工頻機(jī)與高頻機(jī)的概念主要是對(duì)整流部分而言，工頻機(jī)是可控整流，傳統(tǒng)技術(shù)可做到12拍整流；而高頻機(jī)的整流是二管不控整流+IGBT的高頻直流升壓環(huán)節(jié)。對(duì)逆變器而言都是IGBT的SPWM高頻逆變工作方式(除早期的可控硅逆變工作模式UPS，目前已經(jīng)淘汰)。另外，工頻機(jī)的輸出變壓器必不可少，由于其整流逆變等環(huán)節(jié)均為降壓環(huán)節(jié)，因此在輸出側(cè)必須有升壓變壓器作為電壓的調(diào)整。
工頻，既是指交流電網(wǎng)中電流電壓的固有頻率，上主要有二種，我國為50HZ，日美等國為60HZ。之所以稱為工頻感應(yīng)加熱設(shè)備（簡稱工頻機(jī)），是因?yàn)樵摲N機(jī)器是直接將輸入的工頻電能，通過調(diào)壓和變流處理，便輸出到能量變換器--感應(yīng)圈上。在這里，工頻機(jī)只對(duì)輸入的電流、電壓進(jìn)行了調(diào)整和控制，至于頻率則沒有做任何改變。
工頻機(jī)的工作原理決定了它的內(nèi)部電路的組成。它主要由電能輸入電路，調(diào)壓整流電路、功率輸出電路、控制電路、保護(hù)電路、濾波電路和提供工作條件的輔助電路等組成。
而除此之外的其它頻率的感應(yīng)加熱設(shè)備，無論它稱之為中頻（1KHZ至20KHZ左右）、超音頻（20KHZ至40KH左右）、高頻（40KHZ至200KHZ左右）、超高頻（200KHZ以上，可高達(dá)幾十MHZ），甚至是其它的低頻（50HZ至1KHZ左右）。它們所輸出電流的頻率，均需要經(jīng)過變頻處理才能得到。
它們的工作原理也決定了它們的內(nèi)部電路的組成。主要包括電能輸入電路、整流電路、濾波電路、變頻電路（振蕩電路、逆變電路）、功率輸出電路、控制電路、保護(hù)電路和提供工作條件的輔助電路等。
由此可知，工頻機(jī)的原理較為簡單。雖然從原理上講其它機(jī)種只是主要多了個(gè)變頻電路，但從實(shí)際的電路結(jié)構(gòu)上講，則需要設(shè)計(jì)的更為、合理和巧妙。工頻機(jī)一般是采用模擬電路，而其它機(jī)種則多是采用模擬電路和數(shù)字電路。
工頻機(jī)雖然原理簡單、結(jié)構(gòu)簡單，但是由于其工作頻率低，其內(nèi)部的容性元件和感性元件的電容量和電感量均需要很大。對(duì)高頻電流的趨膚效應(yīng)、邊緣效應(yīng)的利用也低。因此，它在成本、體積和效率上均不占有。所以工頻機(jī)在實(shí)際應(yīng)用中較少。
不過，正是因?yàn)楣ゎl機(jī)在工作時(shí)被其加熱的工件，受趨膚效應(yīng)和邊緣效應(yīng)的影響少，使得它在對(duì)工件的透熱方面效果。所以，它在大型冶煉以及大型工件的加熱等方面占有相當(dāng)?shù)摹?/div>
幾種感應(yīng)加熱方式的差別與用途，可參閱本人的另二篇文章《感應(yīng)加熱技術(shù)與如何選好用好感應(yīng)加熱設(shè)備》和《感應(yīng)加熱技術(shù)與實(shí)際電路的設(shè)計(jì)》。
高頻機(jī)的選擇與應(yīng)用
高頻機(jī)及感應(yīng)加熱技術(shù)目前對(duì)金屬材料加熱效率zui高、速度快，且低耗環(huán)保。它已經(jīng)廣泛應(yīng)用于各行各業(yè)對(duì)金屬材料的熱加工、熱處理、熱裝配及附印⑷哿兜裙ひ罩小Ｋ壞梢遠(yuǎn)怨ぜ寮尤齲鼓芏怨ぜ植康惱攵孕約尤齲豢墑迪止ぜ納畈閫溉齲部芍歡云潯礱妗⒈聿慵屑尤齲徊壞啥越鶚舨牧現(xiàn)苯蛹尤齲部啥苑墻鶚舨牧轄屑浣郵郊尤取５鵲取Ｒ虼耍杏尤燃際醣亟詬饜懈饕抵杏τ迷嚼叢焦惴骸?/span>
