綜述：超聲波清洗機技術分析（二）

5、IGBT恒功率超聲波清洗機： 
    這是以目前流行的新一代電力電子元件——IGBT（絕緣柵雙極型大功率晶體管一模塊）為高頻功率器件、軍用級集成控制芯片（PWM而非CPU）和具有自主知識產權的創新電路、配以換能器組合而成，采用模塊化設計，積木式安裝工藝的新一代超聲波清洗機。 
    該機具有三個顯著的特點：A：恒功率輸出。所謂“恒功率”就是說在清洗缸中，不同高度的水位和不同大小的工件進行清洗，其清洗效率不變。（反映出輸出功率不變）從而具有穩定、、長壽等特點。 
    要達到恒功率輸出，*的辦法是采用頻率自動跟蹤電路來實現，有關專業雜志的專家論壇zui近也就此作了論述和分析，并介紹了多種頻率跟蹤電路，遺憾的是大多理論上講得通，在工藝上卻難以實現。所以說頻率跟蹤電路要實用、簡潔、低成本。否則不可能形成工業化的產品。 
    B：該機的第二個特點足能做成＜99℃的加溫機型，這在行業中也是不小的突破。 
    C：工藝性的簡潔，是該機的第三個特點。三個部件，就組成了可以適應各種不同頻率和功率的超聲功率發生器，簡潔就意味著可靠、造價低和使用維護的方便。 
    一個好的超聲功率發生器同樣要一個好的換能器（清洗缸）與之相匹配，否則也難以達到預期的效果。換能器（超聲波振子）在超聲波清洗機中扮演著一個非常重要的角色，是個很關鍵的執行元件機構。在目前一般中小型生產超聲波清洗機的企業中，換能器都是外購成品，不大注意其質量，或是無設備能力測試其主要的技術參數，比如阻抗的大小，頻率的一致性等等，心中無數，買來上機就用，這就給整機的效率、壽命埋下質量的隱患。進一步說，即使檢測，也是小功率的一般工藝性的檢測，很難反映出真正在實際工作中的技術參數。為此，根據我們多年來生產換能器的經驗和教訓，總結了一套生產換能器的完整工藝，再加上自己研發的大功率換能器測試儀，模擬檢測出換能器在實際工作中的真實技術參數，如阻抗均控制在20Ω以下，頻率的一致性保持在90％以上，從源頭上保證了產品的質量。 
    根據以往的經驗教訓，壓電陶瓷換能器在工作中晶片極易發生破裂、極片易斷、接線易脫焊的機理類型（這些都是行業中一直存在的通病），究其發生上述故障的原因，除了換能器的本身質量外，主要因為功率發生器沒有能很好跟蹤換能器在工作中由于受水位、溫度、工件大小的變化而影響其頻率的變化，二者之間處于失諧狀態的結果。在這點上頻率的自動跟蹤顯得尤為重要。另一個不被人們所忽視的原因，則是缸內多個換能器在工作時產生的各不相同頻率的反峰電壓，沒有被有效抑制所產生的后果。 
    另外超聲波發生器輸出給換能器的高頻電壓高低也是個重要參數，但是不能認為“不同電路的超聲波發生器，其輸出電路、電壓的不同足導致傳播效率的重要原因”“輸出電壓低，發生器消耗的電能就大，同時振子還容易發熱，產生的感應電場強，適當的調整電路，增大輸出給振子的電壓可能會取得很好的效果”。 
    我們認為這種提法有待商榷、探討，發生器輸出給換能器的電壓高低足影響效率的一個重要原因，但它不是個固定不變的參數，要根據換能器頻率的高低和換能器的多少（功率）作相應調整，換能器頻率高則電壓相應要低，而換能器頻率低，同樣電壓應相應提高。此外，振子發熱的主要因素一是發生器的頻率和振子的實際諧振頻率處于失諧狀態，二是發生器的輸出阻抗和負載振子的整體阻抗不相匹配。如果滿足了上述兩個條件，就是說頻率既不失諧，阻抗又相匹配，那才是效率，溫升zui低的狀態。如果單純增大輸出電壓倒有可能增大了功耗而引起振子發熱。