PSM功率控制超音频逆变焊接电源

按照大功率发电机、变压器铜排绕组焊接工艺和不同规格铜排的焊接要求，采用脉冲均匀对称密度调节（pulse-symmemcal modulated）功率控制串联谐振式DC／Ac逆变器，设计了20kHz／／40kw超音频感应逆变焊接电源。逆变器采用全桥串联谐振式逆变电路，具有变频和功率调节两个功能。逆变器的开关管按照PSM的控制策略实现功率控制；逆变器跟踪负载谐振频率，控制开关管在零电流开通和关断，实现ZCS和ZVS软开关，大大减小了开关器件的功率损耗，逆变器的输出功率因数接近1，提高了整机的效率。     

基于ZCS-PWM的超音频感应焊接电源的研究

介绍一种基于ZCS-PWM(零电流开关-脉宽调制)技术的新型超音频感应焊接电源。利用ZCS频率跟踪电路,控制串联谐振式逆变器的开关频率始终跟踪负载的固有谐振频率,使逆变器的输出功率因数接近1,同时显著减小了开关器件的功率损耗,提高了整机的效率。所设计的系统采用直流斩波调压实现输出功率调节,降低了电源输入侧高次谐波,改善了传统的焊接工艺。研制的实用型焊接电源的最大功率为80kW、最高工作频率30kHz、全部采用IGBT器件,装置具有体积小、功率因数高、效率高、焊接速度快等优点。     

IGBT超音频感应加热电源用于发电机绕组焊接的研究

在大功率发电机生产行业，发电机绕组焊接工艺主要采用阻焊，其缺点是热效率低，焊接时间长，并且加热的温度不均匀，影响焊接质量。感应加热焊接法具有精确的加热深度和加热表面积，不需要外部热源，因而热量损耗低，工作环境清洁，且容易实现功率密集，因而加热时间短，容易实现生产过程的自动化。本文介绍的超音频感应逆变电焊机采用直流斩波调压方式，输出功率可从零开始调节。逆变器输出频率采用频率跟踪控制，IGBT工作在软件开关状态，减小了IGBT的开关损耗，提高了整体的功率因数，加热效率大大提高。     

软斩波功率控制IGBT四倍频300 kHz/50 kW焊接电源

提出了一种IGBT四倍频分时控制300kHz大功率感应焊接电源．功率调节由三相桥式不控整流电路和直流斩波电路组成,斩波电路采用有源无损缓冲Buck变换器,在较宽的负载范围内使主、副开关管和续流二极管均实现软开关．采州四组IGBT并联的逆变器,对每个IGBT进行分时控制,逆变器的工作频率是IGBT开关频率的四倍．逆变器工作在负载谐振状态,开关管工作在零电流开通和零电压关断的条件下．设计了输出300kHz／50kW的串联谐振感应焊接电源,给出了设计参数和试验波形．结果表明．采用四倍频分时控制的方法,用IGBT替代功率MOSFET制作高频大容量感应加热焊接电源成为可能．     

高频感应焊接逆变电源PWM和PFM软开关控制

高频感应焊接逆变电源具有体积小、效率高、加热速度快等优点,但是传统设备采用的是整流调压方式,其控制精度低、动态响应速度慢,并且逆变器功率开关管经常工作在硬开关状态,引起较大开关损耗,使效率降低.文中提出一种使用自关断器件绝缘栅极晶体管作为功率开关,采用脉冲宽度调节方式和脉冲频率调节方式混合调功方式的高频感应焊接逆变电源的软开关控制方法,详细分析了电路的控制原理和工作模式,并设计出以锁相环为核心的控制电路.结果表明,这种方法实现了全部开关器件的软开关控制,具有功率调节范围宽,软开关调整范围广的优点.     

基于锁相环1MHz感应加热电源频率跟踪的研究

针对高频感应加热电源负载参数变化引起固有谐振频率变化,从而导致逆变器效率降低的现象,提出并实现了一种以集成高速锁相环74HC4046为核心,应用于以功率MOSFET为主开关器件的1MHz串联谐振感应加热电源的无相差频率跟踪控制系统中,对电源的输出频率进行实时控制,实现逆变器工作频率对负载谐振频率的同步跟踪,并就控制系统的相位补偿和起动等问题进行了分析讨论.推出了适用于高频逆变电源的锁相环数学模型,并用Pspice进行了仿真分析和实验验证.     

