固态高频焊机技术方案模板
高频焊接设备安装使用说明书
高频焊接设备安装使用说明书1全固态感应加热设备安装使用说明书河南中兴电气有限公司地址:河南省许昌市许昌县五女店镇苗店工业区电话: 5613978传真:E-mail:邮编:461000目录谢谢您购买ＷＨ系列全固态感应加热设备。
为了正确使用该电源并防患于未然,安装使用前请详细阅读本说明书,并妥善保管以备查阅。
ＷＨ系列全固态感应加热设备一、安装前准备二、安装方法三、开机及使用操作四、使用注意事项五、故障及排除方法六、技术参数七、电路原理框图八、设备装箱清单九、保修卡2一、安装前准备１、认清面板功能面板功能表２、电源要求及配线电源电压:电源输入电压的范围是:16KW———————单相:180~240V;336KW———————————————————————三相四线:320~420V50KW、80KW、120KW、160KW、260KW ———————三相线:320~420V切勿接错,以免造成设备损坏。
当电网电压超出范围时,请不要开机。
电线:本系列产品属于大功率设备,用户在使用时应保证足够线径及接线可靠,以避免连接点因接触电阻大而发热严重。
请参照下表选择电源线的规格。
电源线为耐压500V,铜芯线。
(表一)零。
严禁把地线接在自来水管上。
线路必须由专业人员按国家布线规则进行安装,供电电源末级必须加装相应的空气开关。
不使用设备时必须切断供电电源。
３、冷却水要求:设备内部及感应器必须通水冷却,而且确保水质清洁,以免阻塞冷却管道。
如供水采用水泵抽水,请在水泵进水口安装过滤网,冷却水温度不能高于47℃,否则会导致设备报警,甚至过热损坏。
具体要求须按表二配制。
45(表二)二、安装方法:前后面板都有明显标识:按标识安装即可。
如有不清楚之处,请参阅下图安装。
6１、安装感应器:一体式直接连接在主控柜次极头上,分体式感应器应与变压器进行可靠连接并保证接触良好,变压器与感应器的接口处不能有漏水现象。
２、冷却水的连接:进、出水管请按机箱标牌指示进行可靠连接,不能错接和有漏水现象,严禁机箱内积水。
高频焊机安全操作规程模版
高频焊机安全操作规程模版
高频焊机安全操作规程模板如下：
一、绝对禁止未经培训的人员操作高频焊机。
二、使用高频焊机前必须检查设备是否正常，发现异常应立即停止使用并通知维修人员。
三、操作人员在使用高频焊机时必须穿着符合安全要求的工作服和防护装备。
四、严禁在操作高频焊机时穿戴金属饰品或带有金属部件的衣物。
五、使用高频焊机时要保持操作区域清洁整洁，避免绊倒或引起其他安全隐患。
六、禁止在操作高频焊机时进行其他无关的活动，确保专心致志地完成焊接工作。
七、操作人员在工作期间要保持清醒头脑，严禁饮酒、嗜烟等影响安全的行为。
八、使用高频焊机时注意防止火灾风险，禁止在易燃或爆炸性气体环境中操作。
九、操作人员要严格按照操作手册上的操作步骤进行，不得擅自修改或忽略任何步骤。
十、操作结束后务必关闭高频焊机的电源并进行必要的清洁和维护工作。
十一、发现高频焊机有任何异常状况时，应及时向主管或维修人员汇报，并在必要时停止使用该设备。
十二、任何未经授权的人员不得接触、更改或维修高频焊机设备，若需要维修应由指定人员进行。
十三、操作人员在工作期间要密切关注设备运行情况，随时准备应对突发情况。
十四、未经主管批准不得私自擅离岗位或将操作权限交接给其他人员。
十五、高频焊机使用完毕后，应及时整理工作区域并将设备归还到指定位置。
十六、对于高频焊机使用过程中出现的问题或建议，欢迎提出并及时改进，确保操作安全和效率。
这些安全操作规程旨在保证高频焊机的安全运行，操作人员务必严格遵守，做好日常检查和维护工作，确保设备长时间稳定运行。
2024年高频焊的安全技术（三篇）
2024年高频焊的安全技术高频焊时，影响人身安全的最主要因素在于高频焊电源。
高频发生器回路中的电压特高，一般在5～15kV，如果操作不当，一旦发生触电，必将导致严重人身事故。
因此，为确保人员与设备的安全，除电源设备中已设置的保护装置外，通常还特别注意采取以下一些措施：(1)高频发生器机壳与输出变压器必须良好接地，接地线应尽可能地短而直；接地电阻应不大于4欧；而且设备周围特别是工人操作位置还应铺设耐压35kV的绝缘橡胶板。
