相变压器； 按冷却方式分为油浸(自冷,风冷,水冷)、干式(自冷,风冷)等。 按功能分为电力变压器、控制变压器、电焊变压器等。

4）整流排原理图
5、真空管


1）真空管为高周波机台的核心部件，直接影响生产产品的品质。 2）真空管简介： 真空管由灯丝（阴极）、栅极、屏极（阳极）三个电极组成。栅 极在灯丝下方，有陶瓷隔离呈圆环状。屏极为真空管的外壳。 3）真空管阴极的种类： 按结构分直热型和旁热型两种：直热型的阴极称为灯丝；旁热型 阴极靠其它装臵的加热体辐射加热，加热体称为加热器。阴极主要有 以下3种： A、钨灯丝：温度加热到2500°K、加热电力非常大，一般不被采用。 B、钍钨灯丝： （1）、钨中加入1—2%的氧化钍，表面稍稍被炭化，被还原的钍原 子覆盖在钨的表面； （2）、温度加热到2000°K； （3）、相同的加热电力下可以得到10倍的放射电流； （4）、经常被采用大功率的发射管。

6）三相高压变压器的一次接线：有△和 Y 两种接法
0123 0123 0123
0123 0123 0123
A
B 接法
C
A
B
C 常用
Y接法


7）高周波机台常用变压器 （1）低压：控制变压器两个，分别为BK1KW（380/220）和BK50 （380/220/24）。 （2）火花器：灯丝变压器和高压变压器各一个，分别为220/2.5和 220/1500/2000/2500。 （3）高压：真空管灯丝变压器和高压变压器各一个，分别为 220/380/6.3(或12.6、8、13）和380/5KV/6KV-15KV等。 8）变压器选型：