用感應(yīng)電流使工件局部加熱的表面熱處理工藝。這種熱處理工藝常用于表面淬火，也可用于局部退火或回火，有時(shí)也用于整體淬火和回火。20世紀(jì)30年代初，美國、蘇聯(lián)先后開始應(yīng)用感應(yīng)加熱方法對(duì)零件進(jìn)行表面淬火。隨著工業(yè)的發(fā)展,感應(yīng)加熱熱處理技術(shù)不斷改進(jìn),應(yīng)用范圍也不斷擴(kuò)大。
基本原理 將工件放入感應(yīng)器(線圈)內(nèi)，當(dāng)感應(yīng)器中通入一定頻率的交變電流時(shí),周圍即產(chǎn)生交變磁場。交變磁場的電磁感應(yīng)作用使工件內(nèi)產(chǎn)生封閉的感應(yīng)電流——渦流。感應(yīng)電流在工件截面上的分布很不均勻，工件表層電流密度很高，向內(nèi)逐漸減小, 這種現(xiàn)象稱為集膚效應(yīng)。工件表層高密度電流的電能轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮埽贡韺拥臏囟壬撸磳?shí)現(xiàn)表面加熱。電流頻率越高，工件表層與內(nèi)部的電流密度差則越大，加熱層越薄。在加熱層溫度超過鋼的臨界點(diǎn)溫度后迅速冷卻，即可實(shí)現(xiàn)表面淬火。
分類 根據(jù)交變電流的頻率高低，可將感應(yīng)加熱熱處理分為超高頻、高頻、超音頻、中頻、工頻 5類。①超高頻感應(yīng)加熱熱處理所用的電流頻率高達(dá)27兆赫，加熱層薄，僅約0.15毫米，可用于圓盤鋸等形狀復(fù)雜工件的薄層表面淬火。②高頻感應(yīng)加熱熱處理所用的電流頻率通常為200～300千赫,加熱層深度為0.5～2毫米,可用于齒輪、汽缸套、凸輪、軸等零件的表面淬火。③超音頻感應(yīng)加熱熱處理所用的電流頻率一般為20～30千赫，用超音頻感應(yīng)電流對(duì)小模數(shù)齒輪加熱，加熱層大致沿齒廓分布，粹火后使用性能較好。④中頻感應(yīng)加熱熱處理所用的電流頻率一般為2.5～10千赫,加熱層深度為2～8毫米，多用于大模數(shù)齒輪、直徑較大的軸類和冷軋輥等工件的表面淬火。⑤工頻感應(yīng)加熱熱處理所用的電流頻率為50～60赫，加熱層深度為10～15毫米，可用于大型工件的表面淬火。
特點(diǎn)和應(yīng)用 感應(yīng)加熱的主要優(yōu)點(diǎn)是：①不必整體加熱，工件變形小，電能消耗小。②無公害。③加熱速度快，工件表面氧化脫碳較輕。④表面淬硬層可根據(jù)需要進(jìn)行調(diào)整，易于控制。⑤加熱設(shè)備可以安裝在機(jī)械加工生產(chǎn)線上，易于實(shí)現(xiàn)機(jī)械化和自動(dòng)化，便于管理，且可減少運(yùn)輸，節(jié)約人力，提高生產(chǎn)效率。⑥淬硬層馬氏體組織較細(xì)，硬度、強(qiáng)度、韌性都較高。⑦表面淬火后工件表層有較大壓縮內(nèi)應(yīng)力，工件抗疲勞破斷能力較高。
感應(yīng)加熱熱處理也有一些缺點(diǎn)。與火焰淬火相比，感應(yīng)加熱設(shè)備較復(fù)雜，而且適應(yīng)性較差，對(duì)某些形狀復(fù)雜的工件難以保證質(zhì)量。
