02-中频焊接控制器原理(侧重电路原理)
中频点焊机原理
中频点焊机（Medium Frequency Spot Welding Machine）是一种使用中频电流进行点焊的设备，其原理如下：
1. 中频电源：中频点焊机使用中频电源产生高频率的电流，通常在1 kHz至10 kHz之间。
中频电源通过变压器将输入电源的电压升高，并将其转换成中频电流。
2. 电极和工件安装：在进行点焊时，需要将两个工件紧密地放置在电极之间。
电极由导电材料制成，通常是铜或铜合金，以便传导电流和产生热量。
3. 压力施加：电极通过机械手或其他装置施加一定的压力，使两个工件之间紧密接触。
良好的接触可以提高焊接效果和焊接质量。
4. 电流传导：中频电源产生的中频电流通过电极引导到焊接区域。
电流通过两个工件流动，产生高温和高压，使其表面熔化并融合在一起。
5. 焊接时间控制：中频点焊机通常具有焊接时间控制功能，可以精确控制焊接时间，以确保适当的熔化和融合。
6. 适用范围：中频点焊机适用于焊接各种金属材料，如钢、铝、铜等。
它在汽车制造、船舶建造、家用电器等领域有广泛应用。
通过上述原理，中频点焊机可以实现高效、可靠的点焊操作，并在工业生产中发挥重要作用。
中频焊机原理
中频焊机原理
中频焊机的原理是利用中频电流产生的热能来加热并连接金属工件。
中频焊机中的关键部件是中频发生器、变压器和电极。
中频发生器产生高频电流，并通过变压器将电流升压后送入电极。
电极是通过接触金属工件来传递电流和产生热能的部件。
工件通常被夹持在电极之间，当电流通过工件时，将会产生大量的热能，使工件加热，并在一定时间内达到焊接温度。
中频焊机采用中频电流的原因是因为中频电流具有以下几个优点：
1. 效率高：中频电流可使能量更集中地传递到工件上，比直流或交流电焊更高效。
2. 均匀加热：中频电流能够实现均匀的加热，避免焊接过程中产生局部温度过高或过低。
3. 快速加热：中频电流可以快速加热金属工件，提高焊接效率。
中频焊机的原理基本如上所述，它可以广泛应用于金属焊接领域，如汽车制造、钢结构焊接等。
在使用中频焊机时，需要注意安全操作，避免触电和过热导致的危险。
中频焊接原理
中频焊接原理概述中频焊接是一种常用的金属焊接技术，通过在金属接头上施加电流和压力来实现金属的连接。
中频焊接原理主要涉及电流的感应和导热传导，是一种快速高效的焊接方法。
中频感应加热原理中频感应加热是中频焊接的关键步骤，它通过将高频交流电通过感应线圈传导到焊件上，使焊件产生感应电流，通过感应效应达到加热的目的。
具体步骤如下：1.感应加热线圈通电：将感应加热线圈与电源连接，并通电。
2.电流感应：通过感应线圈中的交流电流，产生交变磁场。
3.焊件感应电流：交变磁场穿过焊件时，会产生感应电流。
4.焊件加热：感应电流在焊件中产生阻抗加热，使焊件温度升高。
中频导热传导原理中频导热传导是中频焊接的另一个重要步骤，它通过焊接头两端的金属接触来传导焊接热量。
具体步骤如下：1.电流加热焊接头：通过中频感应加热，焊接头升温。
2.加压接触导热：焊接头两端的金属接触，通过加压使焊接头产生导热效应。
3.热量传导：加热后的焊接头会释放热量，通过导热传导到焊接部分。
中频焊接的优势中频焊接具有以下优势：1.高效快速：中频感应加热和导热传导使焊接迅速完成，节省时间。
2.焊接质量高：由于焊接速度快，焊接过程中产生的热影响区域小，焊接质量高。
3.适用范围广：中频焊接适用于多种金属材料，如铝、不锈钢等。
4.即时焊接：中频焊接不需要预热，可实现即时焊接。
5.焊接强度高：中频焊接产生的焊接头连接性能强、韧性好。
中频焊接的应用领域中频焊接在各个行业具有广泛应用，例如：1.汽车制造：中频焊接常用于汽车制造中，用于焊接汽车车架、发动机零部件等。
2.电子设备：中频焊接可用于焊接电子器件，如电路板和电子组件等。
3.家具制造：中频焊接可用于焊接家具金属部件，提高生产效率。
4.包装行业：中频焊接可用于焊接包装容器，如食品盒、药品瓶等。
