ВЫСОКОЭФФЕКТИВНАЯ СВАРОЧНАЯ УСТАНОВКА УВС2-200/0,4Т С ТРАНЗИСТОРНЫМ ГЕНЕРАТОРОМ

Параметры технологического процесса высокочастотной сварки:

  • Сварочная линия - диаметр 60 мм;
  • Материал свариваемой трубы – нержавеющая сталь;
  • Метод сварки – индукционная сварка;
  • Диаметр нар = 38 – 57 мм, толщина стенки – 1,2 – 2,5 мм;
  • Марка стали – ферритная нержавеющая сталь (409, 439, 430Т);

Технические параметры установки УВС2-200/0,4Т:

  • Выходная мощность высокой частоты – 200 кВт;
  • Коэффициент полезного действия - > 92 %;
  • Рабочая выходная частота – 150 – 200 кГц;
  • Вид резонанса - совмещенный резонанс;
  • Вид выхода инвертора – без выходного сварочного трансформатора;
  • Коэффициент ряби - < 0,5 %;
  • Вид сварки – индукционная сварка;
  • Установленная мощность – 250 кВА;
  • Параметры питающей сети – 380 В/50 Гц, три фазы + ноль;
  • Входной ток – 379 А;
  • Коэффициент мощности - 93 %.

Состав установки и функции ее составных частей.

  • Блок питания (выпрямитель) - 1
  • Блок инвертора - 1 (Кондиционер воздуха)
  • 2-х координатная подставка - 1
  • Водооборотная станция - 1 (Водо – водяной обменник)
  • Входной трансформатор - 1
  • Пульт управления - 1
  • Комплект выходных шин - 1

Описание установки.

Высокоэффективная установка УВС1-200/400 создана с целью организации процесса непрерывной сварки труб. Весь комплект оборудования выполняет функции слежения за процессом, а также диагностики ошибок, которые могут возникнуть в процессе сварки, что отслеживается PLC системой. Рабочее состояние отражается на LCD дисплее. Ниже приведены упрощенные описания структур и свойств различных модификаций.

Блок питания (выпрямитель) установки: состав, функции, характеристики.

При работе выпрямителя на полное постоянное напряжение коэффициент мощности установки – высокий, что позволяет уменьшить потери реактивной мощности. Малые потери не требуют добавки в установке лишнего компенсирующего конденсатора.

Колебания выходного тока – малы и вэтих режимах можно получить высокое качество сварного шва и высококачественное регулирование мощности.

Такая структура запатентована и обладает высокой компактностью и эффективностью. В ней используются элементы IGBT типа SKM400А, изготовленные в Германии фирмой SEMIKRON.

Панель управления.

В качестве управляющей микросхемы на панели управления используется CMOS цифровая интегральная микросхема, изготовленная известными зарубежными предприятиями, в установке основных управляющих частей используется современная технология пайки, гарантирующая высокую скорость и точность монтажа. Защищающие части, включая перенапряжение, токовые перегрузки, температуру, перегрузки, короткие замыкания и т.д. также выведены на дисплей, что обеспечивает удобство операторам слежения за состоянием системы.

Шкафы блоков установки изготовлены по германскому технологическому стандарту.

Блок инвертора.

(Выдает мощность переменного тока для сварки труб).

Блок выходного инвертора: состав, использование, свойства.

3.3.1. Высокомощный модуль.

  • Высокомощный водоохлаждаемый модуль инвертора с температурной защитой;
  • Мощность одной секции > 100 кВт, окружающее пространство может быть сохранено в разумных пределах;
  • Блок инвертора содержит несколько параллельных секций с рабочей частотой 100 – 150 кГц. Причем частота может меняться для тех же секций;
  • Основные мощные компоненты изготовлены в США военного класса MOSFET, быстро восстанавливающиеся диоды высокой мощности изготовлены INFINEON Company. RC фильтрующая цепочка, в которой применяется водоохлаждаемый резистор типа EBJ/MXP25, изготовлен в Австрии, а фильтрующий конденсатор серии WIMA MKP изготовлен в Германии. Вышеупомянутые компоненты и образуют токовый инвертер;
  • Множественно защищенная цепь с водотемпературной, импульсной, следящей за мощностью функцией гарантирует сохранность и надежность всех компонентов;
  • Простота монтажа, легкость в обслуживании, компактная структура – это гарантирует простоту при запуске оборудования у Заказчика.

3.3.2. Фазозапирающая панель: панель для запирания и защиты фаз.

  • Фазозапирающая петлевая цепь имеет хорошую частотную автоматическую отслеживающую способность;
  • Инвертор имеет функцию подстройки коэффициента мощности удобную для всех видов рабочего состояния;
  • Имеется внутренняя короткая и наружная защитные цепи;
  • Имеется защитная цепь для закрытия потерь инвертора как на низких, так и на высоких частотах;
  • Имеется функция, связанная с водяным охлаждением ВЧ модуля.

Водоохлаждаемая конденсаторная банка

Компактная конструкция, защищенность, не высокое напряжение.