(2)禁止开门操作设备，在经常开闭的门上设置联锁门开关，保证只有门处在紧闭时，才能启动和操作设备。
(3)停电检修时，必须拉开总配电开关，并挂上有人操作，不准合闸的标牌；并在打开机门后，还需用放电棒使各电容器组放电。
只准在放电后才开始具体检修操作。
(4)一般都不允许带电检修，如实在必要时，操作者必须穿绝缘鞋，带绝缘手套，并必须另有专人监护。
(5)启动操作设备时，还应仔细检查冷却水系统，只在冷却水系统工作正常情况下，才准通电预热振荡管。
另外，因为高频电磁场对人体和周围物体有作用，可使周围金属发热，也可使人体细胞组织产生振动，引起疲劳、头晕等症状，所以对高频设备裸露在机壳外面的各高频导体还需用薄铝板或铜板加以屏蔽，使工作场地的电场强度不大于40V／m。
2024年高频焊的安全技术（二）是一项重要的发展趋势，在保障工人和设备安全方面起着重要作用。
本文将探讨几个关键的安全技术，包括人员培训、设备维护和安全规范等方面，以确保高频焊过程的安全性。
首先，人员培训是确保高频焊安全的关键因素之一。
操作高频焊设备的工人必须接受专业培训，了解相关的安全知识和操作规程。
培训内容包括高频焊的基本原理、设备操作技巧、紧急情况应对等。
培训还要涵盖安全意识的培养，包括检查设备的安全性，遵守焊接规程，正确佩戴个人防护设备等。
此外，在实践过程中，还要通过模拟训练和实际操作来提高工人的实际技能水平。
其次，设备维护是确保高频焊安全的另一个重要方面。
高频焊机作业指导书
生效日期2013-01-021、目的为规范高频焊接机操作业务，特制定本规程。
2、适用范围公司现有高频焊接机安全操作规程。
3、操作要求:3.1作工作中认真作到。
3.1.1、带钢的引入：把带钢送入喂入机构，按松螺柱，调整螺杆，使辊子夹紧带钢后再松开一些，使带钢对准第一架水平辊，其横向调整，通过转动螺套来实现，带钢进入第一架水平辊后，调整螺母使带钢间留间隙，带钢从第一架水平辊出来后，如向左偏压右边，向右偏压左，让带钢中心对准下道辊子的中心，焊接前的几道辊均照此调下一道辊不产生划伤为宜，对于闭口孔变行量比孔型图示尺寸可小些，以便管坯能顺利的进入。
3.1.2、焊接温度的控制：用调整输入功率来控制温度。
3.1.3、焊接压力的控制：管坯的两个边缘加热到焊接温度后，在挤压辊压力的作用下形成共同的金属颗粒，即相互结晶而产生焊接。
3.1.4、焊接开口角的控制：开口角是指挤压辊前管坯的两边缘的夹角，一在之间变化，其大小与烧化过程的稳定性有关，对焊接质量影响很大。
3.1.5、感应圈位置的操作：感应圈的调整由焊接机升降机构控制，调手轮改变其高度，调上下杆可改变轴方向或横向位置。
3.1.6、阻抗器的位置：应在挤压辊的中心处，其几何尺寸随所生产的管径。
3.1.7、外毛刺的清除：旋转手轮可调整刀架高低位置，按实际生产的管径大小，用调节丝杆来调节托辊的中心高度，利用凸抡机构实现快速进刀和退刀。
3.1.8、定置装置水平辊和立辊的操作：其调整安全按轧辊的孔型尺寸进行，注意各道次减径量要均匀，一面分动力箱负荷过早磨损。
3.1.9、粗矫直机构的操作：通过滑块调节丝孔杆对轧制线的上下左右进行调整。
3.1.10、冷却部分的操作：根据管径的不同，更换相应的泡沫塑料垫，使水槽内水保持一定深度，起到水冷却的作用，根据焊接速度、管径、壁厚的不同来控制水流量，使钢管得到充分冷却。
3.2使用中注意事项3.2.1 立辊拉板螺栓与调节丝杆必须同时调整3.2.2同一水平转动辊架中的调整丝杆应同时调整，使水平辊轴总处于水平位置。
固态高频焊机技术方案
直缝焊管生产线100kW固态高频焊机技术方案保定四方三伊电气有限公司2015年4月目录一、固态高频焊机技术说明 (1)1．新一代串联型固态高频焊机特点 (1)2．串联型固态高频焊机型号说明 (1)3．串联型固态高频焊机工作原理 (1)3.1 串联型固态高频焊机主电路结构 (1)3.2 串联型固态高频焊机的定角控制技术 (2)4．技术参数 (4)5．控制与保护核心技术介绍 (5)6．固态高频焊机主要元器件清单 (5)二、固态高频焊机组成及简介 (6)1．固态高频焊机组成 (6)2．固态高频焊机简介 (6)2.1 开关整流柜 (6)2.2 逆变输出柜 (6)2.3 连接光纤 (6)2.4 水-水冷却系统 (7)2.5 中央控制台 (7)2.6 机械调整装置 (7)三、设备使用要求 (7)1．使用环境要求 (7)2．电网电压要求 (7)3．外配水池水质要求 (7)四、供货清单 (8)五、供货范围 (8)1．供方供货范围 (8)2．需方负责提供 (8)一、固态高频焊机技术说明1．新一代串联型固态高频焊机特点①固态高频焊机选用德国IXYS 公司IXFN38N100Q2 38A/1000V 大功率MOSFET 和DSEI 2×61-12B 60A/1200V 快恢复二极管组成串联型逆变电路。