感應(yīng)加熱廣泛用于齒輪、軸、曲軸、凸輪、軋輥等工件的表面淬火，目的是提高這些工件的耐磨性和抗疲勞破斷的能力。汽車后半軸采用感應(yīng)加熱表面淬火，設(shè)計(jì)載荷下的疲勞循環(huán)次數(shù)比用調(diào)質(zhì)處理約提高10倍。感應(yīng)加熱表面淬火的工件材料一般為中碳鋼。為適應(yīng)某些工件的特殊需要，已研制出供感應(yīng)加熱表面淬火專用的低淬透性鋼。高碳鋼和鑄鐵制造的工件也可采用感應(yīng)加熱表面淬火。淬冷介質(zhì)常用水或高分子聚合物水溶液。
設(shè)備 感應(yīng)加熱熱處理的設(shè)備主要由電源設(shè)備、淬火機(jī)床和感應(yīng)器組成。 電源設(shè)備的主要作用是輸出頻率適宜的交變電流。高頻電流電源設(shè)備有電子管高頻發(fā)生器和可控硅變頻器兩種。中頻電流電源設(shè)備是發(fā)電機(jī)組。一般電源設(shè)備只能輸出一種頻率的電流,有些設(shè)備可以改變電流頻率,也可以直接用50赫的工頻電流進(jìn)行感應(yīng)加熱。
電源設(shè)備的選擇與工件要求的加熱層深度有關(guān)。加熱層深的工件，應(yīng)使用電流頻率較低的電源設(shè)備；加熱層淺的工件，應(yīng)使用電流頻率較高的電源設(shè)備。選擇電源設(shè)備的另一條件是設(shè)備功率。加熱表面面積增大，需要的電源功率相應(yīng)加大。當(dāng)加熱表面面積過大時(shí)或電源功率不足時(shí)，可采用連續(xù)加熱的方法，使工件和感應(yīng)器相對(duì)移動(dòng)，前邊加熱，后邊冷卻。但還是對(duì)整個(gè)加熱表面一次加熱。這樣可以利用工件心部余熱使淬硬的表層回火，從而使工藝簡化，還可節(jié)約電能。
工頻機(jī)感應(yīng)加熱淬火機(jī)床的主要作用是使工件定位并進(jìn)行必要的運(yùn)動(dòng)。此外還應(yīng)附有提供淬火介質(zhì)的裝置。淬火機(jī)床可分為標(biāo)準(zhǔn)機(jī)床和專用機(jī)床，前者適用于一般工件，后者適用于大量生產(chǎn)的復(fù)雜工件。
進(jìn)行感應(yīng)加熱熱處理時(shí)，為保證熱處理質(zhì)量和提高熱效率，必須根據(jù)工件的形狀和要求，設(shè)計(jì)制造結(jié)構(gòu)適當(dāng)?shù)母袘?yīng)器。常用的感應(yīng)器有外表面加熱感應(yīng)器、內(nèi)孔加熱感應(yīng)器、平面加熱感應(yīng)器、通用型加熱感應(yīng)器、特型加熱感應(yīng)器、單一型加熱感應(yīng)器、復(fù)合型加熱感應(yīng)器，熔煉加熱爐等。
德富力EPS蓄電池
怎樣才能夠延長UPS電源的使用時(shí)間呢？
一旦停止供電，UPS電源就能夠提供電源，使用電設(shè)備維持一段工作時(shí)間，所以當(dāng)我們正在工作寫一段文章，或者編一個(gè)程序的時(shí)候，就不用擔(dān)心停電而導(dǎo)致里面的東西不見了，對(duì)我們的工作幫助是非常大的，但是怎樣才能夠使它的工作時(shí)間延長呢？這就需要我們?nèi)フ_的使用和維護(hù)了。
德富力蓄電池特性
· 使用溫度范圍寬。蓄電池可在-40℃～60℃的溫度范圍內(nèi)使用。LEOCH電池采用獨(dú)特的合金配方和鉛膏配方，在低溫下仍有優(yōu)良的放電性能，在高溫下具有強(qiáng)耐腐蝕性能。?