В настоящей сварочной установке используется топологическая мостовая структура инвертора Е класса.

LC резонансный выходной режим без последовательного резонансного развязывающего трансформатора

Инверторный мост работает в ZCS мягком включенном состоянии, имеет высокие характеристики коэффициента мощности и КПД.

Двух координатная подставка

Поставляется с оборудованием. Обеспечивает перемещение индуктора вправо и влево, вперед и назад относительно свариваемой трубы.

Система водяного охлаждения (замкнутая).

Технические особенности системы водяного охлаждения:

  • Система замкнутая. Не давайте попадать посторонним телам в трубопровод во избежания его засорения;
  • Схема водоохлаждения: водоохлаждающие части, водоохлаждаемый конденсатор, водоохлаждаемый реактор во избежания их перегрева;
  • Идеальный температурный контроль: температура может поддерживаться < 400 С;
  • Занимает малое пространство и может быть помещена с любым источником питания;
  • Применяются трубы из нержавеющей стали местного производства, все емкости и трубопровод изготовлены из нержавеющей стали;

Входной трансформатор.

Входной трансформатор представляет собой масляный тип трансформатора.

Он понижает входное переменное напряжение 380 В до 200 В для питания выпрямителя.

Трансформатор служит гальванической развязкой предохраняющей попадание высокой частоты в госэнергосистему в соответствии с существующими государственными стандартами.

Кроме развязки трансформатор служит защитой выходных модулей инвертора MOSFET от перенапряжений, т.к. максимальное постоянное напряжение подаваемое на модули не может быть больше 500 В, а после выпрямления 380 В при скачке сетевого напряжения на входе модулей инвертора может оказаться напряжение значительно превышающее значение 500 В, что может привести к выходу из строя дорогостоящих выходных модулей инвертора. Поэтому, понижение входного напряжение выпрямителя до 200 В гарантирует сохранность модулей при возникающих скачках напряжения питающей сети.

Коэффициент мощности трансформатора составляет 98 %.

Пульт управления.

Пульт управления обеспечивает дистанционный контроль и регулирование мощности за счет примененного устройства и LCD дисплея выходные постоянные напряжение и ток выпрямителя установки.

Комплект выходных шин.

Шины предназначены для подвода выходного напряжения и тока инвертора индуктору. Имеется специальное устройство для быстрого и удобного крепления индуктора к шинам.

Перечень основных компонентов.

Название Модель Изготовитель Примечания
MOSFET IRFP460 IR Co. США
Быстровосстанавливающийся диод DSEI60-06A IXYS Co. Германия
Конденсатор CCC300 AID TAIWAN  
Конденсатор фильтра 4700 µf/400V EPCOS Германия
IGBT SKM SEMIKRON Германия
Модуль диодный MDC NANCHE GROUP Воддохладаемый
PLC DVP-12SA Taiwan Taida Co. Тайвань
Интерфейс TD220 Taiwan Luoshen Co. Тайвань
Входной выключатель   Taiwan Luoshen Co. Тайвань
Станция водяного охлаждения s-s series Baoding Китай

Описание преимуществ высокочастотной сварочной установки.

Применение высокомощной модульной структуры – разумно, т.к. занимает мало места и легко монтируется;

  • Полная защита, удобство в обслуживании;
  • Использование низкого напряжения гарантирует надежность работы инвертора установки;
  • Малая величина гармоник, нет попадания помех в энергосистему;
  • Коэффициент мощности может достигать значения 0,9;
  • Безопасность, т.к. отсутствие высокого напряжения практически гарантирует отсутствие разрядов между индуктором и свариваемой трубой;
  • КПД очень высокий и может достигать выше 90 % ;
  • Коэффициент выходных пульсаций – меньше 0,5%, что обеспечивает отсутствие сварочных выплесков и гарантирует высокое качество сварного шва;
  • Выходная мощность – стабильна, сварочный шов имеет вид яркой линии, внутренний шов имеет форму прямой линии;
  • Высокая надежность и стабильность операций;
  • Легкость в обслуживании;
  • Можно уменьшить выходную мощность установки, если это потребуется;
  • Все модули на контрольных платах идентичны и легко заменяются;
  • В соответствии с согласованием с нагрузкой частота и ток установки легко подстраиваемы;
  • Получение шва высокого качества и точный контроль выходных параметров;
  • Сохранение распределенных ресурсов.

Превосходство транзисторной установки перед установкой с полупроводниковым регулятором.

По сравнению с трехфазным полупроводниковым регулятором выпрямленного напряжения наша установка имеет следующие преимущества:

  • При работе на полное выходное напряжение выпрямителя имеем высокий коэффициент мощности, маленькую величину гармоник и влияние гармоник на энергосистему – очень мало;
  • Реактивные потери – малы, степень преобразования энергии – велика и сохраняется много энергии;
  • Когда рабочая частота преобразовательных цепей – высока, ответная скорость настройки напряжения и мощности – быстрее, чем бывшая для нескольких временных доз, поэтому качество шва – лучше;
  • Пределы изменения входного напряжения широки, выходная точность – выше.