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感應熱處理技術與設備的發展

發布日期:2017-07-27 作者:華銳電磁 點擊:

  感應加熱電源的發展

  

  1.晶閘管(SCR)中頻電源

  

  早期感應加熱電源是機械式中頻發電機,電效率低,為70%~75%,已被逐步淘汰出感應加熱范圍,取而代之的是晶閘管中頻電源(也稱可控硅中頻電源)。晶閘管電源頻率在2.5~8kHz,適用范圍大大擴展。90年代初完全成熟,某些技術指標已經達到國際先進水平。它與機械式中頻電源相比優點是體積小、重量輕,無機械運動,噪聲小,能瞬時啟動和停機,頻率在工件運行中自動跟蹤;缺點是過載能力低,故障率高,價格較高。

  

  2.電子管高頻電源

  

  電子管高頻電源調諧簡單,使用方便,盡管頻率高,應用范圍還是較寬的。缺點為電效率低,約為50%;工作電壓太高,安 全性差。

  

  3.晶體管超 高頻和高頻電源

  

  90年代后,晶體管高頻電源(SIT高頻電源、MOS FET高頻電源、IGBT超音頻電源等)開始研發。

  

  靜態感應晶體管SIT(Static Induction Transistor)實際上是一種結型場效應晶體管。SIT靜電感應晶體管電源,集大電流、高耐壓和高頻特性于一體,但由于SIT電源單管功率小等缺點很難克服,國外公司已經停止研發和生產,國內已生產幾十臺,因備件缺乏,已經逐漸報廢。

  

  MOSFET(場效應晶體管電路)是一種電壓型高頻多數載流子器件, 國內晶體管MOSFET高頻電源f =50~200kHz已能生產,功率達200kW。

  

  IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor)絕緣柵雙極晶體管是MOSFET和GTR(功率晶管)相結合的產物,兼有MOSFET的高輸入阻抗和GTR的低導通壓降兩方面的優點。GTR飽和壓降低,載流密度大,但驅動電流較大;MOSFET驅動功率很小,開關速度快,但導通壓降大,載流密度小。IGBT綜合了以上兩種器件的優點,驅動功率小而飽和壓降低。我國在90年開發成功IGBT超音頻電源,目前國產IGBT電源已很成熟,頻率可達到幾百千赫茲。

  

  感應熱處理設備的技術進步

  

  感應熱處理設備中淬火機床也是重要方面。近十年來,大型汽車公司和規模較大的汽車廠,不斷采購性能可靠、技術先進的淬火機床,這為國內感應熱處理設備企業提供了一個技術提升的重要商機。經過頑強努,淬火機床有了巨大的進步。

  

 ?。?)傳動系統使用伺服電動機、滾珠絲杠副等機械裝置,使工作行程速度穩定可靠,定位精度提高,一般公差不超過0.03mm。

  

 ?。?)采用C N C系統控制編程與操作簡便,LED觸摸屏可顯示和監控所有CNC參數、加工程序及工藝參數,并具有故障診斷與報警功能。

  

 ?。?)感應加熱過程的能量監控。感應加熱過程的控制一直存在很多難點,保溫、測溫難,測溫大多采用紅外線測溫儀,工件加熱過程也是用操作者的經驗來判斷。能量監控器可以自動控制加熱過程,調整參數,完成表面淬火過程。能量監控器的工作原理是:每種零件經過工藝試驗,確定將其加熱到淬火溫度需要多少能量(kW/s),將這個能量值設定,電壓低時加熱時間自動延長,電壓高時加熱時間自動縮短,以保持加熱能量恒定。淬火加熱的能量達到了設定值時,設備自動停止加熱,從而保證加熱質量和淬火質量的一致性。


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