焊接电源中横向磁通感应线圈的研究与设计

对高频感应加热电源中的线圈进行了研究与设计.电源加热采用横向磁通感应式,它能有效克服线圈对工件大小、形状等的束缚,尤其适合无磁性材料的加热处理.首先分析了纵向磁通与横向磁通感应加热的区别,在对横向磁通涡流场及温度场分析的基础上,建立了横向磁通感应加热的数学模型.根据实际要求,设计出满足铜排焊接要求的线圈结构,通过试验验证了设计的横向磁通感应线圈在铜排焊接电源应用中的可行性与合理性,从而进一步改进了传统的铜排焊接工艺.     

船舶甲板感应加热矫平机电能变换及能量转换系统

船厂以往均采用火焰加热工艺矫平工艺平整甲板,容易引发火灾且平整效率较低。感应加热矫平工艺采用感应加热矫平机将三相正弦波高压小电流交流电变换成单相高频矩形波低压大电流交流电,并通过电磁、磁电转换在钢板中产生涡流热能和磁滞热能,快速、精准、可控地加热甲板特定区域。感应加热矫平机由固定式调功器、移动式调频器和小车式感应加热器通过电缆串联组成,突破了不能高效长距离输送高频低压大电流交流电的技术瓶颈;研发了变频器频率跟踪、调节及锁相技术,保证了输出回路为准纯电阻性态,高效利用电网电能;设计了小车式感应加热器,可按需移至任意区域施行矫平工艺,参数可就近调节。实验室测试和造船厂应用表明：船舶甲板感应加热矫平机电能变换及能量转换系统工作稳定可靠,可始终保证矫平机工作在准谐振状态,使感应加热器输出功率因数接近为1。     

倍频分时控制IGBT180kHz/50kW高频感应焊接电源

为了提高IGBT组成的逆变器输出频率,IGBT必须增加电流定额,而且输出频率的提高也有限.将两组逆变器进行分时控制,可实现输出频率的提高.采用倍频式IGBI分时控制180 kHz大功率焊接电源.逆变器每个桥臂采用两个IGBT并联,对每个IGBT进行分时控制,每个IGBT的工作频率和开关损耗减小了一半,逆变器的工作频率是IGBT开关频率的两倍,达到了180kHZ.逆变器工作在负载串联谐振状态,开关管IGBT工作在零电流开通(ZCS)和零电压关断(ZVS)的条件下.设计了功率为50 kW、输出频率为180 kHz、基于IGBT的串联谐振焊接电源,给出了设计参数和试验波形.     

基于DSP+CPLD的脉冲均匀密度功率调节感应加热电源

目前高频感应加热电源的输出功率调整主要是通过改变逆变器的输出额率或改变逆变器的直流电压输入方式来实现的,这种方法开关损耗大.采用DSP+CPLD实现一种脉冲均匀密度的功率调节(PSM),该100 kHz串联谐振逆变电源在逆变桥进行功率调节,弥补了开关损耗大的缺点.以往脉冲密度调节方式的实现主要是通过计数器等模拟电路实现的,本设计采用CPLD实现,具有控制电路简单,可靠性强等优点.详述了脉冲均匀调制的原理及其CPLD的设计实现,给出了CPLD程序模块图以及仿真波形和试验结果,试验证明了这种方案的可行性.     

IGBT感应加热/钎焊电源的控制电路设计

采用新型功率半导体开关器件IGBT来研究开发感应加热/钎焊电源,将比普通的晶闸管电源更具有技术经济优势.分析了IGBT感应加热/钎焊电源的特点,采用调压调功方式和频率跟踪技术,提出了大功率超音频串联谐振电源设计的方案,基于锁相环(PLL)和可编程门阵列(GAL)器件设计了一种控制电路,分析了其工作原理及试验测试结果.     

