高效數字化電路在電磁感應鋁箔封口機上面的應用前景 |
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| 發布時間：2011-12-27 點擊次數：2043 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
瓶口鋁箔封口密封應用的普及，帶動了電磁感應鋁箔封口機的市場，使得生產電磁感應鋁箔封口機的廠家越來越多，但控制電路的應用卻是層次不齊，從早期的以真空電子管為核心構成的單級自激振蕩電路到晶閘管、MOSFET管、IGBT電路都有廠家在采用。由于不同應用電路的功效，可靠性不同，使得不同廠家出來的產品質量也是層次不齊。另外，在感應頭和控制系統電路的冷卻結構采用上也是風冷和水冷并存。由于許多廠家的錯誤宣傳和引導，導致現在很多客戶以為水冷結構更好，其實這是一種錯誤性認識。散熱結構的設計是服務于系統電路需要，而不同的電路設計，系統工作熱效率也大大不同，相對而言系統熱損耗也是不同。如果一個系統的工作熱效率很高，熱損耗很小，只需要一個簡單的風冷結構就解決了，何必采用復雜的水循環冷卻結構呢？那樣其不是憑空增加了設備的不可靠性和故障率。根據觀察，現有電磁感應鋁箔封口機主要存在以下主要問題： 1、效率較低，電能消耗大，雖然功率越做越大，但相對產能提高有限；
2、功率元件IGBT易損壞；
3、輸出變壓器易損壞；
4、水冷結構的冷卻水回路故障較多，冷卻水有消耗，而且由于部分廠家結構設計安排不合理，不能有效阻斷水箱水汽與控制電路的接觸，導致電子元件壽命縮短；
5、功率因數較低；
6、設備可連續工作性欠佳。
這些問題主要是設計上的缺陷所致，針對這些問題探討一下原因：
1、由于控制電路不能適應各種變化情況，使得功率元件IGBT脫離過零軟開
關狀態，因此開關損耗增加，并經常導致IGBT損壞；
2、部分產品采用軟開通，硬關斷（或帶緩沖的硬關斷）電路，因此IGBT損耗大，且在過載情況下容易損壞；
3、設備在過壓、欠壓、過載、感應線圈短路或斷路、功率元件過熱等情況下，控制電路不能起到有效限制和保護作用，導致設備損壞；
4、控制電路抗干擾性差，系統運行不穩定或保護功能容易誤動作，導致設備可靠性差；
5、整流后直接采用大功率電力電容濾波，無濾波電感或直流側IGBT斬波電路，因此功率因數低，輸入電流諧波大；如采用電力電解電容，還有發熱、串聯均壓問題、壽命較短等缺陷。
6、還有部分設備是由于水冷結構導致故障頻發。
針對以上問題，上海絡虹機械科技有限公司率先將數字化電路應用引入到電磁感應鋁箔封口機行業，設計了一種新型全數字式控制結構，在中央處理器DSP的控制下，功率器件IGBT工作在零電流開關狀態；且直流側也采用了IGBT斬波電路，這有效提高了設備功率因數，減少輸入諧波；此外，該結構還通過多種措施降低系統損耗、提高效率，使得設備可以采用全空冷結構，并消除了設備來自水冷循環系統的故障；設備工作頻率可在1KHz-100KHz范圍內根據負載情況和實際要求自行選擇。該系統特點詳細說明如下：
1、整機功率低，但封口效率很高，節能環保。
2、采用諧振軟開關控制，大大降低IGBT開關損耗，系統自動跟蹤諧振頻率。
3、寬電壓設計，稍微改動即可滿足各種電源要求。
4、系統具有多種智能化保護：過熱、過流、負載短路、斷路保護。
5、系統采用風冷結構，有效避免水冷機的冷卻故障問題，實現長時間連續運行工作。
6、可遠程通訊控制。
7、可選擇智能化節能模式控制，根據封口作業需要實現無人化自動控制開關機，避免空耗待機，有效節能；同時在流水線上的產品出現堵塞問題時自動報警。
8、封口線圈以次級諧振恒流工作，封口一致性好。
9、封口線圈采用高頻高支線，大大減少線圈自身熱損耗。
10、 滿足各種速度的流水線作業要求：從每分鐘幾米的一般流水線到每分鐘高達五、六十米以上的高速流水線都可有效封口作業。
11、 LED同步顯示工作狀態；
12、 頻率自動跟蹤，能夠對現在的諧振工作方式的電源的諧振頻率自動跟蹤，達到即使電網波動，保證輸出電流或功率保持不變，同時保證在任何工況下IGBT始終工作在零電壓換流（ZVS）或近零電流開關（ZCS）狀態下，使IGBT工作狀態佳，自身功耗小，整機效率高。
13、 零功率啟動，啟動和待機的零電壓輸出，不需要假負載的支持。
14、 故障檢測功能齊全，故障原因自動顯示在LED屏上，便于掌握。
15、 預留多個輸入和輸出擴展接口，可根據需要實現功能擴展。
16、 預留模擬量采集口，可實現溫度等的閉環工作，便于系統對各個發熱部件的精確控制。
總而言之，這種“DSP+IGBT”的控制模式是未來一段時間，電磁感應鋁箔封口機的總體發展應用趨勢。
附：
各種控制模式電磁感應鋁箔封口機的對比
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