②固态高频焊机采用模块化设计，结构更加紧凑，维护更趋简便，更易实现大功率化。
③具有独特的分桥过流保护技术，保证固态高频焊机使用的安全性。
④融合了国际上同类产品先进的控制理念，采用定角锁相控制、上/下限频率失锁保护等先进控制技术，使设备运行更加稳定、效率更高，对焊管生产中的感应器短路及开路故障的保护更加准确有效。
⑤固态高频焊机的进线端不需要升压/降压整流变压器，与电子管焊机或并联型焊机相比，具有明显的节能效果（与电子管焊机相比，在同等焊接条件下，节电≥30%）。
2．串联型固态高频焊机型号说明G GP [ ] — [ ] — H [ ]固态高频焊接用设计输出频率（MHz ）标称功率（kW ）C-串联型，B-并联型3．串联型固态高频焊机工作原理3.1 串联型固态高频焊机主电路结构串联型固态高频焊机主电路结构如图1所示，它是一种典型的AC －DC －AC 变频结构。
高频焊接工艺技术方法
高频焊接工艺技术方法高频焊接是一种常见的金属焊接方法，通过高频电流产生的热能，使金属材料快速熔化并形成焊接接头。
本文将介绍几种常用的高频焊接工艺技术方法。
一、感应加热焊接感应加热焊接是一种利用高频电流在金属材料中产生感应热来进行焊接的方法。
通过感应线圈产生的高频电流在工件表面形成涡流，从而将电能转化为热能。
在焊接接头处形成高温区域，使金属材料快速熔化并实现焊接。
感应加热焊接的优点是能够进行局部加热，焊接速度快，能耗低，焊接接头质量高。
然而，该方法对材料的电导率和磁渗透率要求较高，且只适用于导电性较好的材料，如金属。
二、电阻加热焊接电阻加热焊接是利用高频电流通过焊接接头的电阻产生热能来进行焊接的方法。
电流通过电阻部分，产生局部高温区域，使金属材料熔化并实现焊接。
电阻加热焊接适用于任何导电性的金属材料，具有焊接速度快、加热均匀等优点。
然而，该方法对电极材料和接触压力的选择要求较高，还容易产生焊接接头形状不一致的问题。
三、摩擦搅拌焊接摩擦搅拌焊接是一种通过摩擦热效应来实现焊接的方法。
通过在焊接接头处施加一定的轴向力和搅拌力，使材料在高速搅拌下发生塑性变形和摩擦热，达到熔化并形成焊接接头的目的。
摩擦搅拌焊接具有自动化程度高、焊接过程无火花和烟尘等优点。
该方法适用于焊接熔点较高的材料，如铝合金、镁合金等。
四、磁旋焊接磁旋焊接是利用高频电磁感应和近似的涡流加热原理来实现焊接的方法。
通过在焊接接头处施加旋转磁场，使材料产生旋转的涡流，并通过涡流的热效应将材料熔化并实现焊接。
磁旋焊接具有局部加热、焊接速度快和焊接质量高等优点。
但该方法对材料的电导率和磁渗透率要求较高，且只适用于导电性较好的材料。
总结：高频焊接是一种常见的金属焊接方法，常用的高频焊接工艺技术方法包括感应加热焊接、电阻加热焊接、摩擦搅拌焊接和磁旋焊接。
每种方法都具有各自的适用范围和特点，选择适合的工艺方法能够提高焊接接头的质量和效率。
通过合理应用和改进这些高频焊接工艺技术方法，可以实现对不同金属材料的高效、高质量焊接，为工业生产提供良好的技术支持。
高频焊接机技术协议书
高频焊接机技术协议书鉴于双方就高频焊接机技术合作事宜达成一致意见，现订立本技术协议书（以下简称“本协议”），具体内容如下：一、协议双方信息1. 甲方：_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _2. 乙方：_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _二、技术合作范围1. 高频焊接机设计1.1 核心部件选型1.2 系统集成方案2. 高频焊接机制造2.1 生产工艺流程2.2 质量控制标准3. 高频焊接机测试3.1 功能验证3.2 性能评估三、技术支持与服务1. 甲方向乙方提供技术培训及现场指导2. 乙方向甲方提供售后技术支持3. 