高周波基础知识培训教材ppt课件

高周波基础技术知识介绍 1 目录 一 高周波类别及原理二 高周波各组成部件三 低压控制四 高压回路五 高周波过流回路六 高周波火花回路七 高周波机械部分八 冷却系统九 高周调电技术 2 一 高周波原理及类别 1 高周波类别2 高频塑胶熔接机原理 3 1 高周波种类 高周波根据工作用途有以下机种 1 高周波塑胶熔接机 我们公司所用设备属于此类别 2 高周波预热机 3 高周波热处理机 4 高周波制管机 5 高周波木材烘干机 4 2 高频塑胶熔接机原理 高频塑胶熔接机 简称高频机 台湾称高周波 英文Hingfreguencyplasticwelder 高频塑胶熔接机是由电子管将电能转化为电磁波 经过振荡成为高频电磁场 再过各种传输路径把高频传送到镆具 上极 PVC胶布在镆具与接地 即高频电磁场的上 下极 之间 塑料极性分子发生极化现象剧烈运动而产生热量 胶布在模具压力下达到熔接定型的效果 可熔接胶布为纯PVC或含PVC30 以上的软硬胶皮 如图1 1高周波工作原理图 5 图1 1高周波原理图 6 二 高周波各组成部件 1 高周波动作程序2 电源3 变压器4 整流排5 真空管6 振荡桶7 调电装置8 负载 模具 7 1 机台动作程序 8 2 电源 1 总电 高压电房经过变压器降压获得380V电源 2 低压电房动力柜引电至现场动力开关箱 3 根据机台功率 在动力开关箱上设置不同规格的空气开关 机台电源从空气开关获得 4 机台设置高压空气开关 低压电源从高压空气开关的上方引入两相380V 机台上控制电源的开关仅高压空气开关和接触器 不同功率的设备 选用不同规格的空气开关及接触器 按如下选型 9 4 电源启动包含以下三个部分 第一 风机接触器得电 风机运行并吸合风机微动开关 从而提供真空管灯丝电源并冷却真空管灯丝 第二 灯丝降压接触器得电 真空管灯丝降压启动运行 真空管灯丝在冷却状态直接全压通电容易产生浪涌电流 需要降压启动 并需要串联一电阻降压 第三 高压接触器得电 经过一段预热时间后灯丝全压运行 10 3 变压器 1 变压器的工作原理 变压器是一种将交流电压升高或降低 且保持频率不变的静止电气设备 它都有一次和二次线圈 电流通过一次线圈产生磁场 再通过磁场感应改变二次电流 从而改变二次电压 2 变压器的变压比 n N1 N2 V1 V2变压比等于线圈匝数比 等于一 二次的电压比 当n 1时为升压变压器 当n 1时为降压变压器 3 分类 按变压比分为升压变压器和降压变压器 按相数分为单相 三相和多相变压器 按冷却方式分为油浸 自冷 风冷 水冷 干式 自冷 风冷 等 按功能分为电力变压器 控制变压器 电焊变压器等 11 4 控制变压器容量 输出容量P2 I2U2 I3U3 INUN VA 输入容量P1 P2 容量越大 效率值越高 1000VA以上时 为0 97左右 控制变压器一般用 BKXX 容量值 表示 5 接线 1 接线之前必须仔细看清设备铭牌上标记的额定电压及接线方式 2 多档位识别 通常变压器都有多个档位可以选择 如0 220 280 0 6 3 24 为我们常用的控制变压器 它的一次侧可以接0 220 即AC220V 也可接0 380 即AC380V 二次输出电压为6 3V或24V 或接6 3 24时为17 7V 三相干式高压变压器 二次只有三根高压线 而一次的每一相都有0 210 220 230 240 250 260或0 360 380 400 440等接线位 不同接线位所输出的高压值有所差异 3 各个档位的引出线接头 0是最靠近铁芯的 往外依次为210 220等 O是各个档位的公共抽头 也就是说 越靠内部的引出线 线圈匝数越小 则二次匝数除以一次匝数的值越大 即二次高压值越高 12 6 三相高压变压器的一次接线 有 和Y两种接法 13 7 高周波机台常用变压器 1 低压 控制变压器两个 分别为BK1KW 380 220 和BK50 380 220 24 2 火花器 灯丝变压器和高压变压器各一个 分别为220 2 5和220 1500 2000 2500 3 高压 真空管灯丝变压器和高压变压器各一个 