中频焊接的操作要点在进行中频焊接时，需要注意以下操作要点：1.选择合适的焊接参数：根据不同的焊接材料和焊接要求，选择合适的焊接电流和焊接时间等参数。
中频焊机原理
中频焊机原理
中频焊机是一种利用电磁感应原理进行焊接的设备，它能够将电能转化为热能，通过加热工件表面使其熔化，然后再进行压力焊接的工艺。
中频焊机在工业生产中有着广泛的应用，它能够实现高效、精确的焊接，因此受到了许多制造业的青睐。
中频焊机的工作原理主要包括以下几个方面：
1. 电源系统。
中频焊机的电源系统一般采用交流电源，通过整流、滤波、变压、逆变等环节，将电网提供的交流电转化为中频交流电。
这样的电源系统能够为中频焊机提供稳定的电能，保证焊接过程中的稳定性和可靠性。
2. 变压器。
中频焊机中的变压器起着电压升降的作用，它能够将输入的电压升高到所需的
工作电压，同时也能够将电能传递到焊接部位。
变压器的设计和选用对中频焊机的性能有着重要的影响，合理的变压器设计能够提高中频焊机的效率和稳定性。
3. 感应加热。
中频焊机利用感应加热原理进行焊接，它通过在工件表面产生感应电流，使工
件表面产生磁化损耗，从而产生热量。
这种感应加热的方式能够实现对工件局部的加热，能够有效地控制焊接的温度和速度，从而实现高质量的焊接。
4. 控制系统。
中频焊机的控制系统起着至关重要的作用，它能够对焊接过程进行精确的控制，包括电流、电压、频率等参数的调节。
通过控制系统，操作人员能够实现对焊接过程的监控和调节，保证焊接质量的稳定和一致性。
综上所述，中频焊机是一种利用电磁感应原理进行焊接的设备，它通过电源系统、变压器、感应加热和控制系统等部件的配合，实现了高效、精确的焊接过程。
中频焊机在制造业中有着广泛的应用，它能够满足对焊接质量和效率的要求，是现代工业生产中不可或缺的设备之一。
中频电源原理及调节
中频电源原理及调试步骤主电路原理本系列中频电源装置是采用晶闸管元件，将三相工频交流电整流为直流，经电抗器平波后，成为一个恒定的直流电流源，再经单相逆变桥，把直流电流逆变成一定频率的单相中频电流。
负载是由感应线圈和补偿电容器组成的。
联接成并联谐振电路。
详细原理图见主电路图《1200KW/2.6KHz中频电源原理图》。
三相工频交流电(550V、三相四线制)送至本装置隔离开关的三个进线端，自动空气开关ZK作为主回路的电源开关。
电流检测采用电流互感器，该电流信号被电流互感器及5/0.1A电流变换器二次转换后送到控制电路板《KSRL.SCH》作为电流闭环信号和过电流保护信号。
快速熔断器作为控制电路失控时的短路保护。
为了减少开关操作过电压及由SCR换相时产生的"毛刺"，在进线处设置了阻容滤波电路及压敏过电压吸收电路。
本装置采用三相桥式全控整流电路，可以获得较为平滑的电流波形，并且通过脉冲移相，可实现拉逆变工作状态。
三相全控桥式整流电路的工作原理从略。
2.控制电路原理整个控制电路除逆变末级触发电路板外,做成一块印刷电路板结构,从功能上分为整流触发部分、调节器部分、逆变部分、启动演算部分。
详细电路见《KSRL.SCH控制电路原理图》。
2.1 整流触发工作原理这部分电路包括三相同步、数字触发、末级驱动等电路。
触发部分采用的是数字触发，具有可靠性高、精度高、调试容易等特点。
数字触发器的特征是用计(时钟脉冲)数的办法来实现移相,该数字触发器的时钟脉冲振荡器是一种电压控制振荡器,输出脉冲频率受α移相控制电压Vk的控制,Vk降低,则振荡频率升高,而计数器的计数量是固定的(256),计数脉冲频率高,意味着计一定脉冲数所需时间短,也即延时时间短,α角减小,反之α角增大。
计数器开始计数时刻同样受同步信号控制,在α=0°时开始计数。
现假设在某Vk 值时, 根据压控振荡器的控制电压与频率间的关系确定输出振荡频率为25KHZ , 则在计数到256 个脉冲所需的时间为(1/50000)×256=10.2 (mS) ,相当于约180°电角度,该触发器的计数清零脉冲在同步电压(线电压)的30°处,这相当于三相全控桥式整流电路的β=30°位置,从清零脉冲起,延时10.2mS产生的输出触发脉冲,接近于三相桥式整流电路某一相晶闸管α=150°的位置。