双方共同解决技术难题四、技术保密1. 双方承诺对本项目涉及的技术资料保密2. 未经对方书面同意，不得向第三方泄露3. 保密期限为本协议终止后五年五、知识产权归属1. 本项目研发成果归双方共有2. 专利申请费用由双方共同承担3. 商业化收益按照约定比例分配六、违约责任1. 如一方违反本协议约定，则需承担违约责任2. 违约方应赔偿守约方因此遭受的损失3. 若协商不成，可提交仲裁机构裁决七、争议解决方式1. 双方应友好协商解决争议2. 若协商不成，可提交有管辖权的法院诉讼解决八、其他事项1. 本协议自双方签字盖章之日起生效2. 本协议一式两份，双方各执一份3. 未尽事宜，由双方另行协商确定九、附件1. 技术规格书2. 质量保证书3. 安全操作规程十、签署1. 甲方代表签字：_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _2. 乙方代表签字：_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _3. 签订日期：_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _。
固态高频焊管说明书_中文_v071230
.........使用说明保定三伊天星电气有限公司GGPXXX-0.X-H 型固态高频焊管设备目录第1章引言 (1)1.1 编写目的 (1)1.2 型号说明 (1)1.3 设备用途 (1)1.4 说明事项 (1)第2章使用条件 (3)2.1 使用环境 (3)2.2 冷却水要求 (3)2.3 电网要求 (4)第3章设备描述技术规范 (5)3.1 外型及结构 (5)3.2 规格型号 (11)3.3 电源连线要求 (12)3.4 开关整流柜与逆变柜动力连接线 (12)3.5 控制技术特点 (13)第4章电气原理 (15)4.1 三相全控桥式整流电路 (15)4.2 单相串联桥式逆变电路 (15)4.3 输出功率调节 (17)4.4 整流侧控制 (17)4.5 锁相环和相角锁定 (18)4.6 驱动电路及开关过程中寄生振荡的抑制 (18)第5章设备安装及使用说明 (21)5.1 设备安装 (21)5.2 使用说明 (21)第6章操作及注意事项 (26)6.1 操作程序 (26)6.2 注意事项 (26)第7章常用器件测量方法 (28)7.1 MOSFET管 (28)7.2 二极管 (28)7.3 电流霍尔元件 (28)7.4 可控硅 (28)第8章感应加热电源设备接零和接地要求 (29)8.1 设备的接零 (29)8.2 设备的接地 (29)8.3 高频机组生产线地线分布示意图 (30)第9章电气原理图及布线图 (31)附：固态焊管人机界面使用手册（V5.0版）11.1 编写目的本使用说明是针对用户操作人员和维护人员编写的，主要目的是为了用户能够正确使用、操作本设备，对设备的异常现象能简单处理，并能向本公司技术人员准确描述，以便本公司能及时准确地做好设备售后服务工作。
因此本使用说明主要描述一般性原理、外围电气结构及简单的调整和维护，不涉及详细的控制电路和深层次的控制原理，有关器件的参数及控制手段均不做详细解释，其原因是众所周知的。
高频焊机焊接方法
高频焊机焊接方法先焊细导线和小型元件，后焊晶体管、集成块，最后焊接体积较大较重元件。
因为大元件占地面积大，又比较重，后焊接比较方便。
晶体管和集成块怕热，后焊接可防止烙铁的热量经导线传到晶体管或集成块内而损坏。
先焊细导线和小型元件，后焊晶体管、集成块，最后焊接体积较大较重元件。
因为大元件占地面积大，又比较重，后焊接比较方便。
晶体管和集成块怕热，后焊接可防止烙铁的热量经导线传到晶体管或集成块内而损坏。
（1）高频焊机-般元件的焊接将插好元件的印制板焊接面朝上，左手拿焊锡丝，右手持电烙铁，使烙铁头贴着元件的引线加热，使焊锡丝在高温下熔化，沿着引线向下流动，直至充满焊孔并覆盖弓|线点周围的金属部分。
撤去焊锡丝并沿着引线向上提拉一铁头，形成像水滴一样光亮的焊点。
焊接速度要快，一般不超过3s，以免损坏元件。
由于引|线的粗细不同，焊孔的大小不同，如一-次未焊好，等冷却后再焊。
（2）高频焊机晶体管元件的焊接焊接晶体管等器件时，可用镊子或尖嘴钳夹住管脚进行焊接，因镊子和钳子具有散热作用，可以保护元器件。