分别为220 380 6 3 或12 6 8 13 和380 5KV 6KV 15KV等 8 变压器选型 14 9 变压器图片 高压变压器 E3062灯丝变压器 9T94灯丝变压器 7T69RB 3069灯丝变压器 8T25RA灯丝变压器 控制变压器 15 4 整流排 1 整流排利用桥式整流原理制作而成 2 整流排采用N个二极管串联后多排并联方式 组成三相整流器 常用元件为塑封二极管 IN5408 金属二极管 IN5408单个二极管的最高反向工作电压800V 正向导通电流为3A 目前100KW机台半相采用95个串联 4排并联组成 最高反向工作电压达 95 800V 76KV 最高反向工作电流 4 3A 12A 3 整流排安装时 应考虑散热空间及与机箱金属外壳的距离保持15CM以上 避免打火 16 4 整流排原理图 17 5 真空管 1 真空管为高周波机台的核心部件 直接影响生产产品的品质 2 真空管简介 真空管由灯丝 阴极 栅极 屏极 阳极 三个电极组成 栅极在灯丝下方 有陶瓷隔离呈圆环状 屏极为真空管的外壳 3 真空管阴极的种类 按结构分直热型和旁热型两种 直热型的阴极称为灯丝 旁热型阴极靠其它装置的加热体辐射加热 加热体称为加热器 阴极主要有以下3种 A 钨灯丝 温度加热到2500 K 加热电力非常大 一般不被采用 B 钍钨灯丝 1 钨中加入1 2 的氧化钍 表面稍稍被炭化 被还原的钍原子覆盖在钨的表面 2 温度加热到2000 K 3 相同的加热电力下可以得到10倍的放射电流 4 经常被采用大功率的发射管 18 C 涂氧化物的阴极 1 以镍为基本金属 表面涂上氧化钡或氧化锶 2 温度加热到1100 K 3 旁热型的加热器可以用一般的钨或钨合金 4 真空管灯丝电压 发射管在阴极加热的情况下才可以得到所需的放射电流 加热需要一定的加热电力 其加热电力的电压就是灯丝电压 A 钍钨灯丝和氧化钡阴极的发射电流是通过表面的活性物质的蒸发和从内部的扩散补充保持平衡以得到稳定 1 温度过高时 活性物质蒸发非常显著 蒸镀到栅极之后会发生栅极放射现象 打火 蒸镀到绝缘物上 其绝缘变坏 发生动作不稳定现象 2 温度过低时 补充明显减少 会失去平衡 有可能缩短使用寿命 B 直热形的灯丝电压要控制在额定值的 5 旁热型的加热器电压要控制在 10 3 测量灯丝电压时要测靠近灯丝部 C 灯丝瞬间电流要控制在额定电流的2倍以下 19 5 真空管正常工作 必须满足 1 灯丝 栅极 屏极之间有足够的绝缘 2 灯丝电压正常 真空管亮且发出热量 且要常期得电 3 阳极高压正常 直流 4 栅极电阻 回路 正常 6 各真空管使用参数设定 20 7 常用真空管 21 6 真空管使用注意事项 22 23 24 25 6 振荡桶 1 振荡桶又称振荡器 有圆桶与方桶两种 属高周波塑胶熔接机专用零件 圆桶又称同轴振荡器 分内桶 外桶 周滤圈 桶盖组成 振荡桶的电容量由内桶的表面积与内外桶之间的间距决定 即谐振腔的宽度 电感量由内 外桶的高度决定 2 如1 5示意图3 注意事项 1 勿使用于潮湿环境 并保持清洁 2 工作时人员物体至少须保持50 150mm距离 3 主体勿受尖硬物体撞击 使其变形 以免产生打火现象或影响振荡频率 4 内外桶壁如有氧化或打火痕迹较多时 应及时处理 以保证频率稳定 26 1 5振荡桶示意图 27 7 调电装置 1 目前使用的调电装置有两种 同调器和交联板与VC板组合2 同调器有7片板组合而成 同其调节难度教高 但过电较稳 如下示意图 可以通过调节输入片与输出片之间的距离调节过电快慢 输入片与输出片越近 过电越快 28 3 交联板与VC板组合 由四片铝板组合而成 目前AX厂基本上使用此类调电器 交联板的作用 交联板是由两片平面铝板和空气介质组成的可变电容器 根据信号源的功率及阻碍电流 电抗和负载的大小及阻抗来决定交联板的大小 微调交联板的距离可改变电流的大小 VC板的作用 可以调节电流的大小及快慢 如下示意图 29 VC板与镆具并联 构成整个高周波负载 VC板作用是起能量的转换 分流和阻抗匹配 交联板在回路中是以串联形式存在 