CN105215501A - 一种铜硬钎焊炉温度控制的方法 - Google Patents

一种铜硬钎焊炉温度控制的方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了铜硬钎焊炉温度控制的装置，由直流电源供给铜硬钎焊炉分布的加热电阻；通过三相桥式整流滤波将380V交流电变成直流电，采用直流电作为加热电阻一路电源，再通过电源逆变器将直流电逆变为同频但不同幅度的交流电作为第一路电源、第二路电源、第三路电源、第四路电源、第五路电源，以上六路电源相叠加构成加热电阻总电源。通过PLC检测铜硬钎焊炉内温度，进而分析判断控制接入加热电阻电源。本发明通过对电源的有效控制解决了环境变化对铜硬钎焊炉温度的影响，以保证铜硬钎焊炉内的温度恒定。

Description

一种铜硬钎焊炉温度控制的方法
技术领域
本发明属于铜硬钎焊炉温度控制领域，尤其涉及一种铜硬钎焊炉温度控制的方法。
背景技术
铜硬钎焊技术通过采用特殊的铜、锡和磷的钎焊合金，将黄铜和紫铜分别制成管和散热带钎焊成一个高强度的金属整体。是利用极薄的铜合金钎料置于需要连接部位的焊接面附近或内部，安装干燥后，部件在一定的惰性气氛的保护下加热至钎焊合金熔融金属与不熔化金属之间进行表面扩散，冷却后，钎料金属就会与部件接触面之间形成金属结合。
铜硬钎焊技术使用极薄的铜合金材料，导热性能好、强度高、软化点高。且铜加工成极薄型材料，可以减少用材，降低重量和成本。铜硬钎焊工艺采用无铅低温焊接，省却了危害环境的去油工序，无需清洗，不需要使用焊剂+。
铜硬钎焊炉是一种用于金属钎焊的设备，具有焊合率高、焊缝致密、焊点抗腐蚀、变形量小等显著特点，主要原是由于控制过程中对温度的精确控制及与时间的严格对应关系。铜硬钎焊炉温度控制***具有非线性、滞后性、多变量、时变等特点，其控制难度非常大，一直阻碍着向自动化控制方向的进一步发展。特别是大型真空铜硬钎焊炉控制***对温度控制的精确度要求非常高，一般为±3℃。只有多年经验的技术人员和精确控制的设备才能够做到这一点。
由于铜硬钎焊炉温度控制过程中存在时间滞后大的一阶时滞温度对象，一般对其用遗传算法来优化PID参数不能取得好的效果，且产生严重的超调现象。因此，为解决大滞后时间引起的超调问题，提出了一种铜硬钎焊炉温度控制方法。
发明内容
本发明目的是，提出一种铜硬钎焊炉温度控制的方法，通过相叠加的不同幅度的电源构成加热电阻的总电源，从而对铜硬钎焊炉进行温度控制。
本发明技术方案是：一种铜硬钎焊炉温度控制的装置，由直流电源供给铜硬钎焊炉分布的加热电阻；通过三相桥式整流滤波将380V交流电变成直流电，采用直流电作为加热电阻一路电源，再通过电源逆变器将直流电逆变为同频但不同幅度的交流电作为第一路电源、第二路电源、第三路电源、第四路电源、第五路电源，以上六路电源相叠加构成加热电阻总电源。第一路电源的幅度为280±30；第二路电源的幅度为140±25；第三路电源的幅度为93±20；第四路电源的幅度为70±15；第五路电源的幅度为56±10。
一种铜硬钎焊炉温度控制的方法，通过PLC检测铜硬钎焊炉内温度，进而分析判断控制接入加热电阻电源。本发明通过对电源的有效控制有效控制解决了环境变化对铜硬钎焊炉温度的影响，以保证铜硬钎焊炉内的温度恒定。
通过三相桥式整流滤波将380V交流电变成直流电，采用其直流电作为加热电阻一路电源，再通过电源逆变器将直流电逆变为不同幅度的交流电作为第一路电源、第二路电源、第三路电源、第四路电源、第五路电源，以上六路电源几组相叠加构成加热电阻总电源，通过PLC检测铜硬钎焊炉内温度，进而分析判断控制接入加热电阻电源数。
铜硬钎焊炉开机后自动接入6路电源，进行加热；
加热至需求温度的80％时，断开直流电源；
加热至温度的85％断开第一路电源；
加热至温度的90％断开第二路电源；
加热至温度的95％断开第三路电源；
加热至温度的97％断开第四路电源及第五路电源。
在温度的97％——100％时温度下降，按周期4秒，占空比10％打开第五路电源；
如温度继续下降，每秒2％增加第五路电源占空比；后五路电源均是限制功率(电流)的电源。
如温度继续下降，占空比调至100％；按周期4秒占空比10％打开第四路电源；
以此类推，温度上升过快时1％降低占空比，达到***上限温度的99.9％，停止温度控制。
本发明的有益效果：本发明使得大型真空铜硬钎焊炉温度控制的精确度±2℃以内。精确控制的设备及分布均匀的加热管能够做到这一点。解决了用遗传算法来优化PID参数不能取得好的效果，且产生严重的超调或温度惯性控制不易的现象。本发明用于铜硬钎焊炉温度控制能够用于铜硬钎焊极薄的铜合金材料，且铜硬钎焊工艺采用无铅低温焊接，焊接质量好，无需清洗，不需要使用焊剂，焊接速度快，成品率高。
附图说明
图1是本发明结构示意图；
图2是本发明流程图；
图3是接图2的流程图。
具体实施方式
铜硬钎焊炉温度控制的方法，通过三相桥式整流滤波将380V交流电整流变成直流电，采用其直流电作为加热电阻一路电源，再通过电源逆变器将直流电逆变为不同幅度的交流电作为第一路电源、第二路电源、第三路电源、第四路电源、第五路电源，以上六路电源几组相叠加构成加热电阻总电源，通过PLC检测铜硬钎焊炉内温度，进而分析判断控制接入加热电阻电源数。直流电是通过6只二极管构成三相桥式整流电路，并通过电容电感构成∏滤波电路。
第一路交流电源的幅度为280，频率为50Hz；
第二路交流电源的幅度为140，频率为50Hz；
第三路交流电源的幅度为93，频率为50Hz；
第四路交流电源的幅度为70，频率为50Hz；
第五路交流电源的幅度为56，频率为50Hz。
采用铂热电阻检测铜硬钎焊炉内的温度。并反馈给PLC进而控制接入加热电阻电源路数。通过PLC检测铜硬钎焊炉内温度，进而分析判断控制接入加热电阻电源；通过三相桥式整流滤波将380V交流电变成直流电，采用其直流电作为加热电阻一路电源，再通过电源逆变器将直流电逆变为不同幅度的交流电作为第一路电源、第二路电源、第三路电源、第四路电源、第五路电源，以上六路电源几组相叠加构成加热电阻总电源，通过PLC检测铜硬钎焊炉内温度，进而分析判断控制接入加热电阻电源数。
铜硬钎焊炉开机后自动接入6路电源，进行加热；
加热至需求温度的80％时，断开直流电源；
加热至温度的85％断开第一路电源；
加热至温度的90％断开第二路电源；
加热至温度的95％断开第三路电源；
加热至温度的97％断开第四路电源及第五路电源。
在温度的97％——100％时温度下降，按周期4秒，占空比10％打开第五路电源；
如温度继续下降，每秒2％增加第五路电源占空比；
如温度继续下降，占空比调至100％；按周期4秒占空比10％打开第四路电源；
以此类推，温度上升过快时降低占空比，达到***上限温度的99.9％，停止温度控制。
交流电源的占空比一般为10％——90％。
***工作时判断温度是否下降，如温度下降，按周期4秒，占空比10％合上第五路电源；判断温度是否下降，如温度不下降，每秒1％降低占空比(指电源的开启与关闭时间比例)；如温度下降，按周期4秒，占空比10％开启上一路电源。

