專利名稱：中頻電源感應(yīng)加熱裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于變頻定頻節(jié)能中頻電源感應(yīng)加熱裝置。

背景技術(shù)：
在鑄造和熱處理行業(yè)中，中頻熔煉、透熱、淬火、退火、焊接、燒結(jié)、保溫等的中頻感應(yīng)加熱是應(yīng)用電磁感應(yīng)原理，置工件于交變磁場中，由于集膚效應(yīng)直接在工件自身產(chǎn)生渦流而發(fā)熱，達(dá)到熔煉、透熱、淬火等加熱的要求。它具有加熱快、燒損少、便于控制溫度、保證加熱質(zhì)量、改善勞動(dòng)生產(chǎn)條件、易于組合自動(dòng)線生產(chǎn)等特性，在冶煉、鍛造加熱、淬火、退火、焊接、燒結(jié)、保溫等生產(chǎn)線上得到廣泛應(yīng)用。第一代產(chǎn)品是用一臺電機(jī)帶一臺中頻發(fā)電機(jī)成為一個(gè)機(jī)組，它不能調(diào)頻調(diào)功，耗能大，噪音大，且占地面積大；第二代產(chǎn)品是用可控硅做中頻電源，稱為靜止變頻，在高頻段(6-9KHz)時(shí)，工作不穩(wěn)定，故障率高，啟動(dòng)是采用自激啟動(dòng)，頻率隨負(fù)載而變化，可控變頻范圍只能做小范圍調(diào)整，效率雖比第一代產(chǎn)品高，但工作時(shí)負(fù)載變化使得工作頻率不穩(wěn)定。

發(fā)明內(nèi)容
針對上述問題，本實(shí)用新型的目的是提供一種中頻電源感應(yīng)加熱裝置，是廣泛應(yīng)用在鑄造和熱處理中的中頻熔煉、透熱、淬火、退火、焊接、燒結(jié)、保溫等成套設(shè)備，取代第一代、第二代同類產(chǎn)品。本實(shí)用新型是用如下方式實(shí)現(xiàn)的一種中頻電源感應(yīng)加熱裝置，它包括電源柜，其特征在于在電源柜內(nèi)具有由整流橋、逆變器、電流變換器、LC串聯(lián)諧振回路、電壓變壓器、主控制板、驅(qū)動(dòng)器與三相電源、保護(hù)環(huán)節(jié)構(gòu)成的整體電路；上述整流橋聯(lián)接逆變器，再依次聯(lián)接電流變換器、LC串聯(lián)諧振回路、電壓變壓器；保護(hù)環(huán)節(jié)依次聯(lián)接主控制板、驅(qū)動(dòng)器、逆變器；電流變換器與主控制板聯(lián)接；電壓變壓器與主控制板聯(lián)接；上述整流橋聯(lián)接三相電源。本實(shí)用新型高效節(jié)能、變頻定頻、體積小、重量輕、多功能調(diào)節(jié)、多保護(hù)、低噪音、無環(huán)境污染、易啟動(dòng)、易檢修、易操作，有實(shí)質(zhì)性特點(diǎn)和技術(shù)進(jìn)步。

圖1是本實(shí)用新型的電路方框圖。
圖2是本實(shí)用新型的整體電路圖。
具體實(shí)施方式
現(xiàn)結(jié)合附圖對本實(shí)用新型作進(jìn)一步的詳細(xì)說明。參照圖1、圖2，本實(shí)用新型的工作原理變頻定頻節(jié)能中頻電源是采用新型電力功率器件作為逆變器電路，整流回路采用三相半控整流橋，中頻回路是LC串聯(lián)諧振方式。當(dāng)交流380V的三相電壓通過整流后，變?yōu)橐恢绷麟妷杭釉谀孀儤蚨恕＿@時(shí)主控制回路通過諧振產(chǎn)生二路相位相差180度的矩形方波，經(jīng)過驅(qū)動(dòng)器電路放大后施加到IGBT管的控制極，使四只IGBT管分成兩組(半橋則是兩只IGBT分成兩組)，輪流導(dǎo)通向LC串聯(lián)回路供給一交變電壓，從而產(chǎn)生一交變電流來完成加工工件的工作。電壓的頻率由控制回路的諧振頻率所決定，電壓的大小由控制直流電壓來決定。同時(shí)該產(chǎn)品還具有多種保護(hù)功能，包括過壓過流保護(hù)、水壓保護(hù)、功率元件超高溫、短路等保護(hù)，使該產(chǎn)品能安全可靠的運(yùn)行使用。
