淺談如何正確選擇IGBT感應(yīng)加熱設(shè)備
時間:2008-05-07 09:40:00來源:fenghy
導(dǎo)語:?感應(yīng)加熱是由感應(yīng)加熱設(shè)備輸出高頻電流,通過感應(yīng)圈產(chǎn)生交變磁場,貫穿放在感應(yīng)圈中的金屬工件形成渦流,使之迅速加熱,而感應(yīng)圈本身不產(chǎn)生熱量
感應(yīng)加熱是由感應(yīng)加熱設(shè)備輸出高頻電流,通過感應(yīng)圈產(chǎn)生交變磁場,貫穿放在感應(yīng)圈中的金屬工件形成渦流,使之迅速加熱,而感應(yīng)圈本身不產(chǎn)生熱量,已經(jīng)有幾十年的歷史。90年代中期以IGBT模塊為核心全固態(tài)感應(yīng)加熱設(shè)備開始出現(xiàn),與電子管高頻設(shè)備和可控硅感應(yīng)加熱設(shè)備相比,節(jié)能10%-40%。
一經(jīng)面市,就以其節(jié)能環(huán)保、加工質(zhì)量高、操作方便、運行安全可靠、維修費用少等諸多優(yōu)勢成為目前小型金屬加熱領(lǐng)域最理想的加熱方式。
不同的頻率的感應(yīng)加熱設(shè)備,產(chǎn)生不同的加熱效果,決定了加熱質(zhì)量的好壞;功率大小,決定工件的加熱速度和加工效率,所以,根據(jù)工件的加熱要求,選擇正確的頻率和功率顯得非常重要。
一、如何選則頻率
感應(yīng)加熱設(shè)備,根據(jù)輸出頻率不同,大致可以分為:超高頻、高頻、超音頻、中頻等。不同的加熱工藝要求需要的頻率不同,如果頻率選擇錯誤不能滿足加熱要求,如加熱時間慢、工作效率低、加熱不均勻、溫度達(dá)不到要求,容易造成工件的損壞。
正確選擇頻率,首先,要了解產(chǎn)品的加熱工藝要求,大概說來有以下幾種情況:
1、工件透熱,例如:緊固件、標(biāo)準(zhǔn)件、汽配、五金工具、索具、麻花鉆的熱鐓熱軋等,工件直徑越大,頻率應(yīng)越低。如:
Φ4mm以下,適用高頻、超高頻(100-500KHz)
Φ4-16,mm適用高頻(50-100KHz)
Φ16-40mm適用超音頻(10-50KHz)
Φ40mm以上適用中頻(0.5-10KHz)
2、熱處理,軸類、齒輪、淬火及不銹鋼制品退火等等,以淬火為例,工件要求淬火層越淺,頻率應(yīng)越高,淬火層越深,頻率應(yīng)越低。如:
淬火層為02.-0.8mm適用100-250KHz
超高頻、高頻
1.0-1.5mm適用40-50KHz高頻、超音頻
1.5-2.0mm適用20-25KHz超音頻
2.0-3.0mm適用8-20KHz超音頻、中頻
3.0-5.0mm適用4-8KHz中頻
5.0-8.0mm適用2.5-4KHz中頻
3、釬焊,釬頭、車刀、鉸刀、銑刀、鉆頭等及不銹鋼鍋底不同材料的復(fù)合焊接,焊接體積越大,頻率越應(yīng)降低,
以車刀焊接為例,如:
20mm以下刀具,適用50-100KHz高頻
20——30mm以上刀具適用10-50KHz高頻、超音頻
30mm以上刀具,適用1-8KHz中頻。
4、熔煉金、銀、銅、鉛等貴金屬
根據(jù)熔爐及生產(chǎn)效率具體而定。小容量可選高頻,大多選超音頻、中頻
超音頻可以滿足壓鑄行業(yè)的一般應(yīng)用,每小時可以熔化200KG鋁錠的一般應(yīng)用。
二、如何選擇功率
當(dāng)您根據(jù)您的工件的要求,確定了機器的頻率之后,下一步就要根據(jù)生產(chǎn)情況選擇適當(dāng)?shù)臋C器功率了。機器的功率越大,其加熱的速度就越快,但其價格就會相應(yīng)增加,小功率設(shè)備,成本低,其加熱的速度慢。
1、感應(yīng)加熱功功率率通常有兩種:輸出功率和振蕩功率。
感應(yīng)加熱設(shè)備必須將交流電進行整流,得到振蕩電流和電壓,振蕩功率即為二者的乘積。