中频点焊机原理
中频点焊机原理
中频点焊机是一种用于金属材料点焊的设备。
其原理是利用中频电流通过工作电极将两个金属材料分别连接到电极上，然后施加一定的压力，使其接触表面产生局部高温，从而使金属材料产生熔融，并形成焊接点。
中频点焊机的工作电极通常由铜材料制成，因为铜具有良好的导电性和导热性。
在焊接过程中，工作电极会提供电流，并将电流传递给待焊接的金属材料。
通常，一个电极被称为主电极，另一个电极被称为辅电极。
主电极通常位于上方，辅电极位于下方，两个电极之间被称为电极间隙。
中频点焊机的操作步骤如下：
1. 将待焊接的金属材料放置在电极之间，并施加一定的压力。
2. 打开中频点焊机，使其开始工作。
3. 中频电流开始流动，穿过工作电极，进入金属材料。
4. 由于电阻加热效应，金属材料接触表面开始产生高温。
5. 在高温下，金属材料逐渐熔化，并形成焊接点。
6. 在一定时间内保持压力和电流，使焊接点充分固化。
7. 断开电流，并松开压力。
8. 检查焊接点的质量，如果需要，进行后续的处理或修复。
中频点焊机具有一些优点，例如焊接过程稳定、焊点质量高、焊接速度快等。
它广泛应用于汽车制造、家电制造、机械制造等领域。
中频逆变点焊机技术介绍ppt课件
图1 控制原理图
中频逆变原理
图2 波形图
4
中频逆变优势（1）
5
中频逆变优势（2）6Biblioteka 中频逆变优势（3）7
中频逆变焊接的经济效益
8
操作成本
9
投资成本
10
质量成本
11
交流能耗
12
中频能耗
13
交流与中频焊接时间对比
14
交流与中频焊接能量对比
15
点焊原理
16
点焊的典型程序
17
点焊焊接质量的一般要求
中频逆变点焊机 介绍
1
中频逆变原理
控制系统简介
1.工频交流电阻焊控制电源 采用反向并联的两晶闸管与焊接变压器的初级绕组串联后接
入电网，利用触发控制装置，使两晶闸管分别在交流电的正负半 周期通电源。改变晶闸管的导通角，便可实现对焊接变压器次级 输出电流的调节。
工频交流电源由于设计原理相对简单、元件生产技术成熟、 制造成本较低等在电阻焊电源中占有最多的份额。 2.中频直流电阻焊控制电源
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中频逆变点焊机特点
➢提供高质量、高效率的焊接能力； ➢1000Hz的工作频率，时间控制精度为1ms； ➢功率因数接近于1，无电感分量，无需调整功率因素； ➢三相平衡负载，减少对供电系统的要求； ➢减少电源消耗，节约生产成本。
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中频逆变点焊机特点
配置德国博世UIR动态电阻控制功能，保证点焊质量； 在设备本体右侧方便操作的地方安装工业级平板电脑。实现焊接数据存贮 、查询、分析；实现网络连接，在办公网络及互联网上可查询相关焊接数 据；显示各项异常、报警、提示信息；并为电脑安装可翻转门，方便用户 操作。电脑上方安装电脑电源通/断开关。
中频通道电路的原理与维修
任务一 中频通道概述
活动四 自动频率控制(AFC)电路和自动频率调整(AFT)电路
为了稳定而无失真地接收到彩色图像，要求图像中频(38MHz)和色副 载波中频(33 5MHz)稳定位于中放特性曲线两边的-6dB处。但是在接收 信号时，由于调谐器的本振频率偏移而无法保证38MHz图像中频信号稳 定，而使接收的图像质量变坏。为了实现本振频率的稳定，在本振电路中 设有频率微调电路，对其施以正的或负的变化电压，使变容二极管电容变 化而改变本振频率，从而使中频频率的稳定性得到保证。如果这个电压能 自动反映频率的变化而自动调整本振频率，便构成了自动频率调整电路 (AFT)。AFT电压产生电路一般设在中频IC电路中，它能从输入的图像中频 载波信号中检测出频率偏差，自动产生一个与频率偏差成正比的电压送往 调谐器，叠加在AFT端子电压上(无AFT电压时，端子上有一个固定电压)。
任务一 中频通道概述