Claims (8)

1.一种铜硬钎焊炉温度控制的装置，其特征是由直流电源供给铜硬钎焊炉分布的加热电阻；通过三相桥式整流滤波将380V交流电变成直流电，采用直流电作为加热电阻一路电源，再通过电源逆变器将直流电逆变为同频但不同幅度的交流电作为第一路电源、第二路电源、第三路电源、第四路电源、第五路电源，以上六路电源相叠加构成加热电阻总电源。
2.铜硬钎焊炉温度控制的装置，其特征是第一路电源的幅度为280±30；第二路电源的幅度为140±25；第三路电源的幅度为93±20；第四路电源的幅度为70±15；第五路电源的幅度为56±10。
3.一种铜硬钎焊炉温度控制的方法，其特征是通过PLC检测铜硬钎焊炉内温度，进而分析判断控制接入加热电阻电源；通过三相桥式整流滤波将380V交流电变成直流电，采用其直流电作为加热电阻一路电源，再通过电源逆变器将直流电逆变为不同幅度的交流电作为第一路电源、第二路电源、第三路电源、第四路电源、第五路电源，以上六路电源几组相叠加构成加热电阻总电源，通过PLC检测铜硬钎焊炉内温度，进而分析判断控制接入加热电阻电源数。
4.根据权利要求3所述的一种铜硬钎焊炉温度控制方法，其特征是通过6只二极管构成三相桥式整流电路，并通过电容电感构成∏滤波电路。
5.根据权利要求3所述的铜硬钎焊炉温度控制方法，其特征是，
第一路交流电源的幅度为280，频率为50Hz；
第二路交流电源的幅度为140，频率为50Hz；
第三路交流电源的幅度为93，频率为50Hz；
第四路交流电源的幅度为70，频率为50Hz；
第五路交流电源的幅度为56，频率为50Hz。
6.根据权利要求1所述的铜硬钎焊炉温度控制方法，其特征是采用铂热电阻检测铜硬钎焊炉内的温度。并反馈给PLC进而控制接入加热电阻电源路数。
7.根据权利要求1所述的铜硬钎焊炉温度控制方法，其特征是，
铜硬钎焊炉开机后自动接入6路电源，进行加热；
加热至需求温度的80％时，断开直流电源；
加热至温度的85％断开第一路电源；
加热至温度的90％断开第二路电源；
加热至温度的95％断开第三路电源；
加热至温度的97％断开第四路电源及第五路电源。
8.根据权利要求7所述的一种铜硬钎焊炉温度控制方法，其特征是，
在温度的97％——100％时温度下降，按周期4秒，打开第五路电源，并以每秒2％增加第五路电源占空比；
如温度继续下降，占空比调至100％；按周期4秒打开第四路电源，并以每秒2％增加第四路电源占空比；
以此类推，温度区间里温度则1％降低占空比，达到***温度上限的99.9％，断开6路电源。
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