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固態高頻電源系列
  • 名稱: 淬火機床
  • 型號:
  • 產地:
詳細介紹

淬火機床

  本機床主要適用于各種軸類、盤類及異形零件的感應淬火。

  機床采用數控系統實現淬火速度及位置的精確控制,能最大程度地滿足工件的淬火工藝要求。

機床的主要特性:

  1.采用數控(PLC)系統操作方便,顯示直觀,可根據工件的不同工藝要求,編制及儲存多種熱處理工藝程序。

  2.控制系統預留淬火加熱及冷卻水控制接口,可根據工藝要求對工件的加熱及冷卻過程進行全程控制。

  3.工件旋轉采用變頻調速,機械主升降傳動采用交流伺服驅動,進給速度均勻準確,淬火質量穩定。

  4.床身采用鋼板焊接結構,整體去應力處理。

  5.機床關鍵部件均采用防腐防磁材料或防銹處理。

  6.本機床的淬火方式:連續加熱噴淋淬火、分段加熱噴淋淬火及一次加熱噴淋淬火等。

 

 

 

 1.5米重型全封閉數控淬火機床

 4000立式淬火機床

 大直徑齒輪淬火機床

 


固態高頻電源按連續工作制設計。整套設備由STC單片機系統實現設備綜合連鎖控制及故障診斷功能,通過數碼顯示監視設備運行狀態。下面是各組成部分結構及性能的簡單描述:

1、 高功率因數整流柜

①整流柜采用PWM開關電源提高設備功率因數,直流側采用平波電抗作為濾波器以滿足逆變器(電流型逆變器)的工作要求,以達到降低設備輸出電壓脈動,提高紋波系數指標的目的。                                                                             

    

②整機輸出紋波系數不大于1%,確保了熔化質量。因為有磁芯變壓器作為二級電源隔離,同時整流采用PWM開關電源以及有平波電抗作為濾波器,避免了電網諧波成分對設備的干擾。


2、 逆變輸出柜

① 提供高頻淬火所需電源,主功率器件采用美國IR公司IRFP460和IXYS公司DSEI60-06A快恢復二極管構成電流型逆變器。

② 單層功率模塊輸出功率50KW,整機采用多層功率模塊并聯。額定工作頻率為400KHZ。相同功率模塊間具有互換性。該功率模塊可以可靠地工作在600KHZ,因此工作在400KHZ時是非常容易的。


3、固態高頻設備的工作原理

固態高頻電源實際上是一臺低電壓、大電流、交-直-交變頻電源,它將三相380V、50HZ交流經整流再逆變成為單相高頻交流電源,電路結構簡單,主電路整流部分是常用的可控硅三相全控橋式整流電路,采用PWM開關電源提高設備功率因數,逆變部分采用MOSFET場效應管,MA+、MA-與MB+、MB-及MB+、MB-的中點線恰似E字,因此我們稱為E類橋。

觸發控制只有二塊印刷電路板,一塊是可控硅三相全橋控制觸發板,另一塊是逆變控制板。

3.1可控硅電源與高功率因數電源的比較

比較參數

可控硅移相整流器

高功率因數電源

受控器件

可控SCR

IGBT

工作頻率

50Hz

6~12KHz

控制方式

移相觸發

PWM調制

輸入濾波

L、C

輸出濾波

L、C

L

輸出直流

半波

高密度直流方波

穩壓精度

<5%

<1%

穩流精度

<5%

<1%

冷卻方式

水冷

水冷

效率AC-DC

功率因數低,無功功率大

93%

功率因數

0~0.90可變

全范圍可達0.93以上

控制電路

復雜,有同步要求,不易集成

簡單,專用控制板,全封閉

體積

體積大,結構分散,重量重

體積小,結構緊湊,重量輕

對電網干擾

大,不易消除

小,易消除

調節器速度

較慢,毫秒級

極快,微秒級

節能效果

節能明顯

3.2高功率因數電源系統原理及構成

3.2.1、Buck降壓斬波器工作原理

當開關S接通時,電流沿回路1流動使L中電流增大儲能增加,為電容C和負載供電,當S斷開期間由于電感L中電流不能中斷,電感電流沿回路2繼續釋放電感儲能,此時由二極管承擔續流作用,電流隨電感能量減少而減少直到下一次開關S接通,重復這種開關操作達到輸出電壓電流平衡。控制開關器件S的通斷時間比例可以達到控制輸出電壓的作用,實際應用中,開關器件S采用大功率半導體器件IGBT或MOSFET來執行快速開關通斷控制;Buck電路是一種降壓電路,既輸出電壓總是小于輸入電壓,其優點是結構簡單,可以使輸出電壓由0V起步平滑調節,輸出電壓滿足:

              Vo=(ton/T)×Vi=d×Vi

          其中ton—斬波脈寬、T—斬波周期、d—占空比

3.2.2、PWM控制技術  

    PWM的含義是‘脈寬調制’的意思,也就是通過連續調整某一頻率的信號脈沖寬度,驅動開關器件,改變輸出電壓或電流脈沖波的平均值。就前面的Buck斬波器來說,讓開關器件S接受PWM信號控制,就能使輸出電壓按系統控制指令要求工作在要求的數量值上。