图像中频信号处理系统电路位于电视接收机的前端，是真正处理电视信 号的第一站，它输出信号的幅频特性和稳定性决定了整机图像和伴音信号解 调的质量。它的主要功能是从调谐器输出的图像中频信号中解调出视频全电 视信号，并同时产生图像中放电路和调谐器高放电路所需要的自动增益控制 电压(中放AGC、高放ACC)，产生调谐器本振频率微调电路变容二极管所需 要的自动频率调整电压(AFT)。输入电路前端是中频滤波电路，完成中频通道 的调整。其电路由中频预放、声表面波滤波器及阻容件组成。
电视机的公共通道是指电视机公用信号处理通道，包括高频公共通道电 路和中频公共通道电路。在实际维修中，公共通道的检修一般是在电视机扫 描电路工作正常后，出现无图像务一 中频通道概述
活动四 自动频率控制(AFC)电路和自动频率调整(AFT)电路
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1、中频焊接控制器基本原理
中频点焊焊接控制器的主要作用就是把工频三相电源转换为稳定的中频单
相电源，电压从380V（线电压380V，相电压220V，线电压倍的相电压）提高到514V（三相桥式整流，不包含滤波，输出电压为 1.35倍的线电压，即380*1.35=514V），频率从50Hz提高到1000Hz以上，再通过焊接变压器转换和整流，变成需要的直流电流供点焊焊接使用。
上述原理称为中频逆变直流，其电路原理图如下图所示：
图1 中频逆变直流电路原理图（使用Protel DXP制图）
图1的电路中实现逆变的关键元件是IGBT（Insulated Gate Bipolar Transistor，绝缘栅双极型晶体管），这种器件利用制作集成电路的方法，由BJT（双极型三极管）和MOS（绝缘栅型场效应管）组成的复合全控型电压驱动式功率半导体器件，兼有MOSFET的高输入阻抗和GTR的低导通压降两方面优点。
它可以承受高达数千伏的电压，并且可以控制高达数千安培的电流。
2、三相桥式整流基本原理
图2 三相桥式整流电路
首先分析整流电路，整流电路把三相交流电转变为直流电，就是由六个整流管组成的全波整流电路，三相全波整流电路如图2所示。
一般三相全波桥式整流电路已经做成了集成化电路，成为一个固定电压、固定电流的三相全波整流块。
它的输入端接上50Hz 、380V 线电压的三相交流电，它的输出端就会有整流后的直流输出。
为了分析整流电路的工作原理在图3中画出了三相的相电压的图（只体现三相电源各相之间的相角关系，未体现三相电频率）。
作用在6个整流二极管上的电压是线电压，也就是ab a b u u u =-，bc b c u u u =-，ca c a u u u =-。
这里线电压的波形相当于任意一瞬间1t 两个相电压相减。
图3 三相电压输入波形（使用Matlab 制图）
将波形图提取出来，如图4所示。
图中所标注的点划线为1t 时刻示意。
分析1—6号整流二极管导通的情况：对于1、2、3号二极管，有一端接在一起（E +端口），当三相交流电作用在管子的另一端时，哪个二极管能导通取决于1、2、3三个整流管所接的电压哪个电位最高。
如图4所示，在1t 时刻，a 相最高，a 相导通后（即整流管1通）就把电压加到2和3整流管，这两个整流管受到了反向电压，就是E +点电压高于b 相，和c 相电压，所以2与3整流管都截止。
对于E -端，4、5、6整流管接在了一起，哪一个管子导通，取决于a ，b ，c 三相哪一相电位最低。
由图4可见，在1t 瞬间c 相的电压最负，则这一瞬间c 相连接的6号二极管导通，一旦6导通就使E -的电位变为最负（二极管管压降忽略不计），整流管4与整流管5都截止。
在这一时刻由于c u 为负值，所以（E +）—（E -）之间的电压就是a c u u ，其他时刻类似。
-400
-300-200-1000100200300400
图4 三相交流电的电压图
图4中，由A 点向B 点的过程中，a 相作用于E +对2、3号二极管的截止作用逐渐减弱，并在经过B 点之后由b 相代替；在B 点到C 点的过程中，c 相作用于E -对4、5号二极管的截止作用逐渐减弱，并在经过C 点后由a 相代替。