使用條件 戶內(nèi)安裝，并應(yīng)在下列條件下使用1、海拔高度應(yīng)不超過1500米。2、周圍環(huán)境溫度不超過+40℃，24小時(shí)周期內(nèi)平均溫度不超過+35℃，最低環(huán)境溫度為+5℃，儲(chǔ)存最低溫度為-30℃(應(yīng)除去冷卻液)。3、空氣相對濕度在最高溫度為+40℃時(shí)不超過50％，在較低溫度時(shí)，允許有較高的相對濕度。例如20℃以下時(shí)可不超過90％。4、空氣中不得含有導(dǎo)電的塵埃、酸、鹽、腐蝕性及爆炸性氣體。5、裝置應(yīng)垂直安裝在無劇烈振動(dòng)與沖擊的場所，其傾斜度不得超過5度。6、冷卻水的入口溫度為+5℃～+35℃，冷卻水質(zhì)要求應(yīng)符合水冷半導(dǎo)元件的使用條件，酸堿度PH值在6～9范圍內(nèi)。硬度不大于10度(每度為1升水中含10mg氧化鈣)；電阻率大于20KΩ.CM。
主要技術(shù)數(shù)據(jù) 技術(shù)數(shù)據(jù)和說明附表

設(shè)備安裝 1、設(shè)備運(yùn)到或拆箱后應(yīng)檢視各電器元件有無在運(yùn)輸中受震損壞脫落和受潮現(xiàn)象，如有上述情況應(yīng)進(jìn)行修整或干燥，待缺陷消除后，方能使用。2、設(shè)備安裝在通風(fēng)良好，不受雨水侵襲的地方，設(shè)備應(yīng)與墻保持一定距離。3、裝置外殼均應(yīng)可靠接地。4、檢查各水路連接點(diǎn)有否松動(dòng)或脫開現(xiàn)象，水管是否彎折與堵塞，若有上述情況應(yīng)予修復(fù)，將全部水管出水正常后方能使用。5、設(shè)備安裝使用時(shí)應(yīng)將三相電源分別接在本裝置的相應(yīng)端子上，線頭應(yīng)牢固可靠。6、進(jìn)線銅芯電纜的每相截面 若使用鋁芯電纜，應(yīng)相應(yīng)增加1.3倍截面積，三相進(jìn)線長度不能超過30米，否則將增加線路損耗。7、裝置使用前，先開進(jìn)水閥使機(jī)內(nèi)所裝水壓表指示在0.1～0.15MPa之間。裝置所需冷卻水應(yīng)滿足二項(xiàng)6條所提要求，當(dāng)裝置用于熔煉時(shí)，供水系統(tǒng)應(yīng)在電網(wǎng)停電時(shí)，仍能向熔煉爐提供足夠數(shù)量的備用水冷卻。本裝置用水量見表。
電源特性 1、本系統(tǒng)具有在使用過程中隨意的頻率可調(diào)性，可調(diào)范圍1-5KHz、5-10KHz，這是其他任何中頻電源都不具備的。2、控制系統(tǒng)按功能分為若干模塊，減少故障，便于維護(hù)。3、本系統(tǒng)整流部份采用三相半控橋調(diào)壓調(diào)功，可靠性高、故障極少。4、控制板采用數(shù)字化電路使系統(tǒng)具有極高的恒流、恒壓、恒功、恒功率因素等調(diào)節(jié)特性。5、本系統(tǒng)具備有零壓、半壓和全壓啟動(dòng)特性，可隨用戶需要而任意設(shè)定，還可以開機(jī)、停機(jī)、開機(jī)式頻繁啟動(dòng)工作，極大地方便用戶在具有各種不同需要的負(fù)載情況下使用，這是其它中頻電源所不具備的。6、本系統(tǒng)采用霍爾電壓和電流傳感器核測，做到控制精度高，速度快。7、本系統(tǒng)具有極低的運(yùn)行噪音，在1-5KHz內(nèi)運(yùn)行噪音低于65分貝，5-10KHz內(nèi)運(yùn)行噪音低于30分貝，12KHz以上幾乎沒有什么噪音了。8、本系統(tǒng)具有完備的保護(hù)功能包括電網(wǎng)電壓過高、電網(wǎng)電壓過低、水溫高、水壓低、水流量低、系統(tǒng)過流、功率元件超高溫、短路等保護(hù)，供用戶選擇。9、本系統(tǒng)冷卻方式全部采用水冷，功率元件冷卻器及水管路全部采用紫銅制造，冷卻效果好，使用壽命長。10、本系統(tǒng)具有完備的故障顯示功能，當(dāng)系統(tǒng)中出現(xiàn)某一重要故障時(shí)，其面板上都有相應(yīng)的指示燈顯示，以方便用戶維修，極大地縮短了設(shè)備的維修周期。