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ⅠTécnicoDescrição
1Características da nova geração de soldadoras H.F.
- O soldador H.F. de estado sólido adota a MOSFET de alta potência da empresa IXYS da Alemanha IXFN38N100Q2 38A/1000V e o diodo de recuperação rápida DSEI 2×61-12B 60A/1200V para compor um circuito invertível de tipo de série.
- A soldadora HF de estado sólido adota um projeto de modularização com uma estrutura mais compacta, o que facilita muito a manutenção e a realização de alta potência.
- Possui uma tecnologia particular de proteção contra a sobrecorrência dividida por pontes que garante a segurança do equipamento.
- Combina o método de controlo avançado internacional dos mesmos produtos, adota tecnologias avançadas como o controlo de bloqueio de fase de ângulo fixo,Proteção contra perda de bloqueio do limite de frequência superior/limite de frequência inferior, etc.Com estas tecnologias, os equipamentos funcionam de forma mais estável, mais eficiente,Proteção mais precisa e eficaz contra o mau funcionamento do inductor por curto-circuito e circuito aberto durante a produção de soldadura de tubos.
- A soldagem H.F. em estado sólido não requer transformador rectificador step-up/step-down, em comparação com a soldagem de tubos a vácuo e a soldagem de tipo paralelo;tem efeitos significativos de poupança de energia (sob as mesmas condições de solda, economia de energia ≥ 30% em comparação com a soldadora de tubos a vácuo).
2. Modelo de instruções para a soldadora H.F. de estado sólido
3.Princípio de funcionamento da soldadora HF de estado sólido
3.1 MEstrutura do circuitode sSoldador H.F.
A estrutura do circuito principal da soldadora HF em estado sólido é a seguinte: fig.1É uma estrutura de frequência variável AC-DC-AC típica.condensador para compor filtros LC que satisfaçam os requisitos de funcionamento de um inversor de tensãoO inversor de tensão adota uma estrutura paralela de modularização para alargar a potência da fonte de alimentação.Cada módulo de inversor é um circuito de estilo ponte MOSFET de fase única conectado a um circuito de tanque de ressonância em série por HPor um lado, o transformador de correspondência realiza a combinação de potência e a correspondência de impedância; por outro lado, ele realiza o isolamento elétrico da carga e da fonte de alimentação.Para colocar proteção eficaz e rápida sobre o mau funcionamento de sobre-corrente do inversor de tipo de tensão, a nossa empresa introduz um circuito especial e estável de proteção contra sobrecorrência que garante o funcionamento seguro e estável do inversor.
Fig. 1Estrutura do circuito de uma soldadora H.F. de estado sólido
3.2 Princípio de funcionamento do sSoldador H.F.
O inversor de ressonância de tipo de tensão, também chamado inversor de ressonância de tipo de ligação em série, é a parte mais crítica de toda a fonte de alimentação H.F. em estado sólido; a figura 2 mostra a estrutura,tensão de saída e onda de corrente do módulo do inversor. Ao controlar a ligação e a desconexão alternativas de MOS 1&3, MOS 2&4, a tensão de saída do inversor do tipo de ligação em série uHé próxima da onda quadrada, devido à frequência da tensão de saída do inversor ser próxima da frequência de ressonância do circuito do tanque de ressonância,e agora a tensão de saída do inversor onda fundamental do circuito do tanque de ressonância para o inversor tem o valor de impedância mínima, o valor máximo de impedância para outros altos harmônicos, portanto corrente de carga iHestá perto da forma de onda sinusoidal.
Fig. 2 Estrutura do circuito do inversor de ressonância do tipo de tensão e forma de onda de saída
O estado de funcionamento típico do inversor de ressonância de ligação em série pode ser dividido em três tipos: sensibilidade, vazamento resistivo, capacitivo.A figura 3 mostra separadamente os três estados de funcionamento ̇ tensão de saída do inversor, correntes e formas de onda experimentais.
(a) estado de sensibilidade reduzida (b) estado de capacidade reduzida (c) estado de vazamento resistivo
Fig. 3 Formas de onda de saída do inversor de ressonância de ligação da série
Quando o inversor de ressonância de ligação em série funciona com baixa sensibilidade (fig. 3a), a frequência de funcionamento do inversor é ligeiramente superior à frequência de ressonância inerente do circuito do tanque de ressonância,I.e corrente de carga iHLag para carga tensão uHum ângulo elétrico Agora, a troca de corrente do inversor tem várias características: 1) A partida da parte é de voltagem zero (ZVS), corrente zero (ZCS), teoricamente o desperdício da partida da parte é zero;2) Parto de desligamento é tensão zero, de corrente diferente de zero, mas devido a uma corrente pequena quando a parte é desligada, mais uma corrente de troca de tensão zero (ZVS), de modo que o desperdício de desligamento da parte também é pequeno;3) a indutância de desvio do circuito tem um efeito pequeno no intercâmbio de corrente do inversor4) O trocador de corrente não requer características de recuperação para trás do diodo paralelo inverso, as peças sofrem um impacto de sobretensão muito pequeno ao trocar corrente.
Quando o inversor de ressonância de ligação em série funciona no estado capacitivo (fig. 3b), a frequência de funcionamento do inversor é ligeiramente inferior à frequência de ressonância inerente do circuito do tanque de ressonância, ou seja,corrente de carga iHavançar para a tensão de carga uHum ângulo elétricoAgora, a troca de corrente do inversor tem várias características: 1) Parts desligamento é tensão zero (ZVS), corrente zero (ZCS), teoricamente o desperdício da parte desligamento é zero;2) A partida da parte é de alta tensão, grande corrente, de modo que o desperdício de arranque da peça é muito grande; 3) a indutividade de desvio do circuito tem um forte efeito sobre a troca de corrente do inversor;4) corrente de recuperação para trás de diodo paralelo inverso de MOS rendimento forte oscilação de corrente de tensão, as peças sofrem muito forte impacto de sobretensão quando corrente-troca, ameaça a segurança parte de energia correndo severamente.
