新一代固态高频焊机

新一代固态高频焊机,采用全数字整流控制板、全数字逆变控制板、速度功率闭环技术、以太网组网技术、云端控制技术,使用先进的制造工艺,在焊管现场得到了可靠性和技术指标验证,现已进入批量化生产阶段,逐步推向市场。

新一代固态高频焊机,经过三正电气公司研发人员的不懈努力,已研发成功,并在焊管现场得到了可靠性和技术指标验证,现已批量生产并投入市场。

控制技术

【显示仪表数字化】

整流柜面板安装多功能数字表,具有三相进线电压、三相进线电流、功率因数、无功功率、有功功率、电能、直流电压、直流电流等参数显示,并通过通讯远传至上位机实现控制、显示和记录。

【全数字整流控制板】

新一代固态焊机,采用现场可编程逻辑门阵列(FPGA)主控芯片,主频高达100M;16位A/D转换芯片(原控制板采用8位A/D转换芯片),数据分辨精度高;取消了板卡上的所有调节电位器(原控制板中有12个调节电位器),彩色触摸屏控制和参数设定,调试、操作简单直观。整流板中的所有参数可以通过通讯远传至上位机显示和记录。FPGA特有的并行工作方式可保证程序各单元模块相互高速独立运行,并且由于FPGA芯片内部为硬线逻辑,不存在程序跑飞的问题,增强了控制系统的稳定性。全数字整流板采用双闭环PI调节器,内环为电流调节环,外环可设为恒功率或恒压两种工作模式(触屏可选),具有控制精度高、调节速度快、灵活性强、接口扩展性好等特点,做到真正的一键控制。

【全数字逆变控制板】

三正新一代固态高频焊机融合了国际上同类产品先进的控制理念,采用现场可编程逻辑门阵列(FPGA)主控芯片实现了固态高频焊机的定角锁相控制、上/下限频率失锁保护等先进控制保护技术,使设备运行更加稳定、效率更高,对焊管生产中的感应器短路及开路故障保护更加准确有效。同时具有频率输出功能,可远传运行参数至PLC显示并记录。

新的逆变控制板采用脉冲屏蔽技术(PSM)进行逆变调功,圆满解决了焊机的负载匹配问题,用户在更换钢管规格、接触焊/感应焊切换时,不需要对焊机做任何改动即可实现阻抗匹配,确保焊机在任何工况下都可满功率输出,并且保证焊机在20%功率以上后直流电压达到额定值,焊机在20%~100%额定功率工作时可保证最高的网侧功率因数和最小谐波电流,具有传统调功方式所不能比拟的优越性。

全数字整流板,全数字逆变板

【速度功率闭环技术】

新一代固态高频焊机设计有最先进的脉冲屏蔽调功技术(PSM控制技术),可保证固态高频焊机始终处于最高焊接效率、最高功率因数、最低网侧谐波电流的最佳负载匹配状态。全数字整流板和全数字逆变板相配合,可实现焊机的速度-功率闭环控制。客户只需通过触摸屏输入生产规格、壁厚等参数,焊机可以根据车速自动计算高频焊机的输出功率,减少了钢管的浪费、提高了钢管的成品率及操作人员的生产效率。

【以太网组网技术】

整流柜与操作台采用以太网通讯组建的分布式生产线。相比硬线控制具有现场布线简单方便、降低客户成本和维修成本等优势。相比MODBUS通讯和DP通讯具有速度更快、抗干扰能力更强等特点。可以进行数据采集和记录。

【云端控制技术(可选项)】

选配云端服务模块,所有数据可以远程监视和记录,并能远程控制生产线。方便客户进行数据分析、产品质量控制、生产安排和更高要求的自动化控制。

图3c以太网组网示意图

工艺结构

【逆变桥板新工艺设计】

新工艺逆变桥板由全数控机床生产的12mm紫铜板表面镀锡工艺+椭圆形内水道冷却,水冷板表面更平整、冷却效果更好,功率元件温度在同等环境下比原逆变桥板(采用5mm厚紫铜板表面镀锡工艺+表面焊接铜管冷却方式)冷却方式低3~5摄氏度,提高了功率器件的安全性。

全新逆变桥板

图4 全新逆变功率桥板

【桥板高频电容采用PCB板安装工艺】

逆变桥板的高频吸收电容布局更加合理,组装维护更加便捷,电容数量为原桥板的3倍,吸收效果更好,保证了功率器件的安全运行。

【全新MOS驱动板】

增加了MOS负压检测功能、MOS管脉冲检测功能、控制电源正电压检测功能,可有效防止设备带病工作、减小维修不彻底带来的二次损坏。

【匹配变压器和槽路电容的保护】

匹配变压器和槽路电容加装温度保护开关,防止水管管路堵塞造成的器件过热损坏。

【逆变柜的输出大腿连接感应器处,采用凹槽方式,挂螺丝连接,防止现场输出大腿打火

【操作台的高频电压表和电流表触摸屏显示】

焊机和操作台通过通讯连接,在操作台触摸屏中显示高频的谐振频率、有功、无功、电能、直流电压、直流电流、电枢电压、电枢电流等所有参数。

设备配置

标准配置】

全数字整流控制、全数字逆变控制、逆变桥板新工艺设计、桥板高频电容采用PCB板安装工艺、全新MOS驱动板、匹配变压器和槽路电容保护、显示仪表数字化。

选项配置】

速度-功率闭环控制功能、以太网组网技术、云端控制技术。

三正电气新一代高频焊机设备

三正电气新一代固态高频焊机内部构造