通常所說的功率,都是機器的負(fù)載功率,也叫輸出功率,振蕩功率只有實際輸出功率的60%左右。如標(biāo)定振蕩功率50KW設(shè)備和輸出功率30KW感應(yīng)加熱設(shè)備再相同條件下加熱效果相同。
以下是常用設(shè)備輸出功率/振蕩功率對比。
25KW/42KW,30KW/50KW,50KW/80KW,80KW/125KW
目前,感應(yīng)加熱設(shè)備并沒有國家規(guī)定的型號標(biāo)定方法,大多數(shù)廠商都喜歡把產(chǎn)品標(biāo)成廠名識別號+功率的形式如:XX-20,YY-60,ZZ-100等形式,所以有的生產(chǎn)企業(yè)通常都將功率標(biāo)稱為振蕩功率,更有一些生產(chǎn)企業(yè)將振蕩功率標(biāo)定為輸出功率或只說籠統(tǒng)地標(biāo)為功率,誤導(dǎo)客戶。更有甚者干脆不寫功率,將輸入電流數(shù)標(biāo)定型號,讓客戶誤以為后面的識字就是該機的功率。二者實則相去甚遠(yuǎn)。而感應(yīng)加熱設(shè)備,通常買了之后很長時間不會再更新,等客戶明白個中區(qū)區(qū)別時往往追悔莫及。
所以,當(dāng)企業(yè)向您介紹產(chǎn)品的時候,不要只關(guān)心型號,別忘了問他的輸出功率是多少,作到心中有數(shù)。
2、加工相同工件,工作速度不同,功率選擇也有很大區(qū)別
例如;某緊固件企業(yè)要熱煅加工Φ30mm長度50mm的螺桿,加熱溫度1000度,生產(chǎn)速度20件/分鐘,那就應(yīng)該選擇一款頻率為超音頻(10-40KHZ)輸出功率80KW的機器使用,如果生產(chǎn)速度降為10件/分鐘,一款頻率為超音頻(10-40)輸出功率50KW的機器就能滿足應(yīng)用,80KW價格要比50KW高,所以,廠家可以根據(jù)自己的實際情況,選擇最合適的機型,以免造成浪費。
另外,功率的選擇還要考慮到用電電壓的波動情況,對使用三相交流電的用戶來說,電壓降低10V,其輸出功率就會降低7%左右,一般來講,企業(yè)在使用該設(shè)備時,一批工件加熱時間是固定的,當(dāng)電壓降低時,為保證達(dá)到加熱效果,就應(yīng)該調(diào)大該機功率,達(dá)到相同的加熱效果。但如果您的加熱時間是以設(shè)備最大功率狀態(tài)為前提設(shè)定,當(dāng)電壓降低時,只有通過延長加熱時間的方法達(dá)到相同的加熱效果,這樣就必須重新實驗,獲得時間設(shè)定參數(shù),耽誤生產(chǎn)工作,也不能保證工件質(zhì)量。所以建議在使用時,將設(shè)備的功率輸出調(diào)整到85-90%功率狀態(tài)左右,留一點余量,這樣又能延長使用壽命,又可以從容應(yīng)對電壓波動造成的不利影象。
三、如何避免價格陷阱
當(dāng)您根據(jù)您的工件的要求,確定了機器的頻率和功率之后,就要根據(jù)生產(chǎn)情況選擇適當(dāng)?shù)墓?yīng)商了。
價格當(dāng)然是您比較關(guān)心的了,如何避免價格陷阱將是您遇到的另一個問題。
目前,隨著IGBT感應(yīng)加熱設(shè)備的廣泛使用,生產(chǎn)廠家廠家也很多,但是,在小型(400KW)領(lǐng)域內(nèi)能夠擁有自主知識產(chǎn)權(quán),擁有獨立高水平研發(fā)隊伍,全系列產(chǎn)品的企業(yè),全國僅有幾家,大多數(shù)企業(yè)都是仿造、組裝而已,所以,即便是不同的廠家之間,相同功率(標(biāo)定)的產(chǎn)品,質(zhì)量差異很大。買到一款實用的,價廉物美的產(chǎn)品是每一個用戶所期望的,
由于設(shè)備的價格與設(shè)備個功率有密切的聯(lián)系,功率越大,價格越高,所以,功率虛標(biāo)成為誤導(dǎo)客戶常用手段。通常表現(xiàn)為:
1、功率標(biāo)稱為振蕩功率.