焊接CMOS器件时，为了避免电烙铁的感应电压损坏器件，必须使电烙铁的外壳可靠接地，或断电后用电烙铁的余热焊接。
（3）高频焊机集成电路的焊接双列直插式集成电路块，管脚之间的距离只有25mm，焊点过大，会造成相邻管脚短路。
应采用尖头电烙铁快速焊接。
电烙铁温度不能太高，焊接时间不能太长，否则会烧坏集成块并使印制板上的导电铜箔脱离，所以焊接时一定要细心。
焊点质量应具有可靠的电气连接，足够的机械强度，外观光亮、圆滑、清洁、大小台适、无裂缝、针孔、夹渣，焊锡与被焊物之间没有明显的分界。
高频焊机工作原理高频焊机的全称为“高频感应加热设备”，又名高频感应加热机、高频感应加热装置、高频加热电源、高频电源、高频钎焊机等。
它与其它的焊机是不同的，它的功能和用途并不仅是单一焊接，它还可以用于各种金属材料的焊接以及用于透热、熔炼、热处理等工艺。
固态高频焊机的基本原理及发展方向
固态高频焊机的基本原理及发展方向一、典型拓扑结构及其工作原理 ·固态高频焊机采用如图1所示的“交－直－交” 变频拓扑结构。
图1 固态焊机的拓扑结构1. 整流器：① 三相晶闸管相控整流器（并联谐振型焊机）α=30°直流侧采用大电感滤波。
λλ直流侧对于逆变器而言相当于恒流源。
网侧功率因数高低由整流器的触发角（直流电压的高低）决定。
λ直流电压：λ图2 三相晶闸管整流器及其输入输出波形（并联型焊机）② 三相晶闸管相控整流器（串联谐振型焊机）α=30°直流侧采用电感和大电容滤波。
λλ直流侧对于逆变器而言相当于恒压源。
网侧功率因数高低由整流器的触发角（直流电压的高低）决定。
λ直流电压：λ图3 三相晶闸管整流器及其输入输出波形（串联型焊机）③ 三相二极管不控整流器（串联谐振型焊机）α=0°直流侧采用电感和大电容滤波。
λλ直流侧对于逆变器而言相当于恒压源。
网侧功率因数高，基本不随负载大小而变化。
λ直流电压：λ图4 三相二极管不控整流器及其输入输出波形（串联型焊机）2. 谐振逆变器：① 串联谐振型逆变器，② 并联谐振型逆变器③ 串联型和并联型谐振逆变器的对偶性表2 串联型和并联型谐振逆变器的对比固态高频焊机的基本原理及发展方向(续）④ 串联型谐振逆变器的零电压换流（ZVS）控制结论（ZVS）：1）器件的开通是零电压、零电流，开通损耗为零；2）器件的关断是零电压、非零电流，器件的关断损耗很小；3）线路的杂散电感对逆变器的换流影响较小；4）对MOSET的反并联二极管的反向恢复特性要求低，器件浪涌冲击电压小。
固态高频焊机的基本原理及发展方向(续）二、功率调节1. 对于采用三相晶闸管相控整流器的固态焊机，功率调节采用控制整流器的触发角方式，此时直流电压为：①此时焊机谐振槽路的等效阻抗为：串联谐振槽路：R D=R 并联谐振槽路：②焊机的输出功率为：2. 对于采用二极管不控整流器的固态焊机，功率调节的方法有3种：① 移相调功：通过调节逆变器输出频率来改变槽路的等效阻抗，进而改变逆变器输出电压和电流的角度，实现功率调节。
固态高频构造及工作原理
固态高频构造及工作原理1 前言目前，我国设计与制造的高频焊管设备都是采用电子管振荡器的单回路高频设备，通过调节电子管阳极电压大小，达到调节高频输出功率的目的。
电子管高频焊管设备不仅效率低，体积大，而且存在使用前需要预热，电子管使用寿命短等诸多缺点。
因此采用功率MOSFET构成高频逆变器的固态高频电源在容量和频率两方面都得到很大提高，除在一些特殊应用领域（如高频介质加热等行业）外，固态高频电源完全能取代电子管高频电源，而成为新一代感应加热电源的代表。
大容量、高频化的固态高频电源主要应用领域是高频焊管行业，由于我国高频焊管行业存在感应器开路、感应器与钢管短路等突变恶劣工况，同时高频焊管电源基本属于满负荷长期工作制，因此固态高频电源在焊管行业中的应用代表了固态高频电源设计与制造的最高水平。
在焊管行业中的应用以美国色玛图公司生产的固态高频电源最具代表性，无论在电源功率、频率和配套性等方面都具有世界先进水平。
中国河北保定三伊天星电气有限公司自行设计制造的固态高频焊管设备已在功率60~300KW、频率300~550KHz范围内取得了成熟的运行与设计经验。
本文以保定三伊天星电气有限公司研制的采用功率MOSFET作为逆变开关器件的固态高频焊管为基础，对电源的工作原理及其在高频焊管行业中的应用进行的讨论，并与电子管高频焊管电源和国外固态高频焊管电源进行了比较。