如此周而复始的导通，在E +和E -之间形成了一个直流电压，这个电压就是三相整流后的电压，需要用积分的方式求取平均值。
图5 三相交流电平均整流电压分析（图片使用Photoshop 处理）
如图5所示，以闭区间56
6ππ⎡⎤⎢⎥⎣⎦
，
为例，对于a 相的1号二极管，一个周期中只在此范围内导通，即计算a 相整流电压da u 只需要在此区间进行积分。
电路的负向回路分别由b 相和c 相导通。
根据单一时刻d da db u u u =+可知，只需求取b 相或c 相在此区间内有效导通的时段的积分db u 或dc u ，并与da u 相加即可（积分可认为是波形在区间内与X 轴围成的面积，为正，固不再多考虑绝对值）。
da u 积分结果如下：
56
615sin (cos cos ) 1.1722663
3
m da m u u u td t u π
φφφπππ
ωωππ=
=-=⎰ …………（1） 式（1）中da u 为a 相整流电压，m u φ为三相交流电电压峰值，u φ为有效值，且满足关系2m u u φφ=。
而db u 或dc u 的积分结果如下：
2
6
3331332
sin (cos cos ) 1.1762223m m db m u u u u td t u u πφφφφπππωωππππ
==-===⎰…
（2）
(1.17 1.17) 2.34220514d da db u u u u v φ=+=+=⨯= (3)
式（2）中db u 为b 相整流电压，式（3）中d u 为三相整流后的电压，约为514v 。
经过三相桥式整流以及滤波，将电源从三相正弦波形转换为单向直流波形，再通过IGBT 的开关电路，将电源从直流波形转换为方波，且将频率提升到1000Hz 以上，输出给焊钳上携带的焊接变压器，实现逆变。
3、中频焊接的优点分析
3.1电流效率高
交流焊接有过零转换，其间会损失一定的能量，而直流电源持续加热，能快速得到所需要的热量，电流效率提高20%左右。
3.2焊接核心大
直流焊接获得的焊核比交流大和宽，特别适合多层不等厚板焊接。
3.3焊接一致性高
数据表明：交流的波动范围达到35%左右，而直流的波动在3%左右。
直流焊接的一致性提高了10倍。
3.4三相供电平衡：对网络的冲击小； 功率因素高：几乎达到100%； 焊接电流精确：控制精度提高了20倍； 节能：能节约20%的能量；
工作范围宽：20%-95%范围都能工作，比交流的50%-85%的范围提高了1倍以上；
此外还可以忽略交流回路的感抗问题； 3.5工频和中频比较表
4、硬件构成
中频焊接控制器的硬件及软件组成部分列如下简表：
5、关键性能指标
6、安装工程
安装工程通常需要做以下这些工作。
1)首先请安装焊接控制器(焊接电源(400V)、焊接变压器(焊枪侧)的排线及冷却水、输入输出信号的配线等)。
2)电极间电压输出线配线。
3)使用分布式输入输出信号时，须进行步增复位输入信号线的配线。
注)即使不使用步增功能，为了清除学习数据，此信号线也是必须的。
7、目前主流品牌及价格分析
国别欧系日系美系
品牌
价格相比，欧美系的价格比较高，日系的价格相对较低。
决定价格的因素主要在于以下几个方面：
1、产品的设计理念和技术含量；
2、产品的制造成本和管理成本；
3、产品的国产化率。
8、主要技术参数、评价指标及其检测方法
（1）焊接变压器：容量、匝数比、重量；
（2）输入电源：交流3相380V、50Hz，主空开100A；
（3）可设置的焊接规范条数：不少于255条；
（4）电流步进：步进序列不小于15，步进等级数不小于10级，步进打点数1～9999点，步进电流范围0～200%，步进复位方法为单独复位。
（5）冷却方式：空冷或水冷，冷却效果满足柜内工作温升不超过25℃，优先选用空冷。
（6）控制柜柜体：外观尺寸，接口、防护等级IP55（防外物侵入，不能完全防止灰尘侵入，但侵入量不影响正常工作；防止喷射的水侵入）。
9、使用年限
10、备件易损件。