5、IGBT恒功率超聲波清洗機:
這是以目前流行的新一代電力電子元件——IGBT(絕緣柵雙極型大功率晶體管一模塊)為高頻功率器件、軍用級集成控制芯片(PWM而非CPU)和具有自主知識產(chǎn)權(quán)的創(chuàng)新電路、配以換能器組合而成,采用模塊化設計,積木式安裝工藝的新一代超聲波清洗機。
該機具有三個顯著的特點:A:恒功率輸出。所謂“恒功率”就是說在清洗缸中,不同高度的水位和不同大小的工件進行清洗,其清洗效率不變。(反映出輸出功率不變)從而具有穩(wěn)定、、長壽等特點。
要達到恒功率輸出,*的辦法是采用頻率自動跟蹤電路來實現(xiàn),有關專業(yè)雜志的專家論壇zui近也就此作了論述和分析,并介紹了多種頻率跟蹤電路,遺憾的是大多理論上講得通,在工藝上卻難以實現(xiàn)。所以說頻率跟蹤電路要實用、簡潔、低成本。否則不可能形成工業(yè)化的產(chǎn)品。
B:該機的第二個特點足能做成<99℃的加溫機型,這在行業(yè)中也是不小的突破。
C:工藝性的簡潔,是該機的第三個特點。三個部件,就組成了可以適應各種不同頻率和功率的超聲功率發(fā)生器,簡潔就意味著可靠、造價低和使用維護的方便。
一個好的超聲功率發(fā)生器同樣要一個好的換能器(清洗缸)與之相匹配,否則也難以達到預期的效果。換能器(超聲波振子)在超聲波清洗機中扮演著一個非常重要的角色,是個很關鍵的執(zhí)行元件機構(gòu)。在目前一般中小型生產(chǎn)超聲波清洗機的企業(yè)中,換能器都是外購成品,不大注意其質(zhì)量,或是無設備能力測試其主要的技術(shù)參數(shù),比如阻抗的大小,頻率的一致性等等,心中無數(shù),買來上機就用,這就給整機的效率、壽命埋下質(zhì)量的隱患。進一步說,即使檢測,也是小功率的一般工藝性的檢測,很難反映出真正在實際工作中的技術(shù)參數(shù)。為此,根據(jù)我們多年來生產(chǎn)換能器的經(jīng)驗和教訓,總結(jié)了一套生產(chǎn)換能器的完整工藝,再加上自己研發(fā)的大功率換能器測試儀,模擬檢測出換能器在實際工作中的真實技術(shù)參數(shù),如阻抗均控制在20Ω以下,頻率的一致性保持在90%以上,從源頭上保證了產(chǎn)品的質(zhì)量。
根據(jù)以往的經(jīng)驗教訓,壓電陶瓷換能器在工作中晶片極易發(fā)生破裂、極片易斷、接線易脫焊的機理類型(這些都是行業(yè)中一直存在的通病),究其發(fā)生上述故障的原因,除了換能器的本身質(zhì)量外,主要因為功率發(fā)生器沒有能很好跟蹤換能器在工作中由于受水位、溫度、工件大小的變化而影響其頻率的變化,二者之間處于失諧狀態(tài)的結(jié)果。在這點上頻率的自動跟蹤顯得尤為重要。另一個不被人們所忽視的原因,則是缸內(nèi)多個換能器在工作時產(chǎn)生的各不相同頻率的反峰電壓,沒有被有效抑制所產(chǎn)生的后果。
另外超聲波發(fā)生器輸出給換能器的高頻電壓高低也是個重要參數(shù),但是不能認為“不同電路的超聲波發(fā)生器,其輸出電路、電壓的不同足導致傳播效率的重要原因”“輸出電壓低,發(fā)生器消耗的電能就大,同時振子還容易發(fā)熱,產(chǎn)生的感應電場強,適當?shù)恼{(diào)整電路,增大輸出給振子的電壓可能會取得很好的效果”。
我們認為這種提法有待商榷、探討,發(fā)生器輸出給換能器的電壓高低足影響效率的一個重要原因,但它不是個固定不變的參數(shù),要根據(jù)換能器頻率的高低和換能器的多少(功率)作相應調(diào)整,換能器頻率高則電壓相應要低,而換能器頻率低,同樣電壓應相應提高。此外,振子發(fā)熱的主要因素一是發(fā)生器的頻率和振子的實際諧振頻率處于失諧狀態(tài),二是發(fā)生器的輸出阻抗和負載振子的整體阻抗不相匹配。如果滿足了上述兩個條件,就是說頻率既不失諧,阻抗又相匹配,那才是效率,溫升zui低的狀態(tài)。如果單純增大輸出電壓倒有可能增大了功耗而引起振子發(fā)熱。
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