2 固态高频电源的工作原理固态高频电源采用常见的交—直—交变频结构。
三相380V电源经开关柜中的降压变压器和主接触器后，送入电源柜中的整流器，整流器采用三相晶闸管全控整流桥，通过控制晶闸管导通延时角α，达到调节电源输出功率大小的目的，整流后的直流电压经滤波环节送入高频逆变器，由高频逆变器逆变产生单相高频电源送入谐振电路，经焊接变压器和感应器输出高频能量，完成钢管焊接。
高频逆变器可以有串联谐振型和并联谐振型两种，由于并联谐振型逆变器在高频电源应用中有诸多困难，如需要大功率快恢复整流二极管等，因此使其在大容量高频电源中的应用受到限制。
固态高频设备在高频焊管生产中的应用
ｉ ｉ ｈ Ｆｒ ｑｕ ｎ ｙ Ｗ ｅ ｄ ｄ Ｐｉ ｅ ｎＨ ｇ ｅ ｅ ｃ ｌｅ ｐ
Ｉ Ｕ ＿— ｅ Ｊ Ｉｈ ｌ ｉ
出在 高频 焊 管生产过 程 中， 需进 行 必要 的机 电调整 ， 使其 紧密配合 ， 能使机 组 达到 最佳状 态 ， 才
从 而提 高生 产效 益 ， 同时提 出了调 整措施 。
关键 词 ：固态高频 ；Ｈ Ｗ 焊接 ；挤 压辊 ；焊 管机 组 ；感应 圈 Ｆ 中图分类 号 ：Ｔ ４ ３ 文 献标 志码 ：Ｂ 文章 编 号 ：１ ０ — ９ ８（０ ０ ０ ０ ４ — ６ Ｇ３ ０ １ ３ ３ ２ １ ） ３— ０ ３ ０
Ｄ Ｃ电源 。高质 量 的 Ｄ Ｃ电源 ， 仅能保 证 高频设 不
｛ （ｕ／ ） １ 格 ｓ
备本身稳定 可靠 地 工作 ， 钢 管 焊缝 的交 流线谐 使 波更 小 ， 焊钢管 焊缝更 趋于一 条直线 ， 所 同时功率 控制稳 定可靠 。图 ３为一 般高频 直流 电源和 固态 高频感 应加 热设 备 直流 电源 的波 形对 比 ， 图中 从
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图 ４ 电子管式高频焊机和 固态高频焊机的输 出波形对 比
２ 固态 高频 与电子 管高频整机效 率对 比
固态高频感应加热设备（ １ ， 图 ）其变压器效率
可 以看 出 ， 固态高 频 感应 加 热设 备 的直 流 电源波
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直缝焊管生产线100kW固态高频焊机技术方案保定四方三伊电气有限公司2015年4月目录一、固态高频焊机技术说明 (1)1．新一代串联型固态高频焊机特点 (1)2．串联型固态高频焊机型号说明 (1)3．串联型固态高频焊机工作原理 (1)3.1 串联型固态高频焊机主电路结构 (1)3.2 串联型固态高频焊机的定角控制技术 (2)4．技术参数 (4)5．控制与保护核心技术介绍 (5)6．固态高频焊机主要元器件清单 (5)二、固态高频焊机组成及简介 (6)1．固态高频焊机组成 (6)2．固态高频焊机简介 (6)2.1 开关整流柜 (6)2.2 逆变输出柜 (6)2.3 连接光纤 (6)2.4 水-水冷却系统 (7)2.5 中央控制台 (7)2.6 机械调整装置 (7)三、设备使用要求 (7)1．使用环境要求 (7)2．电网电压要求 (7)3．外配水池水质要求 (7)四、供货清单 (8)五、供货范围 (8)1．供方供货范围 (8)2．需方负责提供 (8)一、固态高频焊机技术说明1．新一代串联型固态高频焊机特点①固态高频焊机选用德国IXYS 公司IXFN38N100Q2 38A/1000V 大功率MOSFET 和DSEI 2×61-12B 60A/1200V 快恢复二极管组成串联型逆变电路。
②固态高频焊机采用模块化设计，结构更加紧凑，维护更趋简便，更易实现大功率化。
③具有独特的分桥过流保护技术，保证固态高频焊机使用的安全性。
④融合了国际上同类产品先进的控制理念，采用定角锁相控制、上/下限频率失锁保护等先进控制技术，使设备运行更加稳定、效率更高，对焊管生产中的感应器短路及开路故障的保护更加准确有效。
⑤固态高频焊机的进线端不需要升压/降压整流变压器，与电子管焊机或并联型焊机相比，具有明显的节能效果（与电子管焊机相比，在同等焊接条件下，节电≥30%）。
