固态高频设备在高频焊管生产中的应用
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App ia i n o o i sa e Hi h Fr qu nc ui e t lc to fS ld-t t g e e y Eq pm n
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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t 1 s格 ) /( u / () a 电子 管式 高 频焊 机
t 1 s 格) /( / () 态高 频 焊机 b固
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
形更平 滑 , 趋于一 条直线 。 更
图 2 固态 高频 感应 加 热 设 备 振 荡 波形
复合 谐振 型逆 变器 工 作频 率可 达 30k z± 5 H 5 H , 0 z与电子管式设备 的频 率一样 。 由直缝 焊钢 k 管 的生产 实践 和高频焊机发展过程来看 , 工作 频率
备工作波形 远远优 于电子管式高频设 备波形 , 除具
有纹 波系数小 、 滑 的 D 平 C电源 外 , 变 部分 主要 逆
造, 电容器 以低 电压传递 大功 率 , 而使 电 弧放 电 从 最小 , 并增强 可靠 性 。同时 , 所有 元 器件选 择 都给 出了相当 的裕度 , 加上可 靠 的保护 , 控制 电路 及水
( adn afn l tcl q i et o ,t. B oi 7 0 H biC ia B oigSnegEe r a u m n C . Ld ,a d g0 0 , ee, hn ) ci E p n 1 0
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复合谐振 型逆变器 整机工作 电压低 , 机壳 内工 作 电压无 高 电压 。水 冷 陶瓷 高 频 电源 场 效 应 管 MO F T组成 的功率 模板 与 高频 大功 率 电容 器组 SE
是针对焊管行业 直缝焊 钢管 机组 专 门设计 生 产制
冷系统 特别 适 应 焊管 机 组 长期 连 续运 行 的特点 。 图 4为电子 管式 高频焊 机 和固态 高频焊 机 的输 出 波形对 比 , 图 中可以看 出 , 从 固态 高频 感 应加 热设
近表面的地方 , 速将 边缘 加热 ( 5 5 迅 1 0~1 0o 3 4 C)
般 电子管 式高频 设备 的电压 波形和 电流波形无
法 达到 图 2所示波 形 。
形成深 浅最佳 的黏流层 , 然后 机 械挤压 , 以最 少 的
挤压量达 到最 佳 的焊接 , 亦称 为锻 焊 , 以工 作频 所 率 的选择也是 高频 焊管企业选择高频设备 的关键 。
固态 高频感 应加 热设 备全 部采用 晶体 管逆 变 器 , 基本原理见 图 1 其 。振 荡 元 件 采 用 MO F T SE
传 统 电子 管式 高频 加热设 备 更换 为 固态 高频 加热
设 备 。由实 际统 计 结果 看 , 换 为 固态 高频 设 备 更 后 , 电 达 到 2 % ~2 % , 个 别 实 例 能 达 到 节 0 5 有 3 %左 右 。但 在 使 用 固态 高 频 加 热 设 备 节 电 的 0 同时 , 仍不 能忽 略设 备 的机 电配合 , 以及对 一些 基
图 1 固态高频感应加热设备的基本原理
振 荡
焊 管
实 际测量 电压波形 、 电流 波形 均 为正 弦 波 , 图 2 如 所示 。这正 是复 合谐 振 型逆 变器 效率 高 的 原 因 ,
一
在 20~ 5 H 被证 明是 直缝 焊钢 管感应 焊 的优 5 30k z
选频率段 , 而焊接频率直接决定着钢管 所用带钢 宽 度和挤压量的大小 , 这些都是保证焊 接质量 的直 接 因素和条件 。高频率能 降低 电流穿 透深度 , 趋肤效 应将焊 接电流集 中在 开 口钢 管 V形 区焊缝 边缘靠
12 固态 高频 感应加 热设备 组成及性 能 .