也有VC板串联的 VC板与镆具并联后与交联板串联 构成整个高周波的负载 根据公式 两个电容并联的总电容Ca C1 C2 这里就把镆具设为C1 VC板设为C2 可以看出当C1 C2时 Ca C1 C2近似相等于C2 即VC板与镆具之间的电容总和几乎等于VC的电容 VC在高周波熔接机的高频能量输出主要是由交联板和VC板匹配 交联板的大小取决于功率源的大小和频率的高低及负载的大小 频率越高 交联板面积越小 交联板可以等效于一只可变电容器 即频率高 电抗小 频率低容抗小 根据传输原理 频率高传输距离短 频率低传输距离长 VC板就是起长线传输的作用 即从交联板到镆具要经VC板进行补偿匹配 30 8 负载 镆具 1 一般使用铜镆或铝镆 高周波熔接的负载大小除与镆具的实际熔着面积有直接关系 还与胶布的物性 成份 及厚度 镆具的高度 即上 下电极的间距 有关 2 负载与机台功率计算 约0 6KW 平方英寸或1 6平方英寸 KW MX计算方法 1KW 镆宽1 8 镆长12 镆高3 1 5平方英寸 31 三 低压控制部分 1 低压电源2 冷却风机3 灯丝降压4 VC马达控制 32 1 低压电源 灯丝变压器一次电压一般使用两相380V 风机电源有三相380V和两相220V 380V电源均由低压空气开关下端引入 其它控制电源 火花器电源 VC马达电源 各接触器 电磁阀电源均由BK1KW的控制变压器提供 380 220V 部分机台需使用AC110V电源 可由灯丝变压器或专用110V的变压器提供 部分4KW机台的控制电源由单相380V与接地线获得 此种电源不稳定 不提倡使用 33 2 冷却风机 真空管在工作时 必须有良好的散热系统 目前9T94管除主要的循环水冷却外 还采用轴流风机 220V 0 55KW 冷却桶内零件 8 15KW机台采用三相380V 0 75KW 1HP离心风机 35KW采用三相380V 1 5KW 2HP离心风机 其电源通断均由接触器KM1 11A控制 且必须安装有相应的热继电器保护 34 3 灯丝降压 在给真空管灯丝供电时 为避免真空管受损 延长真空管的使用寿命 一般采取降压启动措施 即通过串联电阻分压 使真空管先在半压状态下预热 待3 5S时间后 供应全压 35 4 VC马达控制 采用感应马达 1 5RPM 6W AC220V 有三根线 一般黑色为公用线 36 四 高压控制部分 1 高压简介2 动作说明3 断电控制4 保护动作5 高压一次电源的降压启动 37 1 高压简介 高压回路中 控制高压的仅取决于高压接触器 在正常工作中 接触器未动作吸合 则无高压 接触器吸合 则接通高压 高压控制回路中主要目的为控制接触器线圈的得电与失电 高周时间计时器 LY4继电器 行程开关 各种按钮开关等均为控制高压接触器得电与失电的零配件 真空管所需高压是通过高压空气开关到高压接触器触点 经高压变压器升压和整流排的整流后到真空管 所以 当高压空气开关合闸后 接触器线圈得电吸合后机台就有高压 在检查机台内部或擦拭机台时必须先关闭高压空气开关 以防接触器卡死后机台长期接通高压 而意外伤人 38 2 动作说明 在高压控制回路当中 先镆下动作并经过一段延时后 模具下降时间 方能加高压 在实际操作中有时在镆下后并不希望有高压 比如试镆 试火花动作等情况下 需要经过一选择开关 选择模具下降后是否需要接通高压 有部分机台为双头机 一次通电所得高压仅供一边机头的熔接 为避免抢电现象 在两机头各加装一个行程开关等控制机头不可同时下降得电熔接 39 3 断电控制 第一种是时间控制 当过电经过一定的时间后 熔接时间计时器动作 其常闭点变常开 切断高压接触器线圈电源 以切断高压 此种控制只受时间限制 不受屏流大小影响 第二种是过流切电 当屏流上升到一定值后 如1 5A 2A时过流继电器动作 通过其常闭点切电 40 4 高压一次电源的降压启动 1 功能与原理 8KW及以上机台功率较大 当高压接触器吸合瞬间 高压变压器的冲击电流很大 对真空管的寿命有直接影响 所以 也必须在其相电源上串联电阻 起到降压缓冲作用 其工作原理和真空管的灯丝降压启动一致 利用串联电阻的分压原理 