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1、高周波基础技术知识介绍目 录n一、高周波类别及原理n二、高周波各组成部件n三、低压控制n四、高压回路n五、高周波过流回路n六、高周波火花回路n七、高周波机械部分n八、冷却系统n九、高周调电技术一、高周波原理及类别n1、高周波类别n2、高频塑胶熔接机原理1、高周波种类n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n高频塑胶熔接机（简称高频机,台湾称高周波，英文Hing freguency plastic welder） n高频塑胶熔接机是由电子管将电能转化为电磁
2、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。n如图1-1高周波工作原理图。图1-1 高周波原理图二、高周波各组成部件n1、高周波动作程序n2、电源n3、变压器n4、整流排n5、真空管n6、振荡桶n7、调电装置n8、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
3、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n1）总电：高压电房经过变压器降压获得380V电源；n2）低压电房动力柜引电至现场动力开关箱；n3）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；n4）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
4、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：n4）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n1）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
5、电压。n2）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 。n3）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。n4）控制变压器容量：输出容量P2=I2U2+I3U3+INUN（VA）输入容量P1=P2/（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。n5）接线：（1）接线之前必须仔细看清设备铭牌上标记的额定电
6、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
7、，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 。n6）三相高压变压器的一次接线：有和 Y 两种接法n7）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。n8）变压器选型：n9）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
8、8T25RA灯丝变压器控制变压器4、整流排n1）整流排利用桥式整流原理制作而成。n2）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。n3）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n4）整流排原理图5、真空管n1）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。n2）真空管简介：真空管由
9、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。n3）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2500K、加热电力非常大，一般不被采用。 B、钍钨灯丝：（1）、钨中加入12%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2000K；（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；（
10、2）、温度加热到1100K；（3）、旁热型的加热器可以用一般的钨或钨合金。n4）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
11、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。n5）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。 n6）各真空管使用参数设定：n7）常用真空管：（6）真空管使用注意事项6、振荡桶n1）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。n2）如1-5示意图n3）注意事项：（1）勿
12、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。1-5振荡桶示意图7、调电装置n1）目前使用的调电装置有两种：同调器和交联板与VC板组合n2）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。n3）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
13、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：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C1C2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
14、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n1）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。n2）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
15、英寸三、低压控制部分n1、低压电源n2、冷却风机n3、灯丝降压n4、VC马达控制1、低压电源n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。n380V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）。n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。n部分4KW机台的控制电源由单相380V与接地线获得，此种电源不稳定 ，不提倡使用。2、冷却风机n真空管在工作时，必须有良好的散热系统。目前9T94管除主要的循环 水冷却外，还采用轴流风机(2
16、20V/0.55KW)冷却桶内零件，8-15KW机 台采用三相380V/0.75KW/1HP离心风机,35KW采用三相380V/1.5KW/2HP 离心风机。其电源通断均由接触器KM1/11A控制，且必须安装有相应 的热继电器保护。3、灯丝降压n在给真空管灯丝供电时，为避免真空管受损，延长真空管的使用寿命 ，一般采取降压启动措施，即通过串联电阻分压，使真空管先在半压 状态下预热,待3-5S时间后，供应全压。4、VC马达控制采用感应马达（1.5RPM/6W/AC220V），有三根线，一般黑色为公用线。四、高压控制部分n1、高压简介n2、动作说明n3、断电控制n4、保护动作n5、高压一次电源的降压启动1、高压简介n高压回路中 ，控制高压的仅取决于高压接触器，在正常工作中，接 触器未动作吸合，则无高压，接触器吸合，则接通高压。n高压控制回路中主要目的为控制接触器线圈的得电与失电。高周时间 计时器、LY4继电器、行程开关、各种按钮开关等均为控制高压接触 器得电与失电的零配件。n真空管所需高压是通过高压空气开关到高压接触器触点，经高压变压 器升压