铜磷钎料热拉拔过程加热工艺对钎料组织和塑性的影响

研究了铜磷钎料的冷脆性、热塑性和热塑加工性在热拉拔过程中不同加热方式下的变化情况,重点分析比较了铜磷钎料的加热方式和温度调控方法与铜磷钎料加热电源的输出特性的关系. 结果表明,相对稳定的钎料温度是高效拉拔的关键. 在诸多加热方式中,直流高频开关电源具有钎料温度易调控、电能热能转换效率高、拉拔过程稳定的优点.     

高频感应钎焊中电源频率的优化选择

在高频感应钎焊的过程中，要获得良好的钎焊接头，必须要根据接头材料的物理性能选择合适频率的高频电源，采用计算机数值分析手段建立了感应加热电源及其频率范围的选择数值分析模型。研究表明，数值解析法可以作为高频感应钎焊感应加热设备设计的重要方法。在对高频电源电流频率等参数的选择时，利用数值解析模型所得到的解析近似解进行频率选择比传统经验公式更精确。因为后者由平面电磁波在导电媒质中的传播特性导出，更适合于板状结构感应加热时频率的选择。而对于管状或其它复杂形状，利用数值解析解可以较好地对高频电源的频率进行优化选择。     

100MN挤压机配套IGBT感应加热炉调试与国产化改造

针对传统以晶闸管控制、谐振变压器匹配的感应加热电源效率低、损耗大,寿命短的问题,以某公司进口感应加热炉为基础,通过调试和国产化改造,提出一种新型铝合金感应加热电源,并对感应加热电源的整流、逆变、谐振回路以及控制进行了详细的分析与研究.     

机电一体化感应加热设备的应用进展

随着感应热处理技术的不断发展,对感应热处理设备提出越来越高的要求.感应加热电源:可控硅中频电源、IGBT全固态中频、超音频电源、MOSFET全固态高频电源,以及机电一体化技术的出现都为感应热处理的发展打下了坚实基础.本文介绍了新型感应加热电源及自动化、高机械化程度的机床设计开发程序,以及典型的应用实例.为缩短与发达国家在感应热处理设备方面的差距,我国的感应热处理设备正向节能、高效、机械化、自动化发展,已开发出一系列先进的、多品种的机电一体化感应加热成套设备,克服了传统感应热处理设备许多缺陷,满足了大批量生产的要求.     

高频感应加热电源常见故障分析

从分析高频感应加热电源的常见故障来判断,在高频感应加热设备中可能产生故障的部位从根本上予以解决.     

高频感应钎焊热管砂轮仿真与试验研究

为提高热管砂轮的强化换热优势,设计一种适合高频感应加热的热管砂轮感应器,并使用仿真软件分析电流大小、加热间隙、线圈夹角3个参数对钎焊温度分布的影响,由此确定热管砂轮高频感应钎焊的优化参数组合。最后,利用优化的感应器结合高频感应钎焊技术制成CBN磨粒热管砂轮。试验结果表明:加热时基体温度分布均匀,砂轮表面钎料与砂轮基体和磨粒结合良好,CBN磨粒有序排布,验证了钎焊工艺参数和感应器结构设计的合理性。      

串联式IGBT串联谐振感应钎焊电源及其控制

针对串联式IGBT串联谐振感应钎焊电源设计中的一些问题进行了分析讨论，成功地研制开发出一台60kW全桥式IGBT串联谐振感应钎焊电源，与传统真空电子管式感应钎焊电源相比，其效率高、体积小、重量轻、操作方便、控制精度高、工作稳定可靠。本文对其结构、工作原理和控制系统进行了较为详细的介绍。     

ISP-PLD在晶闸管中频电源中的应用

介绍了ISP-PLD的原理、特点以及开发方法和步骤。ISP—PLD是20世纪80年代末发展起来的新型器件，其逻辑功能可在线进行修改或重构，在电子领域中引入了“软硬件”这个全新的概念，为数字电路的设计建立了新平台。研制了以ISP-PLD为控制核心的晶闸管中频电源。中频电源是金属熔炼、锻压透热、表面热处理和材料焊接的重要加热手段，晶闸管中频电源具有体积小、质量轻、效率高、噪声小、操作简单、维护方便等优点，已成为中频电源的主流。ISP—PLD的应用，实现了电源的数字触发、输出特性控制、零压扫频起动等功能。