Ультразвуковые генераторы

Технология производства

Дело в том, что в настоящее время генераторы ультразвука строятся по двум различным технологиям MOSFET и IGBT и отличаются типом установленных транзисторов, отвечающих за преобразование частоты тока питания в высокочастотную частоту, поступающую на излучатели.

Отличаются эти транзисторы тем, что IGBT транзисторы работают на существенно больших токах коммутации, из-за чего их количество в генераторе ультразвука может быть в несколько раз меньше, чем транзисторов MOSFET при аналогичной мощности генератора.

Проблема кроется в том, что в процессе работы транзисторы очень сильно греются, поэтому чем меньше транзисторов, тем выше КПД и мощность ультразвука, тем меньше нагревается генератор в процессе работы, тем меньше его нужно охлаждать, а значит меньше пыли и грязи будет поступать на плату при работе вентиляторов охлаждения.

Кроме того, в случае перегрева при выгорании одного транзистора MOSFET выгорают и все остальные, с IGBT в силу особенностей монтажа такого не происходит – выход из строя одного транзистора не влияет на работу остальных. Поэтому ремонт MOSFET дороже.

Проблема усугубляется и тем, что часто генераторы устанавливаются в корпус ванны, учитывая нагрев воды в ванне, температура внутри корпуса может достигать 80°С, что существенно снижает ресурс работы транзисторов в таких условиях, поэтому MOSFET генераторы часто устанавливаются снаружи ванны, даже если объем ультразвуковой ванны небольшой. Однако это правило тоже может быть применено и для IGBT, если генераторов несколько, например, в ваннах объемом от 1000 литров или если они используются в ультразвуковой линии с централизованным электрическим блоком.

 

Экономика

Технология IGBT это новое поколение транзисторов и конечно их стоимость выше по сравнению с MOSFET.

Схема установки транзисторов IGBT существенно сложнее и дороже в разработке и производстве. Поэтому генераторы на технологии IGBT могут стоить в 3-4 раза дороже, чем ультразвуковые генераторы на MOSFET.

А так как стоимость ультразвуковой арматуры в ультразвуковых ваннах составляет до 70% себестоимости ванны одного и того же объема могут отличаться в цене в 2 и более раз.

Кроме того, ультразвуковые генераторы могут быть многочастотными, с цифровым или аналоговым управлением, с интерфейсом внешнего управления и без, с функциями sweep и boost, с функцией дегазации, встроенную защиту от перегрева и короткого замыкания, встроенную подстройку частоты от паразитного резонанса (когда ванна издает громкий свист при изменении объема жидкости или при погружении объемной детали). Это все так же влияет на итоговую стоимость оборудования.

 

Что выбрать?

Практически все ультразвуковые ванны лабораторного класса, которые не предназначены для долгой непрерывной работы, произведены по технологии MOSFET. Так же если известно, что ванна на Вашем производстве будет использоваться в течение непродолжительного времени, оправдан выбор недорогих промышленных ванн на технологии MOSFET.

Однако, если Вы планируете использовать ванну в промышленных условиях и нагрузках, если процесс мойки много стадийный с роботом-манипулятором, ультразвуковые ванны должны обеспечить непрерывный моечный процесс в течение долгого промежутка времени - тогда IGBT это единственный вариант, потому что только этот выбор обеспечит требуемую надежность и долговечность оборудования.

В России практически нет производителей ультразвуковых ванн на технологии IGBT в виду того, что их стоимость будет сравнима с импортными аналогами. Обычно, если производитель скрывает информацию о технологии производства генераторов, то скорее всего это MOSFET.

Обязательно уточняйте у поставщика по какой технологии произведены генераторы ультразвука в интересующем Вас оборудовании, чтобы сделать правильный выбор.

 

Ультразвуковые излучатели

С излучателями ультразвука ситуация проще. Их задача преобразовать электрические колебания в механические и в настоящее время их существует два типа - пьезокерамика и магнитострикторы.

Магнитострикторы обладают, пожалуй, только одним преимуществом - они мощнее, но в виду особенностей конструкции их КПД существенно снижается с ростом частоты. Поэтому магнитострикторы практически не применяются при частотах выше 22-23КГц.

Пьезокерамика в настоящее время обладают очень высокими характеристиками по надежности. Пьезокерамические излучатели дешевле, обладают очень высоким КПД из-за чего они малошумны, слабо нагреваются в процессе работы. В настоящее время появились излучатели способные работать на нескольких частотах, поэтому построение УЗ ванн способных работать на двух или трех частотах теперь не проблема.

В виду выше обозначенных особенностей выбор ванны на условиях магнитострикторах в настоящее время, пожалуй, скорее экзотика, чем правило.