IGBT超音频感应加热电源.pdf

#$%’() *$+,(-%-). /-%0 ! 1 2-0 3+40 5665 ·焊接设备与材料 ·! 文章编号：1665765C D 5665 E 6766!76! $%’ 超音频感应加热电源用于发电机绕组焊接的研究 沈锦飞，惠 晶，吴 雷 D 江南大学 信控学院，江苏 无锡 5 186!F E 摘要：在大功率发电机生产行业，发电机绕组焊接工艺主要采用阻焊，其缺点是热效率低，焊接时间长，并且加热的温度不均匀， 影响焊接质量。感应加热焊接法具有精确的加热深度和加热表面积，不需要外部热源，因而热量损耗低、工作环境清洁，且容易实 现功率密集，因而加热时间短，容易实现生产过程的自动化。本文介绍的超音频感应逆变电焊机采用直流斩波调压方式，输出功率 可从零开始调节。逆变器输出频率采用频率跟踪控制，:;* 工作在软开关状态，减小了:;* 的开关损耗，提高了整机的功率因 数，加热效率大大提高。 关键词：超音频感应加热；电焊机；:;* 中图分类号：*;8!G0 G 文献标识码： 频感应逆变电焊机输出功率连续可调。为了适应在焊接过程 ! 概述 中参数的变化，感应线圈内的电流频率自动跟踪参数的变 大功率发电机绕组焊接工艺是发电机生产的一个重要环 化，使感应线圈始终工作在最高效率状态。 节，焊接质量的好坏直接影响到发电机的寿命。目前国内在 大功率发电机生产行业，发电机绕组焊接工艺主要采用阻 超音频感应逆变电焊机系统设计 焊，其缺点是热效率低，焊接时间长，并且加热的温度不均 图5 是超音频感应逆变电焊机系统框图。图中交流电压 匀，影响焊接质量。随着我国发电行业的飞速发展，对发电 通过单相不可控整流电路转换为直流电压，通过直流斩波电 机的质量要求也越来越高，提高发电机绕组焊接工艺是发电 路进行功率调节，电流检测和电压检测信号通过模拟乘法器 机生产的一个重要环节。感应加热焊接法加热深度和加热表 转换成功率检测信号，和功率给定信号进行比较，其偏差通 面积精确，不需要外部热源，因而热量损耗低、工作环境清 过@:A 调节器进行调节，控制@#B 的输出脉宽，从而改变直 洁，被焊接的铜排不需要和感应器接触，且容易实现功率密 流斩波电路的输出功率，形成功率闭环控制。@#B 移相控制 集，因而加热时间短，容易实现生产过程的自动化。上世纪 器产生高频触发脉冲，通过驱动电路驱动 :;* 的导通与关 96 年代起，随着大功率器件的发展，各国都竞相研制以半导 断，将直流电压逆变为高频交流电压，通过高频变压器耦 体功率器件为开关元件的逆变式高频感应加热电源。目前， 合，输出到感应器负载。 作为超音频感应逆变电焊机的功率开关器件主要有:;* 。本 文设计的超音频感应逆变电焊机，应用先进的电力电子技 术，选用国际著名公司生产的电子器件，采用功率因数高、 功率自动调节、频率自动跟踪的控制技术，具有体积小、效 率高、加热速度快等优点。 图 超音频感应逆变电焊机系统框图 # 主电路设计 超音频感应逆变电焊机主电路如图! 。主电路分成功率调 节和功率逆变两部分。功率调节由二极管整流电路、@#B 斩 图! 发电机绕组焊接工艺示意图 波电路、功率控制电路组成，功率逆变由:;* 逆变器、驱动 图 为发电机绕组焊接工艺示意图。数 根发电机绕组 电路、频率跟踪控