Quando o inversor de ressonância de ligação em série funciona em estado de vazamento resistivo (fig. 3c), a sua frequência de trabalho é igual à frequência de ressonância inerente do circuito do tanque de ressonância, ou seja, corrente de carga iHtem a mesma posição de fase com tensão de carga uHTeoricamente, o estado de vazamento resistivo é o melhor estado de funcionamento, mas na verdade devido aos efeitos do período da zona morta e do circuito de absorção de resistência e capacidade,Condição de funcionamento da parte de câmbio de corrente do inversor não está em boas condições, também a flutuação de carga faz com que o inversor desvie para o estado de trabalho capacitivo facilmente, ameaça o funcionamento estável e seguro do inversor.
A partir da análise acima, sabemos que o melhor estado de funcionamento do inversor de ressonância de ligação em série é o estado de ressonância padrão de baixa sensibilidade.
Além disso, em comparação com outras empresas de ligação paralela ressonância HF fonte de alimentação, a nossa empresa de ligação em série ressonância HFPeças de alimentação não só tem pequeno desperdício de interruptor e alta eficiência de alimentação, mas também tem uma proteção muito melhor contra vários mau funcionamento do circuito do tanque de ressonância.
4. Parâmetros técnicos do300 kW H.F. em estado sólidoSoldador
1 Parâmetros concebidos
- Potência nominal: 300 kW
- Potência nominal de CC: Pd= 360 kW
- Voltagem nominal de CC: UDN= 380 V
- Corrente nominal de CC: IDN= 800A
- Eficiência total: η≥85%
- Potência de saída: Pfora.> 300 kW
- Frequência projetada: f=300~350kHz
- Inverter MOSFET: 120kW × 3
- Modo de saída do circuito do tanque: sem saída do transformador de solda, ressonância secundária
2 Requisitos de distribuição de energia
- Potência nominal: 300 kW
- Potência nominal de CC: Pd= 360 kW
- Fator de potência linear: COSφ≥0.9
- Capacidade de distribuição de energia: S≥400kVA
- Voltagem de alimentação: 380V/60Hz de três fases
- Corrente de entrada: I=650A
- Cable line-in: cada fase adota duas peças de 150 mm2cabo de cobre ligado em paralelo, de 3 fases e 4 linhas
3 Sistema de arrefecimento água-água
- Com a adoção de um trocador de calor água-água
- Pressão da água de circulação interna: 0,15 a 0,25 MPa
- Fluxo de água de circulação interna: 18 m3/h
- Temperatura da circulação interna da água: ≤ 40°C
- Temperatura da água de retorno de circulação interna: ≤ 55°C
- Área do trocador de calor: ≥ 15 m2
- Fluxo de água de circulação externa: 30 m3/h (fornecido pelo utilizador)
- Temperatura da água de entrada de circulação externa: ≤ 35°C
- Aumento da temperatura da água de circulação externa do trocador de calor: ≤ 15°C
- Pressão da água de admissão: 0,25 ± 0,3 MPa (aproximadamente 2,5 ± 3 kg/cm2)2)
- Volume para piscina de água de circulação externa: ≥ 30 m3(fornecido pelo utilizador)
5.Instruções técnicas básicas de controlo e protecção
- A soldadora H.F. de estado sólido adota a mais avançada técnica de controle de bloqueio de fase de ângulo fixo, o estado de funcionamento do inversor não muda quando o circuito do tanque de carga muda,que mantêm o trabalho no melhor estado de ressonância de baixa sensibilidade o tempo todo, o soldador trabalha de forma estável e com elevada eficiência.
- A soldadora H.F. de estado sólido tem funções avançadas como proteção contra perda de bloqueio alta/baixa, proteção contra limite superior/limite inferior de frequência, sobre-corrente invertida, sobre-voltagem do circuito do tanque, etc.Também mais preciso e eficiente em circuito aberto, curto-circuito, arco de mau funcionamento do inductor, garante o funcionamento estável do soldador.
- Além de proteções regulares, cada ponte inversor adota várias proteções, tais como lado DC sobre-corrente, lado AC sobre-corrente, lado AC sobre-voltagem e etc. Ele percebe a redundância de proteção,Garante o funcionamento seguro do inversor.
- O circuito de controlo lateral do retificador adota uma tecnologia de chip único que resolve com êxito o reconhecimento automático de fase, ou seja, não há requisitos na linha de entrada de alimentação de três fases;Circuito de gatilho do tiristor adota todos os gatilhos de intervalo digital igual, reduz os harmônicos não característicos mais distantes e a poluição da rede de energia.
- O circuito de controlo do retificador tem função de arranque suave e de parada suave, que impede que o soldador tenha sobre-corrente e sobre-voltagem causadas por um aumento excessivo da corrente e da tensão no arranque/paragem.
- Ele adota transformador de correspondência para realizar isolamento elétrico e correspondência de carga de estado sólido H.F. soldador com méritos de todo o conjunto de alta eficiência, fácil regulação de correspondência.
- O soldador tem uma grande potência permitida, quando em boas condições de correspondência de carga, permite funcionar por menos de 110% de potência nominal por um longo tempo, pelo menos.
- Com a adoção de PLC e touch-screen para compor sistema de controle HMI que é altamente inteligente e fácil operação.
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