Buck斬波器開關頻率

f=1/T      f—頻率、T周期

理論上f越高越好,采用較小的LC參數就可達到較好的濾波效果,小功率開關電源的工作頻率往往做到數百千赫甚至更高,這樣可以大大減小濾波器體積和造價。但是大功率器件的開關頻率有限,過高的開關頻率會增加開關損耗,導致開關器件的發熱損壞,通常IGBT器件開關頻率只能達到幾kHz~幾十kHz。

3.2.3、設備采用了降壓斬波式工作原理,配置了過流、過載、過熱、短路等多重保護,確保設備安全可靠運行。工藝結構采用機架式整體設計,選用英飛凌IGBT開關器件,Epcos電解電容,控制用高性能進口芯片,具有運算精確溫漂小等特點,實現了高穩定性的直流電壓輸出控制。

3.3高功率因數電源技術參數:

    輸出紋波   ≤0.3%(有效值)

電源效率   ≥93%  AC-DC

功率因數   ≥0.92(實際測試)

負載靜態調整率 ≤0.1%V FSC(0-100%I FSC)

負載動態調整率 ≤0.5%V FSC

自動給定斜坡   4S(0.5~30S可調)

故障連鎖保護時間 ≤10μS

4、第四代固態高頻電源所具有的一些顯著特點

4.1 線路簡單,安裝方便

取消降壓變壓器后,節省了整流與變壓器之間的連接大線,整流柜與逆變柜之間的控制連線不足十根,方便配置。整流電源和操作臺之間的連線也很少。

4.2 保護齊全,維護方便

整機設置二十余種保護措施,最大限度提高設備穩定性,防止設備損壞。有報警信息經控制板相應處理后送至STC單片機。通過數碼顯示,維護人員可方便了解設備故障原因及處理對策。

整流板數碼管顯示說明如表


顯示

內容

狀態含義

處理辦法

“9”

高過流

·檢查控制線路板硬件跳閘電路是否有動作

·按電氣原理圖檢查主接觸器線圈回路是否有斷線

“8”

低過流

·檢查控制線路板電路是否有動作

·按電氣原理圖檢查主接觸器線圈回路是否有斷線

“4”

外部故障

·預留未用

“3”

電源故障

·檢查控制電源是否缺相、相序錯

·檢查電源檢測板保險是否熔斷

·檢查電網三相進線電壓是否太低、太高

“2”

冷卻故障

·檢查整流、逆變冷卻水壓力是否符合0.15~0.3MPa的要求

·檢查水壓繼電器常閉接點是否打開

“1”

主電路斷

·等待主接觸器吸合

·檢查主通控制繼電器常開點是否閉合

“0”

加熱早開

·加熱控制提前操作

·檢查主通控制繼電器常開點是否閉合

“y”

逆變故障

·檢查逆變控制板紅色指示燈是否點亮,查看數碼顯示,按指示含義排除故障

·檢查各端子接線是否松脫

·請與本公司技術人員聯系

“U”

調試狀態

·初步調機時使用

“L”

電流過大

·檢查感應器是否合適,感應器是否與負載壁有接觸

“d”

低壓運行

·設備正常,給加熱后以小電壓小電流運行

·設備上電自檢時顯示“d”,檢查電壓反饋信號是否有問題

“C”

逆變未起振

·檢查逆變柜有無問題

“b”

正在起振

·等待逆變正常工作

·檢查逆變柜有無問題

“A”

等待工作

·設備上電自檢無故障,等待加熱開始(正常狀態)

“H”

正常工作

·電壓電流比例正常,電壓大于50V時顯示


鎖相板數碼管顯示說明如表

顯示

內容

狀態含義

處理辦法

“9”

功率板故障

·檢查IGBT驅動板和綜合報警板是否有報警

“8”

跟蹤下限失鎖

·檢查槽路連接

·檢查感應器是否短路

“7”

高頻過壓

·檢查感應器和負載是否短路

·主機柜輸出有無短路、打火現象

“6”

頻率過高

·檢查感應器有無短路、打火現象

·檢查感應器內是否積累氧化皮短路

“5”

頻率過低

·檢查感應器有無短路、打火現象

·檢查感應器內是否積累氧化皮短路

“4”

跟蹤下限失鎖

·檢查感應器有無短路、打火現象

·檢查感應器內是否積累氧化皮短路

“3”

電源故障

·檢查鎖相板電源是否正常

“2”

冷卻故障

·備用

“1”

整流柜故障

·檢查整流是否報警

“U”

它激狀態

·初步調機時使用

“A”

正常等待

·設備上電自檢無故障,等待加熱開始(正常狀態)

“H”

正常工作

·整流、逆變工作正常


4.3 諧波干擾小,不污染電網

設計了若干匹配良好的濾波網絡,加之整流運行在全導通狀態,使得固態電源在滿功率運行時諧波成份很少,功率因數達到0.92以上。 

4.4 效率最高達85%以上,節能明顯、冷卻水用量少

先進的零電壓零電流開關技術(ZVZCS技術),消除了功率器件的開關損耗。

4.5 可靠性高,運行穩定

工藝布局合理,設計參數準確。

4.6 允許必要時設備降額使用

 在出現故障又想急于生產的情況下,設備可以降額使用,方便用戶生產。

4.7 所有控制板模塊具有通用性,免調整性


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