Tecnologia e principio di funzionamento della saldatrice ad alta frequenza a stato solido

I.INTRODUZIONE DI ATTREZZATURE AD ALTA FREQUENZA DEI PRIMI TUBI PER VUOTO

20 anni fa, le fonti di energia ad alta frequenza (comunemente note come "forni ad alta frequenza") utilizzate per la saldatura di tubi e il trattamento termico in Cina erano principalmente apparecchiature con tubi elettronici (noti anche come "tubi a vuoto") come componenti principali dell'inverter. Il principio di base è mostrato nella figura seguente:

La normale corrente alternata industriale (trifase a quattro fili 380 V/50 Hz in Cina) viene convertita in corrente alternata regolabile che va da O a 380 V (frequenza invariata) attraverso un regolatore di tensione CA a tiristori, quindi aumentata fino a quasi 1 OOOOV di alta tensione (frequenza invariata) da un trasformatore, quindi raddrizzato da un circuito raddrizzatore ad alta tensione a decine di migliaia di CC ad alta tensione, quindi oscillato dal tubo a vuoto alla corrente HF e HV, quindi attraverso la risonanza parallela LC per amplificare la corrente oscillante. e dopo la riduzione della tensione fornire all'induttore utilizzato per il riscaldamento di tubi in acciaio e altri pezzi ecc.

Lo scopo della regolazione della tensione CA è regolare la potenza in ingresso e in uscita per soddisfare i requisiti di lavoro e, quando si regola la tensione, è necessario anche renderla stabile per garantire la stabilità della potenza in uscita dell'apparecchiatura in determinate condizioni operative.

A causa dell'uso del tubo a vuoto (piccoli componenti di corrente ad alta tensione), la tensione deve essere aumentata o non può produrre una grande potenza. Ma allo stesso tempo. Per adattarsi alla piccola impedenza dell'induttore, è necessario ridurre ulteriormente la tensione.

Le foto sottostanti sono apparecchiature di tempra HF con tubo a vuoto a circuito singolo da 600KW e ad alta frequenza a circuito triplo da 100KW.

Nel settore della saldatura dei tubi esiste ancora un numero limitato di tubi a vuoto ad alta frequenza, mentre in campi come la tempra e la brasatura i tubi a vuoto ad alta frequenza sono ancora ampiamente utilizzati.

Poiché questi tubi a vuoto appartengono ai prodotti eliminati, non li presenteremo in dettaglio qui.

II.PRINCIPIO DI FUNZIONAMENTO AD ALTA FREQUENZA A STATO SOLIDO

La cosiddetta "alta frequenza a stato solido" è dovuta al fatto che utilizza transistor (transistor ad effetto di campo MOS o IGBT) come componenti principali dell'inverter. A differenza dei tubi a vuoto, sono cavi (l'interno è pieno di gas nobile, quindi possono essere definiti "gassosi") ,i transistor sono solidi.

L'alta frequenza a stato solido è un prodotto aggiornato dell'alta frequenza del tubo a vuoto e il suo circuito principale è simile alla frequenza media del tiristore, ma diverso dall'alta frequenza del tubo a vuoto. Il suo principio di base è il seguente:

La normale CA trifase (380 V e frequenza 50 HZ in Cina) viene convertita in CC pulsante a tensione regolabile tramite un circuito raddrizzatore (SCR o diodo e IGBT), questa CC viene filtrata o l'onda piatta diventa CC livellante e quindi entra nel ponte dell'inverter ( utilizzando MOSFET o IGBT a transistor di potenza di grandi dimensioni) per diventare corrente ad alta frequenza. Questa corrente ad alta frequenza viene fornita alla risonanza del carico del circuito del serbatoio e può essere utilizzata per il riscaldamento dei metalli. Le unità di potenza del ponte inverter adottano una struttura modulare. Ogni coppia di moduli di potenza è la stessa. Ma il numero di moduli di potenza utilizzati varia a seconda della potenza dell'apparecchiatura. l'apparecchiatura è grande o piccola, la struttura è sostanzialmente la stessa. Il circuito del serbatoio risonante è in serie o in parallelo. Nessuna alta tensione e nessun trasformatore step-down di uscita.

Rispetto ai tubi a vuoto ad alta frequenza, i vantaggi delle apparecchiature ad alta frequenza a stato solido sono i seguenti:

1. Buona qualità di saldatura: il confronto mostra che i tubi di acciaio saldati con apparecchiature ad alta frequenza a stato solido hanno una larghezza di saldatura e un calore uniformi e meno bave interne ed esterne

2. Risparmio energetico: i test dimostrano che con le stesse specifiche questa saldatrice può risparmiare più del 25% di elettricità rispetto alle apparecchiature a tubi a vuoto

3. Risparmio idrico: a causa della piccola perdita di auto, non richiede troppa acqua di raffreddamento, quindi consuma più del 50% in meno di acqua rispetto alle apparecchiature a tubi sottovuoto con le stesse specifiche

4. Dimensioni ridotte e peso leggero: a causa delle dimensioni ridotte dei componenti principali (MOSFET) e dell'assenza di trasformatori di saldatura, regolatori di filamenti, bobine corrispondenti, circuiti di gate, ecc. Pertanto il volume complessivo è più piccolo di oltre 50°/4% rispetto a quello delle apparecchiature a tubi sottovuoto con le stesse specifiche

5. Facile da usare: nessuna tensione, la tensione di picco non supera poche centinaia di volt, quindi non causerà lesioni personali