/ / / / ^ ^ …一 \ \ ^√ \ \ \
固态 高频感 应加 热设 备 由整 流变 压 器 、 冷 水
S R 整流脉冲触发板 、 C 、 低脉动滤波器等组成 , 向
逆 变器提供 可靠 的纹波 系数小且 平 滑的高质 量的
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t ( 5m / ) /2 s格 () a 电子 管 式 高 频 直流 电源
t 2 5[ / ) /(. 1 格 1 s () b 同态 高频 感 应 加 热 设 备 角流 电源
图 3 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
大功率器件组成的功率模板式结构。大功率电容
器组 C与 电感 线 圈 L及 可 靠 的保 护 控 制 电 路 构
成 电流 恒定 型逆 变 器 , 即全 晶体 管式 高频 感 应 加
热 设备 。 由图 1可 以看 出 , 槽路 是复合 谐 振型逆 变器 ,
本知识 的了解和利用 , 只有将机械及外 围设备根
据一定 的基 本知 识进 行调 整 , 配合 到位 , 才能使 设 备工作 在最 佳状 态 , 达到节 约 电能 的 目的 , 同时可 降低设 备故 障率 , 否则 只更 换 高频设 备部 分 , 机 对 械设备 不作 调整 和 机 电配 合 等 , 同样达 不 到 明显
的节 能效 果 。
0. 5×0. 5 ×0. 8×0. 0— 0 4 8 1; 4 9 9 7 7 . 6 7%
3 固态高频加热设备在焊接钢管中的应用
3 1 焊 接 调 整 .
升压变压器
电子管
图 6为 高频 焊 管 焊接 工 作 原 理 图 , 在使 用 高 频 加热设 备 焊接 时应认 真调 整 以下几 点 以保 证 最 佳 焊接 。 ( ) 应 圈无论 是 2圈还 是 3圈 , 1感 自身 宽度 口
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传输给电容器 c与感应 圈 L谐振输 出, 标称功率 为输出功率。而电子管式 高频 电路 中有 T 高频 l 输出变压器, 显然效率低 。通过计算可以得出, 固 态高频感应加热设备效率高于电子管式高频加热
设 备 效率 2 % 一 0 。 5 3%
图 5为电子 管式高频加 热设 备原理 图 , 其调 压 效率约 为 09 , .5 变压器效率 约 为 09 , .5 整流效 率 约 为 09 , 子 管效 率 0 7 , 心 变 压 器 效 率 约 为 .5 电 .8 空 07 , 以电子 管式高频设备 整机效率 约为 09 .0所 .5×
约 为 09 , .5 可控 硅 整流 效率 约 为 0 9 振荡 至 输 出 ., 效 率约为 09 。因此 固态高频 焊机 ( .5 电流 型 ) 机 整
效率 约为 0 9 0 9× .5 O 822: 1 。 .5× . 0 9 . 1 8 %
对 比图 1和 图 5可 以看 出 , 固态 高 频 电路 中 无 匹配变 压器 , 空心输 出变 压器 , 无 由振 荡元 器件
0 前
言
1 固态高频感应加热设备概述
1 1 固态 高频 感应加 热设 基 本原 理 .