2、企業(yè)將振蕩功率標(biāo)定為輸出功率或只說籠統(tǒng)地標(biāo)為功率.
3、不寫功率,將輸入電流數(shù)標(biāo)定型號,讓客戶誤以為后面的識字就是該機的功率。
4、胡亂標(biāo)注低功率寫成高功率。
相比上述情況,下面的情況更加惡劣。
國內(nèi)一些生產(chǎn)企業(yè)為了謀取暴利,通過調(diào)整IGBT模塊的某些參數(shù),達(dá)到將小功率設(shè)備功率調(diào)大的目的,比如將30KW設(shè)備調(diào)成40-50KW,把它當(dāng)成45KW設(shè)備出售,其結(jié)果,小馬拉大車,設(shè)備負(fù)荷重,縮短設(shè)備使用壽命,本來正常能使用5年的產(chǎn)品,一、兩年就報廢了。而這種情況短時間客戶無法察覺,但只是個時間遲早問題。而且,由于參數(shù)的改變,使設(shè)備的相容性變差,相互干擾嚴(yán)重,故障多,影響生產(chǎn)。避免這一點最好的辦法是尋找國內(nèi)大型生產(chǎn)廠家,或多聽同行的評價。
其實,但無論哪種情況,您只要稍加留意,還是不難分辨的。下面簡單介紹一下。
1、相同使用功率比較
例如,當(dāng)您確定本廠將要購買一臺高頻加熱設(shè)備用以焊接,你確定了甲、乙、丙三家企業(yè)的產(chǎn)品,分別為
甲-25型(輸出功率25KW)14800元甲-40型(輸出功率40KW)26800元
乙-25型(振蕩功率25KW)12500元乙-40型(振蕩功率40KW)18800元
丙-25型(振蕩功率25KW)11000元丙-40型(振蕩功率40KW)16800元
由于甲-25型為輸出功率,所以轉(zhuǎn)換成振蕩功率,甲的振蕩功率為42KW所以,完成相同的工作,乙、丙對比機型為
乙-40型(振蕩功率40KW)18800元
丙-40型(振蕩功率40KW)16800元
所以,甲-25型,14800元反而是最低的價格。
這樣,您就可以掉入乙丙的價格陷阱。
2、相同工件對比
俗話說,不怕不識貨,就怕貨比貨,將工件拿到上述供應(yīng)商那里,就會的得到不同的加熱時間,加熱最短的,其功率最大,比較一下,找到功能相近的機型,進行篩選。
四、如何選擇好的產(chǎn)品
好的產(chǎn)品應(yīng)有以下幾點:良好的穩(wěn)定性、良好的性價比、良好的適應(yīng)性、快速、周到售后服務(wù)。
當(dāng)您選擇一款產(chǎn)品是,不僅要考慮他的后期綜合使用成本,包括停工損失、零件更換、保修期過后的維修、升級能力、等等多方面的因素,實踐是檢驗產(chǎn)品的唯一標(biāo)準(zhǔn),你可以要求對方將設(shè)備,安裝到您的工廠,現(xiàn)場檢測,有條件的話,最好能試用幾天。好的設(shè)備,外觀整潔,標(biāo)識清楚,使用方便。通常小功率設(shè)備(振蕩功率30KW以下)大多數(shù)企業(yè)都用發(fā)光二極管來顯示電流的大小,但它不能真實的顯示功率的大小,只能作為調(diào)節(jié)功率的參考。振蕩功率30KW以上時,應(yīng)使用標(biāo)準(zhǔn)計量的電壓(振蕩)、電流(振蕩)表,設(shè)備工作時,運行電壓(振蕩)、電流(振蕩)直觀顯示,企業(yè)無法弄虛作假,也便于操作人員客觀、準(zhǔn)確的掌握機器運行狀態(tài)。如果這種大功率設(shè)備仍然采用發(fā)光二極管來顯示,就要小心了。
大功率設(shè)備一般主電源和感應(yīng)圈變壓器是分開的,變壓器性能好壞直接影響感應(yīng)圈的工作效率,有的變壓器采用油浸的方式,這種變壓器,比較落后,易污染,一旦損壞,幾乎是無法修理,也沒有修理的價值,是淘汰的產(chǎn)品?,F(xiàn)在多數(shù)企業(yè)選用的都是干式變壓器。