2．串联型固态高频焊机型号说明G GP [ ] — [ ] — H [ ]固态高频焊接用设计输出频率（MHz ）标称功率（kW ）C-串联型，B-并联型3．串联型固态高频焊机工作原理3.1 串联型固态高频焊机主电路结构串联型固态高频焊机主电路结构如图1所示，它是一种典型的AC －DC －AC 变频结构。
整流器采用三相桥式晶闸管相控整流电路，直流侧采用电感、电容构成LC 滤波器以满足电压型逆变器的工作要求。
电压型逆变器采用模块化并联结构以拓展电源功率，每个逆变模块为单相MOSFET 桥式电路，各个逆变器模块通过高频匹配变压器和串联谐振槽路相连。
匹配变压器一方面实现功率的合成和阻抗匹配，另一方面实现负载和电源的电气隔离。
整个高频焊机结构紧凑、体积小、维修方便、故障率低。
为对电压型逆变器过流故障进行有效、快速保护，本公司采用了独特的、稳定可靠的过流保护电路，保证了逆变器的安全可靠运行。
A B C匹配变压器槽路电容感应器直流滤波逆变控制电路整流控制电路保护电路三相整流器过流保护电压型逆变器图1 固态高频焊机电路结构3.2 串联型固态高频焊机的定角控制技术 3.2.1 串联型固态高频焊机的工作原理电压型谐振逆变器也称串联谐振型逆变器，是整个固态高频电源的最关键部分，逆变器模块的结构及其输出电压、电流波形如图2所示。
通过控制MOS 管1、3和2、4的交替通断，串联谐振型逆变器的输出电压u H 为近似方波，由于逆变器输出电压的频率处于谐振槽路的谐振频率附近，此时谐振槽路对逆变器输出电压基波具有最小阻抗，对其他高次谐波具有高阻抗，因此负载电流i H 近似为正弦波。
L r R rC rS 1S 4S 2S 3C dci Hu Httu H i H T H图2 电压型谐振逆变器电路结构及其输出波形串联谐振逆变器的典型工作状态可分为感性、阻性、容性3种，图3分别示出了这3种工作状态的逆变器输出电压、电流的试验波形。
当串联谐振逆变器工作于小感性状态时（图3a ），逆变器的工作频率略高于谐振槽路的固有谐振频率，即负载电流i H 滞后于负载电压u H 一个电角度 。
此时逆变器的换流有以下特点：①器件的开通是零电压（ZVS ）、零电流（ZCS ），理论上器件的开通损耗为零； ②器件的关断是零电压、非零电流，但由于器件的关断电流很小，并且是零电压换流（ZVS ），器件关断损耗也很小；③线路杂散电感对逆变器的换流影响不大；④换流对MOS 的反并联二极管的反向恢复特性没有要求，换流时器件承受的浪涌冲击电压很小。
（a）小感性状态（b）小容性状态（c）阻性状态图3 串联谐振逆变器的输出波形当串联谐振逆变器工作于容性状态时（图3b），逆变器的工作频率略低于谐振槽路的固有谐振频率，即负载电流i H超前于负载电压u H一个电角度 。
此时逆变器的换流有以下特点：①器件的关断是零电压（ZVS）、零电流（ZCS），理论上器件的关断损耗为零；②器件的开通是高电压、大电流，器件的开通损耗非常大；③线路的杂散电感对逆变器的换流影响很大；④逆变器换流时，MOS的反并联二极管的反向恢复电流会在逆变回路中产生强烈的电压、电流振荡，换流器件承受很大的浪涌电压冲击，严重威胁到功率器件的安全运行。
当串联谐振逆变器工作于阻性状态时（图3c），逆变器的工作频率等于谐振槽路的固有谐振频率，即负载电流i H和负载电压u H同相位。
阻性状态在理论上是一种最好的换流工作状态，但实际上由于死区时间、阻容吸收电路的影响，逆变器换流器件的工作状态并不好，并且负载的波动极容易使逆变器偏离到容性工作状态，威胁到逆变器的稳定安全运行。
从上述分析可知，串联谐振型逆变器的最佳工作状态为小感性准谐振状态。
另外，和其他公司的并联谐振型高频电源相比，本公司的串联谐振型高频电源不仅器件的开关损耗小、电源效率高，而且对谐振槽路的各种故障都有更好的保护性能。