· 密封性能好。能保證理士蓄電池使用壽命期間的安全性及密封性，無污染、無腐蝕，蓄電池可臥放、立放使用。蓄電池的密封結(jié)構(gòu)，能將產(chǎn)生的氣體再化合成水，在使用的過程中無需補(bǔ)水、無需維護(hù)。
· 導(dǎo)電性好。采用紫銅鍍銀端子，導(dǎo)電性優(yōu)良，使理士蓄電池可大電流放電。
· 充電接受能力強(qiáng)。可快速充電，容量恢復(fù)省時(shí)省電。
· 安全可靠的防爆排氧系統(tǒng)。可使理士蓄電池在非正常使用時(shí)，消除由于壓力過大造成電池外殼故障的現(xiàn)象
德富力蓄電池性能的優(yōu)越性：
◆ 板柵結(jié)構(gòu)：耳中位及底角錯(cuò)位式設(shè)計(jì)，2V系列正板底部包有塑料保護(hù)膜，可提高蓄電池在工作中的可靠性，合金采用鉛鈣錫鋁合金，負(fù)板析氫電位高。正板合金為高錫低鈣合金，其組織結(jié)構(gòu)晶粒細(xì)小致密，耐腐蝕性能好，電池具有長使用壽命的特點(diǎn)。
◆ 隔板采用進(jìn)口的膠體電池專用波紋式PVC隔板，其隔板孔率大，電阻低。
◆ 電池槽、蓋為ABS材料，并采用環(huán)氧樹脂封合，確保無泄露。
◆ 柱采用純鉛材質(zhì)，耐腐蝕性能好，柱與電池蓋采用壓環(huán)結(jié)構(gòu)即壓環(huán)與密封膠圈將電池柱實(shí)現(xiàn)機(jī)械密封，再用樹脂封合劑粘合，確保了其密封可靠性。
◆ 以氣相二氧化硅和多種添加劑制成的硅凝膠，其結(jié)構(gòu)為三維多孔網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，可將硫酸吸附在凝膠中，同時(shí)凝膠中的毛細(xì)裂縫為正析出的氧到達(dá)負(fù)建立起通道，從而實(shí)現(xiàn)密封反應(yīng)效率的建立，使電池全密封、無電解液的溢出和酸霧的析出，對(duì)環(huán)境和設(shè)備無污染。
◆ 膠體電池電解質(zhì)呈凝膠狀態(tài)，不流動(dòng)、無泄露，可立式或臥式擺放。
德富力蓄電池的安裝使用：
1.電池在運(yùn)輸過程中或保存的過程中自放電損失一點(diǎn)容量，請(qǐng)使用前進(jìn)行充電，建議每3-6個(gè)月補(bǔ)充電一次。
2.電池出廠時(shí)已是初充電狀態(tài)，所以不要將正負(fù)端子短接。
應(yīng)正確選用電池，新舊蓄電池不能混合使用。
3.實(shí)際容量相同的電池或電池組方可串聯(lián)使用。
4.實(shí)際電壓，容量相同的電池或電池組方可并聯(lián)使用（并聯(lián)使用不超過4組）。
5.讓電池有一個(gè)良好的工作及儲(chǔ)存環(huán)境，應(yīng) 放在干燥，通風(fēng)的地方使用，避免陽光直射，遠(yuǎn)離熱源及高溫物體，電池放電是，工作溫度請(qǐng)控制在-20℃-50 ℃范圍內(nèi)。
6.使用電池時(shí)應(yīng)當(dāng)正立安裝放置，不講義側(cè)放使用。電池組中每個(gè)電池端子連接要牢固。
德富力蓄電池充放電反應(yīng)：
1. 放電中的化學(xué)變化：蓄電池連接外部電路放電時(shí)，稀硫酸即會(huì)與陰、陽板上的活性物質(zhì)產(chǎn)生反應(yīng) , 生成新化合物『硫酸鉛』。經(jīng)由放電硫酸成分從電解液中釋出，放電愈久，硫酸濃度愈稀薄。所消耗之成份與放電量成比例，只要測得電解液中的硫酸濃度，亦即測其比重，即可得知放電量或殘余電量。
