高周波基础知识培训教材

高周波基础技术知识介绍目录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。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。空气开关、动力电源高压接触器高压变压器高压整流过流、过载、分流电阻屏流表接地真空管交联板VC板机头镆具产品胶布下平板接地能量的来源（电能）控制高压变压器的得失电，过电时才吸合，由低压控制。大小因机台功率而定把380V的电转化高压几千V或上万V把几千V或上万V的高压进行双项整流，分别送到以下两部分中间通过电容、电感进行滤波中间通过电容、电感进行滤波限定屏流的大小显示屏流的大小与机台主体连接真空管灯丝需长期得电，送高压时在振荡桶内开始振荡，把电能转化为高频能，以波的形式通过输出铜棒传出来，传到交联板通过输出铜棒在传递波的过程当中的介质，可以控制过电（屏流）的快慢及大小通过输出铜片产品所需要的形状、大小及图案的镆具胶布本身当做一种介质，过电时通过镆具传送来的高频电能使胶布产生分子运动，在压力作用下相互熔接，同时产生热量。闭合回路图1-1高周波原理图二、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）1、机台动作程序辅助设备1、提供压缩气的空压机启动2、提供冷却水的冷却水塔启动空气开关空气开关合闸，提供电源启动按钮按下启动按钮，启动机台风机启动风机微动开关吸合，使得真空管灯丝降压得电预热经过预热3-5分钟后提供真空管灯丝全压模下按下模下按钮，电磁阀得电，模下气缸动作下压熔着设置模下时间，模下时间到时，接通高压，开始熔着胶布冷却设置熔着时间，时间到时切断高压，开始冷却模上设置冷却时间，冷却时间到时接通电磁阀，气缸向上动作停止按下停止按钮，3-5分钟后关闭空气开关，切断电源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：功率一次电流空气开关接触器变压器高压100KW100-200A250A200A/3个200KVA10-15KV75KW50-100A175-200A200A/3个100KVA10-15KV35KW40-80A125-150A200A/1个40KVA9-12KV15KW100A100A40KVA8-10KV8KW60-100A80A20KVA6-8KV4KW30A35-50A10KVA4-6.5KV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n1时为升压变压器，当n1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。4）控制变压器容量：输出容量P2=I2U2+I3U3+…+INUN（VA）输入容量P1=P2/η（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。6）三相高压变压器的一次接线：有△和Y两种接法ABCABC接法Y接法常用012301230123012301230123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：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4）整流排原理图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。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。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：7）常用真空管：（6）真空管使用注意事项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。均匀分布3个洞3的铝板4的铝板1-5振荡桶示意图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。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：交联板VC板（C2）振荡桶输出上片接地动片接地输出至镆具（C1）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。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