新一代固態高頻焊機

新一代固態高頻焊機,采用全數字整流控制板、全數字逆變控制板、速度功率閉環技術、以太網組網技術、云端控制技術,使用先進的制造工藝,在焊管現場得到了可靠性和技術指標驗證,現已進入批量化生產階段,逐步推向市場。

新一代固態高頻焊機,經過三正電氣公司研發人員的不懈努力,已研發成功,并在焊管現場得到了可靠性和技術指標驗證,現已批量生產并投入市場。

控制技術

【顯示儀表數字化】

整流柜面板安裝多功能數字表,具有三相進線電壓、三相進線電流、功率因數、無功功率、有功功率、電能、直流電壓、直流電流等參數顯示,并通過通訊遠傳至上位機實現控制、顯示和記錄。

【全數字整流控制板】

新一代固態焊機,采用現場可編程邏輯門陣列(FPGA)主控芯片,主頻高達100M;16位A/D轉換芯片(原控制板采用8位A/D轉換芯片),數據分辨精度高;取消了板卡上的所有調節電位器(原控制板中有12個調節電位器),彩色觸摸屏控制和參數設定,調試、操作簡單直觀。整流板中的所有參數可以通過通訊遠傳至上位機顯示和記錄。FPGA特有的并行工作方式可保證程序各單元模塊相互高速獨立運行,并且由于FPGA芯片內部為硬線邏輯,不存在程序跑飛的問題,增強了控制系統的穩定性。全數字整流板采用雙閉環PI調節器,內環為電流調節環,外環可設為恒功率或恒壓兩種工作模式(觸屏可選),具有控制精度高、調節速度快、靈活性強、接口擴展性好等特點,做到真正的一鍵控制。

【全數字逆變控制板】

三正新一代固態高頻焊機融合了國際上同類產品先進的控制理念,采用現場可編程邏輯門陣列(FPGA)主控芯片實現了固態高頻焊機的定角鎖相控制、上/下限頻率失鎖保護等先進控制保護技術,使設備運行更加穩定、效率更高,對焊管生產中的感應器短路及開路故障保護更加準確有效。同時具有頻率輸出功能,可遠傳運行參數至PLC顯示并記錄。

新的逆變控制板采用脈沖屏蔽技術(PSM)進行逆變調功,圓滿解決了焊機的負載匹配問題,用戶在更換鋼管規格、接觸焊/感應焊切換時,不需要對焊機做任何改動即可實現阻抗匹配,確保焊機在任何工況下都可滿功率輸出,并且保證焊機在20%功率以上后直流電壓達到額定值,焊機在20%~100%額定功率工作時可保證最高的網側功率因數和最小諧波電流,具有傳統調功方式所不能比擬的優越性。

全數字整流板,全數字逆變板

【速度功率閉環技術】

新一代固態高頻焊機設計有最先進的脈沖屏蔽調功技術(PSM控制技術),可保證固態高頻焊機始終處于最高焊接效率、最高功率因數、最低網側諧波電流的最佳負載匹配狀態。全數字整流板和全數字逆變板相配合,可實現焊機的速度-功率閉環控制。客戶只需通過觸摸屏輸入生產規格、壁厚等參數,焊機可以根據車速自動計算高頻焊機的輸出功率,減少了鋼管的浪費、提高了鋼管的成品率及操作人員的生產效率。

【以太網組網技術】

整流柜與操作臺采用以太網通訊組建的分布式生產線。相比硬線控制具有現場布線簡單方便、降低客戶成本和維修成本等優勢。相比MODBUS通訊和DP通訊具有速度更快、抗干擾能力更強等特點。可以進行數據采集和記錄。

【云端控制技術(可選項)】

選配云端服務模塊,所有數據可以遠程監視和記錄,并能遠程控制生產線。方便客戶進行數據分析、產品質量控制、生產安排和更高要求的自動化控制。

圖3c以太網組網示意圖

工藝結構

【逆變橋板新工藝設計】

新工藝逆變橋板由全數控機床生產的12mm紫銅板表面鍍錫工藝+橢圓形內水道冷卻,水冷板表面更平整、冷卻效果更好,功率元件溫度在同等環境下比原逆變橋板(采用5mm厚紫銅板表面鍍錫工藝+表面焊接銅管冷卻方式)冷卻方式低3~5攝氏度,提高了功率器件的安全性。

全新逆變橋板

圖4 全新逆變功率橋板

【橋板高頻電容采用PCB板安裝工藝】

逆變橋板的高頻吸收電容布局更加合理,組裝維護更加便捷,電容數量為原橋板的3倍,吸收效果更好,保證了功率器件的安全運行。

【全新MOS驅動板】

增加了MOS負壓檢測功能、MOS管脈沖檢測功能、控制電源正電壓檢測功能,可有效防止設備帶病工作、減小維修不徹底帶來的二次損壞。

【匹配變壓器和槽路電容的保護】

匹配變壓器和槽路電容加裝溫度保護開關,防止水管管路堵塞造成的器件過熱損壞。

【逆變柜的輸出大腿連接感應器處,采用凹槽方式,掛螺絲連接,防止現場輸出大腿打火

【操作臺的高頻電壓表和電流表觸摸屏顯示】

焊機和操作臺通過通訊連接,在操作臺觸摸屏中顯示高頻的諧振頻率、有功、無功、電能、直流電壓、直流電流、電樞電壓、電樞電流等所有參數。

設備配置

標準配置】

全數字整流控制、全數字逆變控制、逆變橋板新工藝設計、橋板高頻電容采用PCB板安裝工藝、全新MOS驅動板、匹配變壓器和槽路電容保護、顯示儀表數字化。

選項配置】

速度-功率閉環控制功能、以太網組網技術、云端控制技術。

三正電氣新一代高頻焊機設備

三正電氣新一代固態高頻焊機內部構造

 


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