2. 充電中的化學(xué)變化：由于放電時(shí)在陽板，陰板上所產(chǎn)生的硫酸鉛會(huì)在充電時(shí)被分解還原成硫酸 , 鉛及過氧化鉛 , 因此電池內(nèi)電解液的濃度逐漸增加 , 亦即電解液之比重上升，并逐漸回復(fù)到放電前的濃度，這種變化顯示出蓄電池中的活性物質(zhì)已還原到可以再度供電的狀態(tài)，當(dāng)兩的硫酸鉛被還原成原來的活性物質(zhì)時(shí)，即等于充電結(jié)束，而陰板就產(chǎn)生氫，陽板則產(chǎn)生氧，充電到較后階段時(shí)，電流幾乎都用在水的電解，因而電解液會(huì)減少，此時(shí)應(yīng)以純水補(bǔ)充之。
德富力蓄電池的放電：
放電過程中大力神電池正負(fù)要經(jīng)過化學(xué)反應(yīng),長時(shí)間不使用電池，電池的頂端正負(fù)會(huì)出現(xiàn)腐蝕，所以還要不定時(shí)的放電，在放電過程中大力神蓄電池正負(fù)要經(jīng)過化學(xué)反應(yīng)，先來介紹下有關(guān)于電池在放電的過程中正板都有怎樣的反應(yīng)，正板上的活性物質(zhì)是氫氧化鎳（NiOOH）晶體。鎳為正三價(jià)離子（Ni3 ），晶格中每兩個(gè)鎳離子可從外電路獲得負(fù)轉(zhuǎn)移出的兩個(gè)電子，生成兩個(gè)二價(jià)離子2Ni2。與此同時(shí)，溶液中每兩個(gè)水分子電離出的兩個(gè)氫離子進(jìn)入正板，與晶格上的兩個(gè)氧負(fù)離子結(jié)合，生成兩個(gè)氫氧根離子，然后與晶格上原有的兩個(gè)氫氧根離子一起，與兩個(gè)二價(jià)鎳離子生成兩個(gè)氫氧化亞鎳晶體，然后是對(duì)于負(fù)板的介紹，負(fù)上的鎘失去兩個(gè)電子后變成二價(jià)鎘離子Cd2 ，然后立即與溶液中的兩個(gè)氫氧根離子OH-結(jié)合生成氫氧化鎘Cd(OH)2，沉積到負(fù)板上，這就是在大力神電池放電的過程中，正、負(fù)所經(jīng)過不同的化學(xué)反應(yīng)介紹。
如何正確使用UPS電源
目前UPS電源界的很多學(xué)術(shù)之爭，比如高頻機(jī)和工頻機(jī)誰好誰壞的問題，比如塔式機(jī)和模塊化機(jī)孰優(yōu)孰劣的問題。這些都不是很重要，重要的是UPS電源應(yīng)該怎么用才不會(huì)造成浪費(fèi)，或者說是報(bào)廢。以下文章就將來告訴大家應(yīng)該如何正確的使用UPS電源。
1.UPS電源不間斷在功率選配上要有適當(dāng)?shù)挠嗔浚浞挚紤]功率因素，所有用電設(shè)備的功率之和不得超過UPS電源功率的80%.如為800W的負(fù)載選配UPS電源，其功率應(yīng)選購1000W以上的。
2.UPS不間斷電源應(yīng)避免頻繁地開機(jī)、關(guān)機(jī)，長時(shí)間地處于開機(jī)狀態(tài)。負(fù)載開機(jī)時(shí)應(yīng)逐一進(jìn)行，不要同時(shí)開機(jī)。
