振蕩器的作用是將直流電能轉(zhuǎn)換為高頻交流電能,通過感應(yīng)器傳輸給金屬工件以完成高溫加熱。
1.振蕩電路
(1)三回路振蕩電路 圖2-38是一個具有三回路振蕩器的高頻感應(yīng)加熱電源的電路,只畫出了三相交流電源、三相交流調(diào)壓器、陽極變壓器、高壓硅堆三相整流器、真空管高頻振蕩器和高頻負(fù)載的主電路;省去了柵極回路、真空管的燈絲供電電路,以及三相交流調(diào)壓器的觸發(fā)電路與低壓控電路。Lz是高頻阻流圈,Cg是隔直流電容器,它們完成交直流回路的分離。真空管VE是換能元件,其陽極供電為并聯(lián)供電方式;電感L1、L2,電容器C1、C2與TP0和C,共同組成三回路的振蕩電路;電感L2和Ls是反饋環(huán)節(jié),此環(huán)節(jié)是完成自激振蕩必不可少的,調(diào)節(jié)其間的耦合度就可以實(shí)現(xiàn)反饋調(diào)節(jié)。這種振蕩電路的結(jié)構(gòu)具有三個諧振頻率,但可靠運(yùn)行的只有一個頻率,故稱三回路振蕩電路。老式的真空管高頻感應(yīng)加熱電源設(shè)備GP100一C3是典型的三回路振蕩電源。
(2)單回路振蕩電路 該種電路比三回路振蕩電路要簡單,傳輸電路少,輸出效率較高,沒有了耦合環(huán)節(jié),故是無“耦合”調(diào)節(jié),只有“反饋”調(diào)節(jié)。真空管單回路振蕩電路如圖2-39所示。
(3)雙頻振蕩電路 這種電路能夠產(chǎn)生兩種頻率的振蕩,以滿足不同熱處理工藝的要求:一種是超音頻頻率(30 - 50kHz) ,另一種是高頻頻率(200 -300kHZ)。電路如圖2-40所示,實(shí)際上是兩個獨(dú)立的單回路振蕩電路,它們是靠位置1和2的切換來實(shí)現(xiàn)超音頻或高頻振蕩的。
2.真空管振蕩器的工作狀態(tài)
大功率真空管振蕩器的工作狀態(tài),主要是以柵流大小和有無來分類的,并以柵流對陽流之比、柵極電壓最大值對陽極電壓最小值之比、以及陽極電壓基波最大值對陽極直流電壓之比來衡量。當(dāng)柵流比陽流小至可以忽略不計(jì)時,這種工作狀態(tài)稱為小柵流狀態(tài)或欠壓狀態(tài);當(dāng)柵流較大,且占真空管陽極電流相當(dāng)大一部分時,則稱為大柵流狀態(tài)或過壓狀態(tài);介于兩者之間的狀態(tài)稱為臨界狀態(tài)。柵極反饋電壓過小,會出現(xiàn)欠壓狀態(tài);柵極反饋電壓過大,則會出現(xiàn)過壓狀態(tài)。它們都會使振蕩功率、陽極效率降低,它們不是我們所要求的狀態(tài)。
臨界狀態(tài)是我們要求的狀態(tài)。調(diào)整振蕩器時,只要陽流/柵流=4 -7 倍(有的振蕩管為5 - 10 倍),則認(rèn)為振蕩器已處于臨界狀態(tài)。為此,對于三回路振蕩器,要進(jìn)行“耦合”與“反饋”調(diào)節(jié);對于單回路振蕩器,只能進(jìn)行“反饋”調(diào)節(jié)。當(dāng)振蕩器處于臨界狀態(tài)時,就可以獲得某個陽壓值下的最大功率輸出。
3.真空管振蕩器的效率
真空管振蕩器有如下兩種概念的效率:
(1)真空管的陽極效率 它表明在直流電源供給振蕩器的直流功率中,有多少被變換成高頻振蕩功率(基波功率)。
(2)輸出效率 它表明高頻振蕩功率經(jīng)過高頻傳輸電路等多種因素的損耗后,直流功率中有多少功率被負(fù)載所吸收,顯然輸出效率小于陽極效率。效率常以百分?jǐn)?shù)表示。真空管陽極效率的理論值為78嚦,輸出效率為40% - 45繩。舉例:Ua=12kV,Ia=12A,則直流輸入功率=12kV x 12A = 144KW;取陽極效率=70%,則振蕩功率=144KW x70%≈10OKW;取輸出效率=45%,則負(fù)載吸收的功率=144KW x45%=65kW。單回路振蕩器的輸出效率比三回路振蕩器的要高些。