随着 科学 技术 的发 展 和 进 步 , 高频 焊 管生 原 产 线 中 的关 键 设 备—— 高 频 感 应 加 热 设 备 , 自 20 0 0年 后在 我 国发 生 着技 术 上 的变 革 , 由原来 即
焊 管 . 3 卷第 3 .00 3 第 3 期 21 年 月 ●应 用 与 开 发
固态 高频 设 备在 高频 焊 管 生产 中的应 用
刘 吉 和
( 定市 三丰 电器 有 限公 司 ,河北 保 定 0 10 ) 保 70 0
摘 要 :介绍 了固态 高频感应 加 热设备 的基 本原 理及 组 成 , 对 固态 高频 设备 与 电子 管 高频 并 设备 整机 效率 进行 了对 比 。阐述 了固态高频 感应加 热设 备 在 高频 焊 管 生产 中的 焊接 机 理 , 指
Ke r s s l tt ih f q e c ; W li g;q e z ol wed d pp n t i d cin c i y wo d :o i s e hg r u n y HF wed n s u e e r l9 l e i e u i:n u t ol d a e 。 o
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采用 了软开关 特性 技术 与合 理 、 确 的槽路 匹配 , 精 极大地减 少了谐 波分量 , 电压 、 且 电流均为正弦波 。
第 3 卷第 3 3 期
刘 吉和: 固态高频设备在高频焊管生产 中的应用
蛙
整
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艺
、
\ /、 /、 厂 厂 \ \/ \/ \/
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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
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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
形更平 滑 , 趋于一 条直线 。 更
图 2 固态 高频 感应 加 热 设 备 振 荡 波形
复合 谐振 型逆 变器 工 作频 率可 达 30k z± 5 H 5 H , 0 z与电子管式设备 的频 率一样 。 由直缝 焊钢 k 管 的生产 实践 和高频焊机发展过程来看 , 工作 频率
备工作波形 远远优 于电子管式高频设 备波形 , 除具
有纹 波系数小 、 滑 的 D 平 C电源 外 , 变 部分 主要 逆
造, 电容器 以低 电压传递 大功 率 , 而使 电 弧放 电 从 最小 , 并增强 可靠 性 。同时 , 所有 元 器件选 择 都给 出了相当 的裕度 , 加上可 靠 的保护 , 控制 电路 及水
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复合谐振 型逆变器 整机工作 电压低 , 机壳 内工 作 电压无 高 电压 。水 冷 陶瓷 高 频 电源 场 效 应 管 MO F T组成 的功率 模板 与 高频 大功 率 电容 器组 SE
是针对焊管行业 直缝焊 钢管 机组 专 门设计 生 产制
冷系统 特别 适 应 焊管 机 组 长期 连 续运 行 的特点 。 图 4为电子 管式 高频焊 机 和固态 高频焊 机 的输 出 波形对 比 , 图 中可以看 出 , 从 固态 高频 感 应加 热设
近表面的地方 , 速将 边缘 加热 ( 5 5 迅 1 0~1 0o 3 4 C)
般 电子管 式高频 设备 的电压 波形和 电流波形无
法 达到 图 2所示波 形 。
形成深 浅最佳 的黏流层 , 然后 机 械挤压 , 以最 少 的
挤压量达 到最 佳 的焊接 , 亦称 为锻 焊 , 以工 作频 所 率 的选择也是 高频 焊管企业选择高频设备 的关键 。
固态 高频感 应加 热设 备全 部采用 晶体 管逆 变 器 , 基本原理见 图 1 其 。振 荡 元 件 采 用 MO F T SE
传 统 电子 管式 高频 加热设 备 更换 为 固态 高频 加热
设 备 。由实 际统 计 结果 看 , 换 为 固态 高频 设 备 更 后 , 电 达 到 2 % ~2 % , 个 别 实 例 能 达 到 节 0 5 有 3 %左 右 。但 在 使 用 固态 高 频 加 热 设 备 节 电 的 0 同时 , 仍不 能忽 略设 备 的机 电配合 , 以及对 一些 基
图 1 固态高频感应加热设备的基本原理
振 荡
焊 管
实 际测量 电压波形 、 电流 波形 均 为正 弦 波 , 图 2 如 所示 。这正 是复 合谐 振 型逆 变器 效率 高 的 原 因 ,
一
在 20~ 5 H 被证 明是 直缝 焊钢 管感应 焊 的优 5 30k z
选频率段 , 而焊接频率直接决定着钢管 所用带钢 宽 度和挤压量的大小 , 这些都是保证焊 接质量 的直 接 因素和条件 。高频率能 降低 电流穿 透深度 , 趋肤效 应将焊 接电流集 中在 开 口钢 管 V形 区焊缝 边缘靠
12 固态 高频 感应加 热设备 组成及性 能 .