3.新購的UPS不間斷電源在使用前要對(duì)電池進(jìn)行補(bǔ)充電，因?yàn)閁PS在銷售過程中電池在不斷地自放電，其容量有很大一部分被消耗了，如果不及時(shí)進(jìn)行補(bǔ)充電，不僅會(huì)影響正常的使用，還會(huì)縮短電池的使用壽命。電池補(bǔ)充電的方法是：將電池串聯(lián)起來，根據(jù)電池使用說明書提供的具體方法進(jìn)行充電。一般是采用恒壓充電，每只電池控制電壓為2.30～2.35V，限制初始電流不得超過0.25C可以用電池的額定容量來計(jì)算具體的數(shù)值），以免燒壞電池，充電電流連續(xù)3小時(shí)不變即為充足，可以投入使用，充電持續(xù)時(shí)間應(yīng)在12～24小時(shí)。
4.如果市電一直處于正常的供電之中，UPS不間斷電源就沒有工作的機(jī)會(huì)，其電池就有可能長時(shí)間浮充而損壞，有的“養(yǎng)兵千年”，一旦到“用兵一時(shí)”的時(shí)候卻無法使用，甚至造成很大的損失或壞的影響，所以，長時(shí)間不用的UPS不間斷電源要定時(shí)進(jìn)行人為的強(qiáng)制工作，這樣不但可以活化電池，還可以檢驗(yàn)UPS不間斷電源是否處于正常狀態(tài)，并可以使操作人員熟悉UPS電源供電系統(tǒng)的使用。
5.UPS不間斷電源在使用后要立即進(jìn)行恢復(fù)充電，即使電池恢復(fù)到正常狀態(tài)。充電方法是：恒定電壓為2.35～2.40V，限制初始電流不得超過0.25C，在25℃的環(huán)境下，全放電態(tài)的電池充足需要18～24小時(shí)。如果未將電能放完，可根據(jù)電流的持續(xù)不變?yōu)榻K止標(biāo)志。
6.如果UPS電源的電池為非免維護(hù)式電池，還要經(jīng)常檢查溶液的比重及電液量，及時(shí)補(bǔ)加電解液或蒸餾水。
7.UPS電源在使用中，每月要檢查一次浮充電壓，單只電池的浮充電壓低于2.20V時(shí)，則應(yīng)對(duì)整組電池進(jìn)行均衡充電。方法是：在25±5℃的環(huán)境下，限制初始電流不得超過0.25C，恒定電壓為2.35～2.40V，充點(diǎn)24～48小時(shí)。
8.果用戶自行配置長延時(shí)電池組時(shí)，外配的充電器應(yīng)同時(shí)具有恒壓和恒流功能，不應(yīng)選用只有恒壓功能的充電器，以免影響電池的使用壽命。
9.外接電池組至UPS的距離應(yīng)盡量短，導(dǎo)線的面積應(yīng)盡量大，以增大導(dǎo)電量，減小線路上的電能損耗，特別是在大電流工作時(shí)，電路上的損耗是不可忽視的。
10.要經(jīng)常用柔軟的抹布擦拭電池，以保持電池表面清潔衛(wèi)生，防治灰塵通過電池的縫隙進(jìn)入電池的電解液中污染電液，使電池的性能惡化
總之，UPS電源的問題在很大程度上是電池的問題，只要正確使用電池，并經(jīng)常對(duì)電池進(jìn)行維護(hù)，就能使其保持良好的狀態(tài)，也就解決了UPS電源的關(guān)鍵問題，就能保證UPS電源隨時(shí)處于正常工作狀態(tài)，也就可以使設(shè)備在安全的環(huán)境中工作。
UPS電源的電池種類很多，有開口的鉛酸電池、閥控式鉛酸電池、鎘鎳開口式電池以及其他類型的電池。目前常用的主要是閥控式鉛酸電池、鎘鎳開口式電池，以上介紹的主要是閥控式鉛酸電池在使用中的注意事項(xiàng)，如果使用的是鎘鎳開口式電池，可以參考本文，并根據(jù)鎘鎳開口式電池的使用說明書進(jìn)行使用維護(hù)。
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