本機(jī)床主要適用于各種軸類、盤類及異形零件的感應(yīng)淬火。
機(jī)床采用數(shù)控系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)淬火速度及位置的控制，能滿足工件的淬火工藝要求。
機(jī)床的主要特性：
? ? ? ?1.采用數(shù)控（PLC）系統(tǒng)操作方便，顯示直觀，可根據(jù)工件的不同工藝要求，編制及儲存多種熱處理工藝程序。
? ? ? ?2.控制系統(tǒng)預(yù)留淬火加熱及冷卻水控制接口，可根據(jù)工藝要求對工件的加熱及冷卻過程進(jìn)行全程控制。
? ? ? ?3.工件旋轉(zhuǎn)采用變頻調(diào)速，機(jī)械主升降傳動采用交流伺服驅(qū)動，進(jìn)給速度均勻準(zhǔn)確，淬火質(zhì)量穩(wěn)定。
? ? ? ?4.床身采用鋼板焊接結(jié)構(gòu)，整體去應(yīng)力處理。
? ? ? ?5.機(jī)床關(guān)鍵部件均采用防腐防磁材料或防銹處理。
? ? ? ?6.本機(jī)床的淬火方式：連續(xù)加熱噴淋淬火、分段加熱噴淋淬火及一次加熱噴淋淬火等。
固態(tài)高頻電源按連續(xù)工作制設(shè)計(jì)。整套設(shè)備由STC單片機(jī)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)設(shè)備綜合連鎖控制及故障診斷功能，通過數(shù)碼顯示監(jiān)視設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)。下面是各組成部分結(jié)構(gòu)及性能的簡單描述：
1、 高功率因數(shù)整流柜
? ? ? ?①整流柜采用PWM開關(guān)電源提高設(shè)備功率因數(shù)，直流側(cè)采用平波電抗作為濾波器以滿足逆變器（電流型逆變器）的工作要求，以達(dá)到降低設(shè)備輸出電壓脈動，提高紋波系數(shù)指標(biāo)的目的。? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ??
? ? ? ?②整機(jī)輸出紋波系數(shù)不大于1%，確保了熔化質(zhì)量。因?yàn)橛写判咀儔浩髯鳛槎夒娫锤綦x，同時整流采用PWM開關(guān)電源以及有平波電抗作為濾波器，避免了電網(wǎng)諧波成分對設(shè)備的干擾。
2、 逆變輸出柜
? ? ? ?① 提供高頻淬火所需電源，主功率器件采用美國IR公司IRFP460和IXYS公司DSEI60-06A快恢復(fù)二極管構(gòu)成電流型逆變器。
? ? ? ?② 單層功率模塊輸出功率50KW，整機(jī)采用多層功率模塊并聯(lián)。額定工作頻率為400KHZ。相同功率模塊間具有互換性。該功率模塊可以可靠地工作在600KHZ,因此工作在400KHZ時是非常容易的。
3、固態(tài)高頻設(shè)備的工作原理
? ? ? ?固態(tài)高頻電源實(shí)際上是一臺低電壓、大電流、交-直-交變頻電源，它將三相380V、50HZ交流經(jīng)整流再逆變成為單相高頻交流電源，電路結(jié)構(gòu)簡單，主電路整流部分是常用的可控硅三相全控橋式整流電路，采用PWM開關(guān)電源提高設(shè)備功率因數(shù)，逆變部分采用MOSFET場效應(yīng)管，MA+、MA-與MB+、MB-及MB+、MB-的中點(diǎn)線恰似E字，因此我們稱為E類橋。
? ? ? ?觸發(fā)控制只有二塊印刷電路板，一塊是可控硅三相全橋控制觸發(fā)板，另一塊是逆變控制板。
3.1可控硅電源與高功率因數(shù)電源的比較
3.2 高功率因數(shù)電源系統(tǒng)原理及構(gòu)成
3.2.1、Buck降壓斬波器工作原理
? ? ? ?當(dāng)開關(guān)S接通時，電流沿回路1流動使L中電流增大儲能增加，為電容C和負(fù)載供電，當(dāng)S斷開期間由于電感L中電流不能中斷，電感電流沿回路2繼續(xù)釋放電感儲能，此時由二極管承擔(dān)續(xù)流作用，電流隨電感能量減少而減少直到下一次開關(guān)S接通，重復(fù)這種開關(guān)操作達(dá)到輸出電壓電流平衡?？刂崎_關(guān)器件S的通斷時間比例可以達(dá)到控制輸出電壓的作用，實(shí)際應(yīng)用中，開關(guān)器件S采用大功率半導(dǎo)體器件IGBT或MOSFET來執(zhí)行快速開關(guān)通斷控制；Buck電路是一種降壓電路，既輸出電壓總是小于輸入電壓，其優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡單，可以使輸出電壓由0V起步平滑調(diào)節(jié)，輸出電壓滿足：
? ? ? ??Vo=(ton/T)×Vi=d×Vi
?? ? ? ?其中ton—斬波脈寬、T—斬波周期、d—占空比
3.2.2、PWM控制技術(shù)??
