كيف نحكم على جودة محول الطاقة بالموجات فوق الصوتية

تلعب محولات الطاقة فوق الصوتية دورًا مهمًا جدًا في آلات اللحام بالموجات فوق الصوتية. يمكن لمحول الطاقة بالموجات فوق الصوتية عالي الجودة أن يضمن طاقة خرج قوية ومستقرة. فقط عندما تفهم معلمات محول الطاقة بالموجات فوق الصوتية ، يمكنك مطابقة مولد الموجات فوق الصوتية بدقة. لذا ، كيف نحكم على أداء محولات الطاقة فوق الصوتية؟

1. المعلمات

1) تردد الرنين الميكانيكي (Fs)

يشير هذا إلى تردد تشغيل نظام الاهتزاز ، والذي يجب أن يكون قريبًا من القيمة المتوقعة قدر الإمكان في التصميم ، ويجب أن يتطابق مع نقطة تشغيل مصدر الطاقة.

2) المقاومة الديناميكية (R1)

يجب أن تكون مقاومة الفرع المتسلسل للهزاز الكهرضغطية صغيرة قدر الإمكان في ظل نفس ظروف الدعم! لتنظيف أو لحام الهزازات ، يتراوح بشكل عام بين 5 و 20 درجة. إذا كانت كبيرة جدًا ، فستكون هناك مشاكل مع الهزاز أو نظام الاهتزاز ، مثل عدم تطابق الدائرة أو كفاءة التحويل المنخفضة ، والعمر القصير للهزاز ، إلخ.

3) عامل الجودة الميكانيكية (Qm)

يتم تحديدها بواسطة طريقة منحنى التوصيل ، Qm=Fs / (F2-F1) ، كلما زاد Qm ، كان ذلك أفضل ، لأنه كلما زاد Qm ، زادت كفاءة المذبذب. لكن يجب أن يتطابق Qm مع مصدر الطاقة. عندما تكون قيمة Qm عالية جدًا ، لا يمكن مطابقة مصدر الطاقة. لتنظيف الهزاز ، كلما زادت قيمة Qm ، كان ذلك أفضل. بشكل عام ، يجب أن يكون Qm لهزاز التنظيف بين 500-1000. إذا كانت منخفضة جدًا ، فستكون كفاءة الهزاز منخفضة ، وإذا كانت عالية جدًا ، فلا يمكن مطابقة مصدر الطاقة. بالنسبة للحام أو المعالجة بالموجات فوق الصوتية ، تكون قيمة Qm للهزاز نفسه عمومًا حوالي 50-1000 ، والنظام بأكمله يتراوح بين 1500 و 3000. إذا كانت منخفضة جدًا ، فستكون كفاءة الاهتزاز منخفضة ، لكن لا ينبغي أن تكون عالية جدًا ، لأنه كلما زاد Qm ، زاد عرض النطاق الترددي للعمل. ضيق ، من الصعب مطابقة مصدر الطاقة ، أي أن مصدر الطاقة يصعب العمل بتردد الرنين ، ولا يمكن للجهاز العمل بشكل طبيعي.

4) السعة الحرة (CT)

تتوافق قيمة السعة لجهاز كهرضغطية بتردد 1 كيلو هرتز مع القيمة المقاسة بواسطة مقياس السعة الرقمي. تطرح هذه القيمة السعة الديناميكية C1 للحصول على السعة الكهروستاتيكية الحقيقية C0 ، C0=CT-C1. عند استخدام الحث لموازنة C0 ، في تصميم الدائرة لآلة المعالجة بالموجات فوق الصوتية ، يمكن أن يؤدي التوازن الصحيح لـ C0 إلى تحسين عامل الطاقة لمصدر الطاقة ، وهناك طريقتان لاستخدام توازن الحث والضبط المتوازي وضبط السلسلة.

5) تردد مضاد للرنين (Fp)

تردد الرنين للفرع المتوازي للهزاز الكهرضغطية. عند هذا التردد ، تكون مقاومة Zmax للهزاز الكهرضغطية هي الأكبر. إذا كانت المقاومة المضادة للرنين Zmax منخفضة جدًا ، فإن الهزاز يعاني من مشكلة.

2. رسومات

بشكل عام ، يمكن الحكم على أداء الاهتزاز لنظام الاهتزاز أو محول الطاقة الكهرضغطية مباشرة من خلال مخطط الإحداثيات اللوغاريتمي ، وهو بسيط وبديهي.

1) في ظل الظروف العادية ، تكون دائرة القبول عبارة عن دائرة مفردة ، والرسم البياني اللوغاريتمي يحتوي فقط على زوج من القيم الدنيا والقصوى.

2) في ظل ظروف غير طبيعية ، تظهر دوائر طفيلية صغيرة متعددة على الرسم البياني لدائرة الدخول ، ويحتوي الرسم البياني للإحداثيات اللوغاريتمية على أزواج متعددة من القيم الدنيا والقصوى.

إذن ، ما هي الظروف التي ستبدو فيها دائرة القبول ومنحنى التوصيل للسيراميك الكهرضغطية أو محولات الطاقة غير طبيعية؟ هناك بشكل رئيسي الحالات التالية:

1) السيراميك الكهرضغطية لديه مشاكل ، مثل التفريغ الداخلي.

2) حدثت تشققات في رقاقة أثناء تجميع محول الطاقة.

3) مشاكل في تصميم أو تجميع القرن والعفن بالموجات فوق الصوتية.

4) تتصادم الأجزاء المحيطة بقضيب الإجهاد بسبب ضعف تركيز محول الطاقة.

بشكل عام ، يرتبط منحنى القبول والمعلمات ببعضها البعض. إذا كان منحنى دخول الهزاز طبيعيًا ، يكون R1 أقل و Qm أعلى. على العكس من ذلك ، إذا كان منحنى الدخول للهزاز غير طبيعي ، فعادةً ما يكون R1 أكبر و Qm أصغر. كجزء مهم من معدات الموجات فوق الصوتية ، ترتبط جودة محول الطاقة فوق الصوتي ارتباطًا مباشرًا بعمر خدمة الجهاز.