4．技术参数①设计参数●标称功率：100kW●额定直流功率：P d=120kW●额定直流电压：U dN=450V●额定直流电流：I dN=270A●电源效率：η≥85%●输出功率：P out＞100kW●设计频率：f=400~450kHz●MOSFET逆变器：60kW×2●槽路输出形式：无焊接变压器输出，次级谐振②配电要求●标称功率：100kW●额定直流功率：P d=120kW●额定功率因数：COSφ≥0.9●配电容量：S≥130kVA●供电电压：三相380V/50Hz●进线电流：I=220A●进线电缆：每相采用95mm2铜缆，三相四线制③循环软水冷却系统（水—水冷却系统）●采用水—水热交换器●内循环水压力：0.15~0.25MPa◆内循环水流量：11.7m3/h◆内循环水出水温度：≤40℃◆内循环水回水温度：≤45℃●热交换器面积：≥5m2●外循环水流量：≥11.7m3/h（用户提供）◆外循环水进水温度：≤35℃◆进水压力：0.20～0.3MPa（约为2.0～3kg/cm2）5．控制与保护核心技术介绍①固态高频焊机采用最先进的定角锁相控制技术，逆变器工作状态不随负载槽路的变化而变化，始终保证工作在最佳的小感性准谐振状态，焊机工作稳定、效率高。
②固态高频焊机具有高/低失锁保护、频率上/下限保护、逆变过流、槽路过压等先进的保护功能，对感应器开路、短路、打火等故障的保护更加准确高效，保证了焊机的安全稳定运行。
③除所有常规保护外，每个逆变桥均采用直流侧过流、交流侧过流、交流侧过压等多重保护，实现了保护的冗余性，保证了逆变器的安全运行。
④整流控制电路采用单片机技术成功地解决了自动认相功能，即对三相电源输入线的相序没有要求；晶闸管的触发电路采用全数字等间距触发，最大限度地降低了非特征谐波，减少了电网污染。
⑤整流控制电路具有软启动、软停止功能，防止在启动/停止过程中电流电压上升率太大，引起焊机过压和过流。
⑥采用匹配变压器实现固态高频焊机和负载的电气隔离和负载匹配，整机效率高、匹配调节容易。
⑦焊机具有较大的功率余量，负载匹配良好时，设备功率至少允许在110%额定功率下长期运行。
⑧采用PLC+触摸屏构成人机界面控制系统，智能化程度高，操作方便。
6．固态高频焊机主要元器件清单序号名称规格型号制造商1 线路板自制四方三伊2 晶闸管KP型300A/1400V 锦州华晶3 二极管ZP型300A/1400V 锦州华晶4 滤波电容4700μF/450V日本HITACHI5 MOSFET IXFN38N100 38A/1000V 德国IXYS公司6 快恢复二极管DSEI2×61-12A60A/1200V德国IXYS公司7 槽路谐振电容0.66μf/500V 成都麦克8 开关电源15V 台湾明纬9 铁氧体磁芯E型西安三联10 人机界面TPC7062KX 昆仑通态11 平波电抗四方三伊12 保护电抗四方三伊13 循环软水冷却系统水—水冷却器四方三伊14 PLC S7-200型德国西门子15 开关、继电器、交流接触器LG/富士/施耐德16 按钮、指示灯上海二工二、固态高频焊机组成及简介1．固态高频焊机组成全套固态高频焊机由开关整流柜、逆变输出柜、连接光纤、水—水冷却系统、中央控制台、机械调整装置等部分组成。
2．固态高频焊机简介2.1 开关整流柜将开关柜与整流部分实现一体化设计，除完成开关柜功能外，还具有固态高频焊机的整流控制功能。
●安装进线刀开关、进线电流表、电压表（可切换）和进线电压指示灯；●安装三相全控晶闸管整流桥，实现高频焊机功率调节。
●安装平波电抗、平波电容及滤波器，以提高平波系数。
2.2 逆变输出柜逆变输出柜实现了谐振逆变器和串联谐振槽路的集成化设计，结构紧凑、效率高。
●逆变部分由MOSFET单相逆变桥并联组成，单桥功率设计为60kW，逆变桥采用积木式方式完成功率叠加，每块桥板均设计为由滑道组成的抽屉式结构，方便安装与维修；●采用匹配变压器完成功率合成，采用次级谐振、无焊接变压器输出方式，由槽路谐振电容器（低压）与感应器直接谐振，通过输出极板实现钢管焊接所需功率的传递。
●采用密封机箱，安装空调。
2.3 连接光纤由开关整流柜到逆变输出柜的通讯采用光纤连接，保证控制系统不受高频信号的干扰，以提高设备的可靠性。
2.4 水-水冷却系统水—水冷却系统采用板式换热器，完成整流开关柜、逆变输出柜、谐振槽路等发热部件的冷却，设计有水温、液位指示及保护。
2.5 中央控制台实现固态高频焊机的远方操作、功率调节、状态监测及故障诊断功能。
●安装有由PLC和液晶触摸屏构成的人机界面系统，方便用户的现场操作和监控。
●安装有显示高频焊机工作状态的各种交直流表计和操作按钮。
2.6 机械调整装置用于逆变输出柜的安装及感应器位置调整。
三、设备使用要求1．使用环境要求●室内安装，加热设备及加热炉接地良好，接地线颜色必须与控制线有明显区别，其截面积>6mm2，接地电阻不大于4Ω。