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图 3 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
大功率器件组成的功率模板式结构。大功率电容
器组 C与 电感 线 圈 L及 可 靠 的保 护 控 制 电 路 构
成 电流 恒定 型逆 变 器 , 即全 晶体 管式 高频 感 应 加
热 设备 。 由图 1可 以看 出 , 槽路 是复合 谐 振型逆 变器 ,
本知识 的了解和利用 , 只有将机械及外 围设备根
据一定 的基 本知 识进 行调 整 , 配合 到位 , 才能使 设 备工作 在最 佳状 态 , 达到节 约 电能 的 目的 , 同时可 降低设 备故 障率 , 否则 只更 换 高频设 备部 分 , 机 对 械设备 不作 调整 和 机 电配 合 等 , 同样达 不 到 明显
的节 能效 果 。
0. 5×0. 5 ×0. 8×0. 0— 0 4 8 1; 4 9 9 7 7 . 6 7%
3 固态高频加热设备在焊接钢管中的应用
3 1 焊 接 调 整 .
升压变压器
电子管
图 6为 高频 焊 管 焊接 工 作 原 理 图 , 在使 用 高 频 加热设 备 焊接 时应认 真调 整 以下几 点 以保 证 最 佳 焊接 。 ( ) 应 圈无论 是 2圈还 是 3圈 , 1感 自身 宽度 口
e iv eb s e e t n ce s r u t ne i e c . t h a et l , d s e t e s rs a u r a . hee t et f c a di raep o c o fc n y A e sm i e aj t n m au e w sp t o r h f n d i i t i r u m fw d
传输给电容器 c与感应 圈 L谐振输 出, 标称功率 为输出功率。而电子管式 高频 电路 中有 T 高频 l 输出变压器, 显然效率低 。通过计算可以得出, 固 态高频感应加热设备效率高于电子管式高频加热
设 备 效率 2 % 一 0 。 5 3%
图 5为电子 管式高频加 热设 备原理 图 , 其调 压 效率约 为 09 , .5 变压器效率 约 为 09 , .5 整流效 率 约 为 09 , 子 管效 率 0 7 , 心 变 压 器 效 率 约 为 .5 电 .8 空 07 , 以电子 管式高频设备 整机效率 约为 09 .0所 .5×
约 为 09 , .5 可控 硅 整流 效率 约 为 0 9 振荡 至 输 出 ., 效 率约为 09 。因此 固态高频 焊机 ( .5 电流 型 ) 机 整
效率 约为 0 9 0 9× .5 O 822: 1 。 .5× . 0 9 . 1 8 %
对 比图 1和 图 5可 以看 出 , 固态 高 频 电路 中 无 匹配变 压器 , 空心输 出变 压器 , 无 由振 荡元 器件
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言
1 固态高频感应加热设备概述
1 1 固态 高频 感应加 热设 基 本原 理 .
随着 科学 技术 的发 展 和 进 步 , 高频 焊 管生 原 产 线 中 的关 键 设 备—— 高 频 感 应 加 热 设 备 , 自 20 0 0年 后在 我 国发 生 着技 术 上 的变 革 , 由原来 即
焊 管 . 3 卷第 3 .00 3 第 3 期 21 年 月 ●应 用 与 开 发
固态 高频 设 备在 高频 焊 管 生产 中的应 用
刘 吉 和
( 定市 三丰 电器 有 限公 司 ,河北 保 定 0 10 ) 保 70 0
摘 要 :介绍 了固态 高频感应 加 热设备 的基 本原 理及 组 成 , 对 固态 高频 设备 与 电子 管 高频 并 设备 整机 效率 进行 了对 比 。阐述 了固态高频 感应加 热设 备 在 高频 焊 管 生产 中的 焊接 机 理 , 指
Ke r s s l tt ih f q e c ; W li g;q e z ol wed d pp n t i d cin c i y wo d :o i s e hg r u n y HF wed n s u e e r l9 l e i e u i:n u t ol d a e 。 o
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采用 了软开关 特性 技术 与合 理 、 确 的槽路 匹配 , 精 极大地减 少了谐 波分量 , 电压 、 且 电流均为正弦波 。
第 3 卷第 3 3 期
刘 吉和: 固态高频设备在高频焊管生产 中的应用
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