? ? ? ?PWM的含義是‘脈寬調(diào)制’的意思，也就是通過連續(xù)調(diào)整某一頻率的信號脈沖寬度，驅(qū)動開關(guān)器件，改變輸出電壓或電流脈沖波的平均值。就前面的Buck斬波器來說，讓開關(guān)器件S接受PWM信號控制，就能使輸出電壓按系統(tǒng)控制指令要求工作在要求的數(shù)量值上。
Buck斬波器開關(guān)頻率
? ? ? ?f=1/T ? ? ?f—頻率、T周期
? ? ? ?理論上f越高越好，采用較小的LC參數(shù)就可達(dá)到較好的濾波效果，小功率開關(guān)電源的工作頻率往往做到數(shù)百千赫甚至更高，這樣可以大大減小濾波器體積和造價。但是大功率器件的開關(guān)頻率有限，過高的開關(guān)頻率會增加開關(guān)損耗，導(dǎo)致開關(guān)器件的發(fā)熱損壞，通常IGBT器件開關(guān)頻率只能達(dá)到幾kHz～幾十kHz。
3.2.3、設(shè)備采用了降壓斬波式工作原理，配置了過流、過載、過熱、短路等多重保護(hù)，確保設(shè)備可靠運(yùn)行。工藝結(jié)構(gòu)采用機(jī)架式整體設(shè)計(jì)，選用英飛凌IGBT開關(guān)器件，Epcos電解電容，控制用高性能進(jìn)口芯片，具有運(yùn)算精確溫漂小等特點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)了高穩(wěn)定性的直流電壓輸出控制。
3.3高功率因數(shù)電源技術(shù)參數(shù)：
? ? ? ?輸出紋波 ? ≤0.3%（有效值）
? ? ? ?電源效率 ? ≥93% ?AC-DC
? ? ? ?功率因數(shù) ? ≥0.92（實(shí)際測試）
? ? ? ?負(fù)載靜態(tài)調(diào)整率 ≤0.1%V FSC（0-100%I FSC）
? ? ? ?負(fù)載動態(tài)調(diào)整率 ≤0.5%V FSC
? ? ? ?自動給定斜坡 ? 4S（0.5~30S可調(diào)）
? ? ? ?故障連鎖保護(hù)時間 ≤10μS
4、第四代固態(tài)高頻電源所具有的一些顯著特點(diǎn)
4.1 線路簡單，安裝方便
? ? ? ?取消降壓變壓器后，節(jié)省了整流與變壓器之間的連接大線，整流柜與逆變柜之間的控制連線不足十根，方便配置。整流電源和操作臺之間的連線也很少。
4.2 保護(hù)齊全，維護(hù)方便
? ? ? ?整機(jī)設(shè)置二十余種保護(hù)措施，提高設(shè)備穩(wěn)定性，防止設(shè)備損壞。有報警信息經(jīng)控制板相應(yīng)處理后送至STC單片機(jī)。通過數(shù)碼顯示，維護(hù)人員可方便了解設(shè)備故障原因及處理對策。
整流板數(shù)碼管顯示說明如表
4.3 諧波干擾小，不污染電網(wǎng)
? ? ? ?設(shè)計(jì)了若干匹配良好的濾波網(wǎng)絡(luò)，加之整流運(yùn)行在全導(dǎo)通狀態(tài)，使得固態(tài)電源在滿功率運(yùn)行時諧波成份很少，功率因數(shù)達(dá)到0.92以上。
4.4 效率達(dá)85%以上，節(jié)能明顯、冷卻水用量少
? ? ? ?先進(jìn)的零電壓零電流開關(guān)技術(shù)（ZVZCS技術(shù)），消除了功率器件的開關(guān)損耗。
4.5 可靠性高，運(yùn)行穩(wěn)定
? ? ? ?工藝布局合理，設(shè)計(jì)參數(shù)準(zhǔn)確。
4.6 允許設(shè)備降額使用
? ? ? ?在出現(xiàn)故障又想急于生產(chǎn)的情況下，設(shè)備可以降額使用，方便用戶生產(chǎn)。
4.7 所有控制板模塊具有通用性，免調(diào)整性
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