2 接线图 41 五 高周波过流回路 1 过流 过载的作用2 过流动作说明 42 1 过流 过载的作用 1 限制屏流的大小 对真空管 高压控制回路的元器件 起到保护作用 当屏流超过设定值时 过流 过载继电器就会动作 迅速切断高压 从而起到保护作用 2 避免产品在屏流太大的情况下熔着时产生打火 太熔等现象 降低了产品的不良率 43 2 过流动作说明 过流 过载回路串联在高压回路中 通过DC6V继电器的动作控制屏流大小 通过调节可调电阻的大小设定过流 过载 当过电时 电流通过可调电阻 会产生电流 当电流达到DC6V继电器动作电流时 继电器动作切断高压起到过流过载保护作用 44 六 高周波火花回路 1 火花回路的作用2 火花回路原理3 常见火花管 45 1 火花回路的作用 1 打火的影响 物料在熔着时 经常会因杂物 或电流过大 镆具不平等发生打火现象 当高压 镆具 与地 下平板 铝板 之间被击穿时 造成短路 短路电流会将镆具 物料 下平板 铝板 等烧坏 同时 因电流的增大 各高压元件如高压变压器 整流排 真空管等所承受的负载也加大 很容易被烧坏 寿命减短 物料严重烧坏而报废 浪费成本 2 火花控制器的作用 当发生打火现象时 火花器立即动作 以最快速度切断高压 从而保证以上的危害控制在最小范围内 46 2 火花回路原理 1 火花电子管的结构 和真空管一样 火花管也是由灯丝 栅极 屏极三个电极组成 火花管底部有四个脚 其中较粗的两个为灯丝引脚 较细的一个引脚为栅极 另一脚空闲 火花管顶部突出部分为阳极 屏极 2 工作原理 火花管工作时灯丝 AC2 5V 提供自由电子 屏极加正高压 DC110V以上 5557管用1500 2000V 聚集正电荷 栅极上加信号电压 DC48V左右 根据 正电荷与负电荷互相吸引 负电荷与负电荷互相排斥 的原理得 阴极的电子有向阳极流动的趋势 而栅极负电压起到控制作用 此时阴阳极之间无电流产生 栅极电压实际上就是加在镆具 输出 与地之间的一个电压 胶布在熔着时 该负电压值不断减小 向0V接近 约 15V以下 甚至当镆具压到杂物或胶布被熔着击穿绝缘时 信号电压为零伏 栅极失去控制能力 电子管灯丝和屏极导通 形成阳极电流 此时火花管出现放电动作 闪亮白光 3 DC6V继电器线圈串接在阴极回路 当有电流通过时 内阻产生电压而动作 接点送出信号给PLC控制高压接触器立即被切断 给PLC输入信号 迅速切断高压 同时 阴极回路串接在真空管的栅极回路 在放电时 阴极负压电流通过真空的栅极电阻 大部分加压在真空管的栅极上 阻止真空管的阴极电子奔向阳极 即强制停止振荡 从而有效地减小打火的危害 47 4 接线图 48 3 常见火花管 NL873火花管 5557火花管 2D21火花管 49 七 机械部分介绍 1 高周波机台的基本结构2 高周波机台的分类3 导杆平衡调整4 上平板调整 50 1 高周波机台的基本结构 1 机架 下机架 机座 上机架 立柱 H型 2 导杆及导杆套 3 上平板 1 吊镆平板 输出 2 平板调整螺丝 绝缘柱 接地与高周输出之间 3 顶压板 4 滤波板 接地 5 中心法兰盘及行程调整螺杆 4 下平板 5 接地铝板 前档板 后档板 炮管 下平板接地铝板 6 VC部分 1 VC静片 接地铜片 绝缘柱 2 VC动片 升降座 绝缘柱 VC马达 7 高周输出部分 铜棒 铜片 输出铝板 8 镆具 51 2 高周波机台的分类 1 按机头形状 C型 H型 龙门式 T型 C型 T型 H型 龙门式 52 2 按机台功率分 100KW 75KW 35KW 15KW 8KW 4KW100KW 9T9475KW 9T9435KW E3094 8T8715KW 8T258KW 7T694KW E3062 7T62 53 3 导杆平衡调整 1 面积较小的平板 窄长型 如公母镆 底成形 接上圈等 一般只有两支导杆 而面积较大的平板如围片封口 AB的成形 中柱机头 一般有四支导杆 导杆与导套的间隙调整 直接影响平板上下动作的速度及稳定性 同时影响熔着线的均匀稳定 2 调整方法 先让压板置于下位 用1 的毛刷在导杆的运动区间圆周范围均匀涂上黄油 