同樣的主機,由于工件不同,變壓器也不是完全一樣的。如,當(dāng)一臺輸出功率30KW感應(yīng)加熱設(shè)備作焊接時,其感應(yīng)圈在1-2圈,感應(yīng)加熱設(shè)備作退火時其感應(yīng)圈在4-8圈,在保證功率正常輸出的前提下感應(yīng)圈匝數(shù)越多,工件受熱越均勻,設(shè)備處理異型工件的能力越強,但是,有些企業(yè)的設(shè)備,變壓器只能負(fù)載1-2感應(yīng)圈,碰到大的工件,感應(yīng)圈只能采取并管制作,工藝復(fù)雜,加熱效率低。曾經(jīng)遇到這樣的情況,加熱一個直徑16厘米,高度20厘米不銹鋼煲制品,用某型30KW設(shè)備作不銹鋼退火工藝,感應(yīng)圈7匝,輸出功率達(dá)到32KW,僅用13秒完成退火,同樣感應(yīng)圈,同樣工件,放到另一個品牌號稱40KW的機器上測試,,加熱速度竟然90多秒,幾乎無法使用,將線圈匝數(shù)少為3-4圈,才能勉強加熱,不得不在工件底部加裝旋轉(zhuǎn)裝置。
有條件的話,還可以要求設(shè)備廠商打開機箱,一款好的設(shè)備,電子元器件布局合理,線路整齊,可以看到里面關(guān)鍵元器件如IGBT功率模塊、電力電容器等原材料材質(zhì),從設(shè)備的整體外觀、重量對設(shè)備有更進一步的認(rèn)識。大多數(shù)廠家沒有獨立高水平研發(fā)隊伍,沒有自己的核心技術(shù),同質(zhì)化嚴(yán)重。大多數(shù)企業(yè)產(chǎn)品主控電路板和驅(qū)動電路板是一體的,當(dāng)其中一個驅(qū)動電路發(fā)生故障時,不得不更換整個電路板,這種狀況一般都會發(fā)生在超過保修期時,從而增加用戶負(fù)擔(dān)。所以,最好能選擇主控電路板和驅(qū)動電路板獨立的產(chǎn)品,維修成本低,這一點可以詢問對方技術(shù)人員。
有實力企業(yè),備件充分,快速快捷,售后服務(wù)、周到,還可以為客戶提供備用設(shè)備,最大限度保證企業(yè)生產(chǎn)工作不受影響。
到此為止,您也許對IGBT感應(yīng)加熱設(shè)備有了簡單的了解,但它并不能滿足金屬加熱的所有領(lǐng)域。IGBT功率模塊的物理特性決定了其功率不能造的很大,目前,國外某些企業(yè)已開發(fā)出輸入功率4000KW的設(shè)備,國內(nèi)僅少數(shù)企業(yè)有能力生產(chǎn)1000KW左右的設(shè)備,大功率加熱設(shè)備仍使用傳統(tǒng)的晶體管、電子管技術(shù),另外,IGBT在超高頻領(lǐng)域的使用技術(shù)還有待進一步突破。
標(biāo)簽:
中國傳動網(wǎng)版權(quán)與免責(zé)聲明:凡本網(wǎng)注明[來源:中國傳動網(wǎng)]的所有文字、圖片、音視和視頻文件,版權(quán)均為中國傳動網(wǎng)(m.u63ivq3.com)獨家所有。如需轉(zhuǎn)載請與0755-82949061聯(lián)系。任何媒體、網(wǎng)站或個人轉(zhuǎn)載使用時須注明來源“中國傳動網(wǎng)”,違反者本網(wǎng)將追究其法律責(zé)任。
本網(wǎng)轉(zhuǎn)載并注明其他來源的稿件,均來自互聯(lián)網(wǎng)或業(yè)內(nèi)投稿人士,版權(quán)屬于原版權(quán)人。轉(zhuǎn)載請保留稿件來源及作者,禁止擅自篡改,違者自負(fù)版權(quán)法律責(zé)任。