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产品与设计 杨瑞林·电磁加热器在子午胎钢丝冠带条生产线上的应用

时的电磁噪声呈现，而且对供电电源有电流冲击。
2.4 双调控全谐振软开关控制技术
本文研发的电磁加热器就是采用双调控全谐振软
开关控制技术，即移相脉宽调制法（全桥移相 PWM
控制）+ 小功率过零触发间隙加热法。图 3 为电磁加
热器全桥驱动主电路。

图 3 电磁加热器全桥驱动主电路 图 5 电磁加热器脉宽与温度关系

移相脉宽调制法说明 ： T 1 、T 2 为左边桥臂，T 3 、 应的功率关系。另外，从测试中发现电磁频率 22 kHz
T 4 为右边桥臂。T 1 、T 2 的激励脉冲反相并留有足够 加热效率最佳。
的死区时间，保证 T 1 、T 2 不致产生共态导通。同理，
T 3 、T 4 的激励脉冲反相并且也留有足够的死区时间。
当左右桥臂的激励脉冲相位差从 180°~0° 变化时，电
磁加热器的功率从最大至最小连续平滑的变化，半边
桥臂的功率管实现零电压开关，另外半边桥臂的功率
管实现零电流开关。
图 4 是实测的调功过程，脉冲上升和下降都有一
定的时延，正占空比只能在 5% ～ 40% 范围内才能有
效调功。钢丝加热温度（对应加热功率）与占空比也
是非线性关系，如图 5 所示。
图 6 电磁加热器调功输入电压与工作电流关系

但需电磁加热功率较小时，采用移相脉宽调制法
将会失准，因此在小功率时宜改用间隙加热的方法来
调节功率。为了克服间隙加热通断时的电磁噪声，采
用该调功方式时通断控制方波的上升和下降沿都在输
入交流电压过零时刻实现。

3 冠带条钢丝加热温度检测及监控系统
窄钢丝冠带条挤出覆胶生产线目前有 2 种方式 ：
图 4 移相脉宽（正占空比）调功
一是直接配套轮胎成型机，采用 1~4 根钢帘线覆胶成
图 5 中输入电压是本文试验的电磁加热器调脉宽 一条冠带条经过一定长度的缓冲存储后在线缠绕到成
输入信号，3~6 V 对应脉宽占空比 5%~40%，可以有 型机胎胚上 ；二是独立生产冠带条，采用 2~8 根钢帘
效调功，但占空比大于 40% 功率反而衰减。 线覆胶，分成 2 条（每条 1~4 根钢帘线组成）冠带条
图 6 是电磁加热器调脉宽输入信号与电磁加热器 同时分别卷取到工字轮，然后将冠带条工字轮送到多
输入电流的测试曲线，也可以认为是钢丝加热过程对 台成型机使用。也就是说电磁加热器需要适用 1~8 条

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