上下运动两次之后 关闭气阀 压板置于下位 观察导杆上的黄油在导杆圆周表面是否均匀 如果不均匀 则表示导杆与滑套间隙不均匀 滑套的法兰盘上有6个螺丝 3个顶 3个紧 松开间隙小这边的 顶 螺丝 锁紧 紧 螺丝 然后再均匀涂抹黄油 打开气阀后 再上下运动两次 关闭气阀 压板置于下位 再次观察导杆上的黄油在导杆圆周表面是否均匀 如果一边顶的过多或已经锁紧没有间隙了 可以通过对它对面的螺丝进行相反的调整 重复以上动作三 四次以后 直至四周黄油均匀 在调整完所有导杆后 必须将所有螺丝再次检查一遍 确保均有锁紧 54 4 上平板调整 一般工具 标准块 压力传感器 卷尺 扳手 19 22两把 粗调 先用卷尺粗略测量 或用标准块 上压板的底面 熔着面 四个角到下平板上面的距离 看是否相差较大 如果最大与最小距离相差在3MM以上时 可先粗调 使四个角距离一致 方法 松开除四个角之外的调整螺丝 先松开紧固螺母 再将压紧螺杆松开2MM左右 然后逐个调整四个角 取一个标准距离尺寸 调整前 先松开紧固螺母 再调整压紧螺杆 比标准距离小的 应松开压紧螺杆 再锁紧紧固螺母 比标准距离大的 应调紧压紧螺杆 再锁紧紧固螺母 细调 利用压力传感器校正 将压力传感器与显示器连接好 四个传感器分别放在下平板的四个角落 位置需对称 如果高度不够 离下平板距离超过其行程 可用标准块垫高 放好后 打开显示器电源 未归零时 须先置零 然后关闭气阀 放气后平板自由下降 压在压力传感器上 看四个显示器的读数 压力大的应调松 压力小的应压紧 螺杆调整方法如上述粗调方法 每次调整完 应先开气 平板上升后再关气 平板下降 重复几次 待四个读数一致 或最大 最小相差10KG以下 即可 55 八 水冷部分 1 冷却系统作用2 冷却系统组成3 功能介绍4 冷却塔操作维护5 过滤器清洗 水流开关调整 56 1 冷却系统作用 9T94A真空管在工作时 灯丝发热量太大 单靠风冷是不够的 所以必须用循环水加以冷却 另外水冷式空压机 SA 75W 水冷干燥机也用到循环水 2 冷却系统组成 主要组成部分有 良机冷却塔 马达 水泵 管道 滤污阀 水压表 水流开关 耐压水管 真空管座 管座接头等 57 3 功能介绍 冷却塔 蓄水并过滤 并利用顶部的抽风马达散热 马达 水泵 水系统的动力来源 使冷却水形成一定压力并不断循环 目前用的良机马达 绕组电压为660V 380V 即低电压380V要采用三角形连接 而不是星形连接 滤污阀 Y型过滤器 除水塔内的PVC过滤器外 在机台耐压水管前端再加过滤 要求滤网至少在120目以上 管道 主水管不宜小于水塔的出水口径 4 或3 不宜用过多的弯头 三通 变接 水流开关 以水流的动力推动开关的铜片 拨动微动开关 给PLC输入信号 接通电源回路 当水流被堵或没有水流时 水流开关应该不会动作 用来保护保护真空管 不被烧坏 为能保证真空管的冷却作用 水流开关需装于出水管上 耐压水管 一般50M 卷 作用除了连接机台外镀锌管与真空管座接头外 最主要是 通过长水管的大绝缘阻值 在真空管座 高压 与地 外接水管 之间产生压降 确保安全 真空管座与管接头 一般都用铜质或不锈钢材质 58 4 冷却塔操作维护 1 启动 试车前准备事项 新机试车或长时间停车后再次开启使用 1 清洗水盘 打开给水阀 将污垢洗净 再打开排水阀将污水排除 2 清洗完 关闭排水阀 打开给水阀加水 并检查浮球阀动作 当水位低于水盘上线2CM左右即要自动停止 3 用手轻转自动喷头 查看能否自由旋转 4 先将主管的进出水闸阀关闭 打开水泵上的排水孔 试水柱 5 在启动电源之前 先检查电源电压及马达接线方式是否正确 及电机绝缘 500V检测 1兆欧以上为正常 6 开启电源 启动循环水泵 然后停机 检查水泵马达及散热马达的转动方向是否正确 水泵壳体上有转向箭头标示 顺时针方向正确 散热马达风力向上 也是顺时针方向 即正确 同时检查是否有异常噪音或振动产生 7 检查各接合处有无漏水或螺丝松动现象 8 检查各项均正常后 可打开进出水闸阀 锁紧水泵排水孔 开启正常运转 59 2 运转后 观察散水管的转数 应在5 8R