IGBT超音頻感應(yīng)逆變電焊機(jī)系統(tǒng)設(shè)計

　　在大功率發(fā)電機(jī)生產(chǎn)行業(yè)，發(fā)電機(jī)繞組焊接工藝主要采用阻焊，其缺點(diǎn)是熱效率低，焊接時間長，并且加熱的溫度不均勻，影響焊接質(zhì)量。感應(yīng)加熱焊接法具有精確的加熱深度和加熱表面積，不需要外部熱源，因而熱量損耗低、工作環(huán)境清潔，且容易實(shí)現(xiàn)功率密集，因而加熱時間短，容易實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)過程的自動化。本文介紹的超音頻感應(yīng)逆變電焊機(jī)采用直流斬波調(diào)壓方式，輸出功率可從零開始調(diào)節(jié)。逆變器輸出頻率采用頻率跟蹤控制，IGBT工作在軟開關(guān)狀態(tài)，減小了IGBT的開關(guān)損耗，提高了整機(jī)的功率因數(shù)，加熱效率大大提高。

　　圖 1 為發(fā)電機(jī)繞組焊接工藝示意圖。數(shù)10根發(fā)電機(jī)繞組銅排端點(diǎn)固定在一起，中間嵌入焊片，然后放入超音頻感應(yīng)逆變電焊機(jī)的感應(yīng)線圈內(nèi)。當(dāng)逆變電焊機(jī)的感應(yīng)線圈通過1000A以上的超音頻電流，發(fā)電機(jī)繞組銅排連同焊片一起在感應(yīng)渦流的作用下迅速加熱，20s左右，銅排連同焊片加熱到800度左右，焊片熔化，然后經(jīng)短時間保溫自然冷卻，焊接完成。

　　超音頻感應(yīng)逆變電焊機(jī)系統(tǒng)設(shè)計

　　圖 2是超音頻感應(yīng)逆變電焊機(jī)系統(tǒng)框圖。圖中交流電壓通過單相不可控整流電路轉(zhuǎn)換為直流電壓，通過直流斬波電路進(jìn)行功率調(diào)節(jié)，電流檢測和電壓檢測信號通過模擬乘法器轉(zhuǎn)換成功率檢測信號，和功率給定信號進(jìn)行比較，其偏差通過PID調(diào)節(jié)器進(jìn)行調(diào)節(jié)，控制PWM的輸出脈寬，從而改變直流斬波電路的輸出功率，形成功率閉環(huán)控制。PWM移相控制器產(chǎn)生高頻觸發(fā)脈沖，通過驅(qū)動電路驅(qū)動IGBT的導(dǎo)通與關(guān)斷，將直流電壓逆變?yōu)楦哳l交流電壓，通過高頻變壓器耦合，輸出到感應(yīng)器負(fù)載。