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綜述:超聲波清洗機技術(shù)分析(一)

更新時(shí)間:2009-11-09      點(diǎn)擊次數:1944

*,超聲波清洗機由兩部分組鹿一是超聲波發(fā)生器,二是以換能器為核心的超聲波清洗缸。
    超聲發(fā)生器簡(jiǎn)單的說(shuō)就是一臺與換能器頻率相匹配的大功率源。 
    總的來(lái)說(shuō),超聲波發(fā)生器和以換能器為核心的超聲清洗缸,其技術(shù)狀況已遠遠跟不上時(shí)代的發(fā)展和我國經(jīng)濟事業(yè)多領(lǐng)域的需求。超聲波清洗機生產(chǎn)現狀的特點(diǎn)是技術(shù)陳舊落后,清洗效率不理想,故障率高。這已成了制約它進(jìn)一步擴大應用范圍的瓶頸。目前市場(chǎng)上不是以提高技術(shù)、改進(jìn)設計、簡(jiǎn)化工藝結構、降低成本、提高其性?xún)r(jià)比為先導,而是往往以低價(jià)相互競爭,這給整個(gè)行業(yè)和超聲清洗事業(yè)的發(fā)展帶來(lái)了消極的負面影響,應該引起我們的關(guān)注。
    據我們了解,在華東地區,超聲波發(fā)生器的制式不外乎下列幾種: 
    1、*代產(chǎn)品是電子管式的,隨著(zhù)技術(shù)的進(jìn)步,已屬于淘汰產(chǎn)品了(但仍有廠(chǎng)家在生產(chǎn))。 
    2、仿制美國必能信公司的超聲波發(fā)生器,單板功率300W,頻率固定為25KHz(自激式半橋輸出電路),配有大電源變壓器,是*占有率zui多的一種簡(jiǎn)易機型。但是該電路很難調整在超聲換能器*頻率諧振點(diǎn)上,輸出功率不可能達到理想的效果,質(zhì)量也就不言而喻了。但考慮到該發(fā)生器的線(xiàn)路比較簡(jiǎn)單,穩定性尚可,整機調試得好,故障率還是很低的,加之生產(chǎn)這種機型的中小型超聲波清洗機的企業(yè)較多,能否對其線(xiàn)路加以改進(jìn)和提高呢?我們提供下面一種設計方案供參考:去掉電源變壓器,減少輸出匹配變壓器的漏磁,達到減輕、減少整機重量和體積,降低成本,提率之目的。要去掉電源變壓器,首先要考慮解決兩個(gè)問(wèn)題,一是電源輸入和高頻功率輸出之間的絕緣問(wèn)題:二是將供電電壓降低在適合大功率管正常工作的耐壓值下,才能保證整機的安全運行(原機供電電壓約為DC150V-180V之間)。圖1介紹的這個(gè)電路可以解決供電電壓符合原機的設計要求。注意:調試時(shí)注意安全,防止觸電。 
    原機的輸出變壓器選用的是單條磁芯,漏磁較大,一旦靠近鐵制外殼,將形成渦流,產(chǎn)生很高的熱量,建議改用IE磁芯,線(xiàn)圈由單組改繞為初、次級雙繞組,這樣就可以解決電源輸入和高頻功率輸出之間的隔離和絕緣問(wèn)題。輸出變壓器的有關(guān)技術(shù)參數如匝數和初次級的匝數比及電感量由于諸多的不確定因素,我們很難給出一個(gè)確定的數據。 
    3、MC機型及其改進(jìn)后的機型:這也是一個(gè)老產(chǎn)品了,線(xiàn)路設計煩瑣,由于歷史的原因,是一個(gè)沒(méi)有設計到位的產(chǎn)品。門(mén)電路用得多,SCR調壓,工藝繁亂,故障率高,已受到用戶(hù)的冷落,生產(chǎn)這種機型的原國營(yíng)大廠(chǎng),我們認為只有忍痛甩掉舊的落后的機型,開(kāi)發(fā)或選用新的機型,才能重振昔日雄風(fēng),立足于今天的市場(chǎng)。 
    改進(jìn)后的機型,簡(jiǎn)化了電路,增加了“跳頻”同步技術(shù),所謂“跳頻”實(shí)際上是在PWM的主振頻率上,加了一個(gè)多諧振蕩器,其頻率和主頻相配,該振蕩器的輸出脈沖再去調制主振極。雖然做到了恒功率輸出,但受功率元件MOSFET電流容量的限制,沒(méi)有做到滿(mǎn)功率輸出,輸出功率也就不盡人意,清洗效率也無(wú)明顯提高,應用行業(yè)面不寬,特別是每一個(gè)跳頻周期,清洗缸內總有周期性的響聲,沒(méi)有慢啟動(dòng)功能,并設有“調功”旋鈕,一旦操作失誤將出現故障,也不能和其他設備實(shí)現聯(lián)動(dòng)控制。究其原因,沒(méi)有跳出原MC機型的設計框框和思路,雖然更換了原控制芯片,遺憾的是新的芯片功能卻沒(méi)有*用上。 
    該機型在華東地區,僅有少數企業(yè)在生產(chǎn),如果再進(jìn)一步改進(jìn),將功率元件改換為IGBT,可以擴大整機容量,設法去掉缸內周期性的響聲,用好新的PWM控制芯片的全部功能,如慢啟動(dòng)功能和脈寬調制功能,這就很方便的實(shí)現“一鍵操作”(只設一只電源開(kāi)關(guān)),不失為一種好的機型。 
    4、IGBT做為功率元件用在超聲波發(fā)生器上已經(jīng)引起了廣泛的關(guān)注和應用,但從部分產(chǎn)品來(lái)看,仍沒(méi)有跳出傳統的設計思路和方法,比如說(shuō),單單兩個(gè)推動(dòng)組件,如:EXB840/841,是矩形扁片形封裝的厚膜集成電路,其體積和電路及其成本已占了相當大的比重,要知道單臺超聲發(fā)生器的功率要求足不可能很大的。當然用IGBT作高頻功率元件,由于它的耐壓高、容量大、輸入阻抗高、壓降小,當屬,這也是個(gè)進(jìn)步。  
 

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