数据采集系统方案
直缝焊管生产线
技术方案
保定四方三伊电气有限公司
2015年4月
目 录
一、固态高频焊机技术说明 1
2．串联型固态高频焊机型号说明 1
3．串联型固态高频焊机工作原理 1
3.1 串联型固态高频焊机主电路结构 1
3.2 串联型固态高频焊机的定角控制技术 2
4．技术参数 4
5．控制与保护核心技术介绍 5
6．固态高频焊机主要元器件清单 5
二、固态高频焊机组成及简介 6
1．固态高频焊机组成 6
2．固态高频焊机简介 6
2.1 开关整流柜 6
2.2 逆变输出柜 6
2.3 连接光纤 6
2.4 水-水冷却系统 7
2.5 中央控制台 7
2.6 机械调整装置 7
三、设备使用要求 7
1．使用环境要求 7
3．外配水池水质要求 8
四、供货清单 8
五、供货范围 8
1．供方供货范围 8
2．需方负责提供 8
一、固态高频焊机技术说明
1．新一代串联型固态高频焊机特点
①固态高频焊机选用德国IXYS公司IXFN38N100Q2 38A/1000V大功率MOSFET和DSEI 2×61-12B 60A/1200V快恢复二极管组成串联型逆变电路。
②固态高频焊机采用模块化设计，结构更加紧凑，维护更趋简便，更易实现大功率化。
③具有独特的分桥过流保护技术，保证固态高频焊机使用的安全性。
④止动环融合了国际上同类产品先进的控制理念，采用定角锁相控制、上/下限频率失锁保护等先进控制技术，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的保护更加准确有效。
⑤固态高频焊机的进线端不需要升压/降压整流变压器，与电子管焊机或并联型焊机相比，具有明显的节能效果（与电子管焊机相比，在同等焊接条件下，节电≥30%）。
2．串联型固态高频焊机型号说明
3．串联型固态高频焊机工作原理
3.1 串联型固态高频焊机主电路结构
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串联型固态高频焊机主电路结构如图1所示，它是一种典型的AC－DC－AC变频结构。整流器采用三相桥式晶闸管相控整流电路，直流侧采用电感、电容构成LC滤波器以满足电压型逆变器的工作要求。电压型逆变器采用模块化并联结构以拓展电源功率，每个逆变模块为单相MOSFET桥式电路，各个逆变器模块通过高频匹配变压器和串联谐振槽路相连。匹配变压器一方面实现功率的合成和阻抗匹配，另一方面实现负载和电源的电气隔离。整个高频焊机结构紧凑、体积小、维修方便、故障率低。为对电压型逆变器过流故障进行有效、快速保护，本公司采用了独特的、稳定可靠的过流保护电路，保证了逆变器的安全可靠运行。
图1 固态高频焊机电路结构
3.2 串联型固态高频焊机的定角控制技术
3.2.1 串联型固态高频焊机的工作原理
电压型谐振逆变器也称串联谐振型逆变器，是整个固态高频电源的最关键部分，逆变器模块的结构及其输出电压、电流波形如图2所示。通过控制MOS管1、3和2、4的交替通断，串联谐振型逆变器的输出电压uH为近似方波，由于逆变器输出电压的频率处于谐振槽路的谐振频率附近，此时谐振槽路对逆变器输出电压基波具有最小阻抗，对其他高次谐波具有高阻抗，因此负载电流iH近似为正弦波。
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图2 电压型谐振逆变器电路结构及其输出波形
串联谐振逆变器的典型工作状态可分为感性、阻性、容性3种，图3风力发电汽车分别示出了这3种工作
状态的逆变器输出电压、电流的试验波形。
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