Automatycznie sterowany ultradźwiękowy generator mocy

• Autorzy: Kluk, P. , Kogut, P. , Milewski, A.

Warianty tytułu

EN

Automatically controlled ultrasonic power generator

• Konferencja: Krajowa Konferencja Elektroniki. 10 ; 05-09.06.2011 ; Darłówko Wschodnie, Polska
• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

W artykule przedstawiono sterowany cyfrowo ultradźwiękowy generator mocy przeznaczony do zasilania przetworników ultradźwiękowych dużej mocy. Generator dedykowany jest dla systemów zgrzewania ultradźwiękowego w których charakterystyki częstotliwościowe impedancji obciążenia ulegają ciągłym zmianom podczas procesu zgrzewania. Zapewnienie jakości spoiny wymaga stabilizacji mocy wyjściowej elementu wykonawczego, a co za tym idzie regulacji częstotliwości i amplitudy napięcia wyjściowego generatora w czasie rzeczywistym. Wykorzystując falownik rezonansowy i układ sterowania złożony z układów: DDS, CPLD oraz procesora DSP, uzyskano możliwość precyzyjnego sterowania częstotliwością oraz mocą czynną na wyjściu generatora. Zakres częstotliwości pracy wynosi 18...42 kHz, a moc dysponowana do 6 kW. W celu maksymalizacji mocy czynnej estymowane są charakterystyki częstotliwościowe impedancji przetwornika i na ich podstawie wyznaczana jest bieżąca optymalna częstotliwość pracy przetwornika znajdująca się pomiędzy rezonansem szeregowym a równoległym.

EN

In the paper the ultrasonic power generator with a digital controller has been presented. The generator was developed to feed power ultrasonic transducers in modern ultrasonic welding systems where the frequency characteristics of the load change constantly during the welding process. Therefore, the output frequency and the voltage amplitude are controlled in real-time in order to stabilize the output power. Using the resonance inverter and taking advantage of: the Direct Digital Synthesizer, the Complex Programmable Logic Device, and the dual-core DSP Processor, the generator output frequency as well as the output true power can be precisely controlled in real-time. The frequency range is from 18...42 kHz and the output power can be as high as 6 kW. In order to maximize the output true power the generator estimates the frequency characteristic of the impedance of the ultrasonic power transducer and regulates the output frequency to lie at the optimal point between the resonance and anti-resonance frequencies.

Słowa kluczowe

PL

zgrzewanie ultradźwiękowe; ultradźwiękowy generator mocy

EN

ultrasonic welding; ultrasonic power generator

• Czasopismo: Elektronika : konstrukcje, technologie, zastosowania
• Rocznik: 2011
• Tom: Vol. 52, nr 9
• Strony: 198-201
• Opis fizyczny: Bibliogr. 6 poz., il., wykr.

Twórcy

autor

Kluk, P.

autor

Kogut, P.

autor

Milewski, A.

• Instytut Tele- i Radiotechniczny, Warszawa

Bibliografia

• [1] Prokic: Piezoelectric Transducers Modeling and Characterization. e-book from http:/www.mpiultrasonics.com, Published in Switzerland by MPI, Copyright by MPI, August, 2004.
• [2] Radmanović M. D., Dragan D. Mančić: Designing and Modelling of the Power Ultrasonic Transducers. monographic e-book from http://www.mpi-ultrasonics.com. Published in Switzerland by MPI, Copyright by MPI, 2004, ISBN 86-80135-87-9.
• [3] Chudorliński J., W. Kardyś: Zastosowanie falowników rezonansowych w generatorach ultradźwiękowych. Elektronika, nr 7/2010.
• [4] Brylski M.: Nadążna regulacja mocy czynnej dostarczanej do zespołu drgającego w systemie zgrzewania ultradźwiękowego. Elektronika, nr 7/2010.
• [5] Brylski M.: Kształtowanie cyklu zgrzewania ultradźwiękowego w postaci funkcji mocy czynnej w czasie. Elektronika, nr 7/2010.
• [6] Nafalski L., B. Młynarski, Ł. Krzemiński: Zastosowanie technologii zgrzewania ultradźwiękowego do łączenia siatki z włókien szklanych do profili kątowych PCV. Elektronika, nr 7/2010.