11、本系統(tǒng)所有主要元器件全部為原裝進(jìn)口的世界名廠產(chǎn)品(如IGBT、驅(qū)動(dòng)器等)。12、本系統(tǒng)采用他激電路，所以其頻率穩(wěn)定性極好，完全可以替代中頻機(jī)組換代使用，其用電量比中頻機(jī)組節(jié)約40％左右。(同等功率輸出)。13、本系統(tǒng)操作方便，調(diào)整簡單。凡使用過中頻機(jī)組的用戶都知道，其調(diào)整過程十分復(fù)雜，而本系統(tǒng)因?yàn)橛兄蓄l頻率、中頻電壓、電容器組、淬火變壓器匝比等四個(gè)調(diào)整點(diǎn)，使其在調(diào)整時(shí)變得十分簡單。14、本系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單，體積小，其電熱電容器安裝在變頻柜內(nèi)，并有刀開關(guān)任意組合電容器容量，使其調(diào)整方便，其淬火中僅有電源變頻柜一臺，中頻淬火變壓器一臺，其占地面積極小(200KW成套設(shè)備占地面積小于2m2)，這樣就大大地增加了生產(chǎn)車間有效使用場地。15、因本系統(tǒng)主回路采用串聯(lián)諧振電路，因此其諧振電流小，遠(yuǎn)距離送電損失小，電纜的直徑可減小，因而降低了生產(chǎn)投資成本，串聯(lián)諧振電路還特別適應(yīng)于多工位的透熱和淬火。16、因進(jìn)口大功率IGBT其通斷時(shí)間為ns級，所以特別運(yùn)用于中、高頻電路，其可靠性大大高于可控硅中頻電源。
使用方法(適于100/8000IGPS中頻電源) 1、當(dāng)產(chǎn)品安裝完畢，將交流380V的電源及負(fù)載聯(lián)結(jié)好并檢查無誤后，首先接通水源并檢查水壓繼電器的常閉觸頭是否打開，以此來確定冷卻水量是否足夠(水壓繼電器在出廠試驗(yàn)中就已經(jīng)調(diào)好)；2、合上柜后主空氣開關(guān)、合上柜內(nèi)控制電源空氣開關(guān)K2，按柜面上復(fù)位開關(guān)，此時(shí)柜內(nèi)控制器上只有電源指示燈亮。3、將柜面上的功率調(diào)節(jié)左旋到底，將柜面上頻率調(diào)節(jié)右旋到底(此時(shí)的功率設(shè)定為最小，頻率設(shè)定為最高)；4、按啟動(dòng)按鈕、按通電源主接觸器、按下工作按鈕，此時(shí)電源進(jìn)入工作狀態(tài)。5、調(diào)節(jié)功率調(diào)節(jié)旋鈕，使其達(dá)到所需功率，(中頻電壓×中頻電流)，調(diào)節(jié)頻率調(diào)節(jié)旋鈕，使其達(dá)到所需頻率。6、當(dāng)中頻電源回路的功率因數(shù)不能滿足要求時(shí)，可分別合上或拉開安裝在電容器柜內(nèi)的一組刀開關(guān)，來調(diào)節(jié)中頻功率因數(shù)值。或者也可轉(zhuǎn)動(dòng)調(diào)頻電位器，通過調(diào)節(jié)中頻頻率的大小來改變功率因數(shù)，注意采用第一種方法調(diào)節(jié)中頻功率因數(shù)時(shí)，必須先斷開中頻電壓后方可進(jìn)行；7、當(dāng)一個(gè)工件加工完畢后，等待時(shí)間可按停止按鈕，此時(shí)中頻電壓斷開，但主回路及控制回路仍帶電；8、當(dāng)工作完畢后，即可按下裝在柜子面板上的停止按鈕，再按斷電按鈕，此時(shí)主接觸器斷開，拉下控制電源開關(guān)，最后拉下柜后主空氣開關(guān)，柜內(nèi)所有電源斷開；9、當(dāng)系統(tǒng)工作不正常時(shí)，裝在柜內(nèi)控制盒上的三只紅色發(fā)光二極管會(huì)發(fā)光，分別指示系統(tǒng)過壓、過流、IGBT功率元件短路保護(hù)。工作者應(yīng)根據(jù)相應(yīng)的故障顯示，找出原因，并立即排除，然后按動(dòng)復(fù)位按鈕，系統(tǒng)才能解除封鎖，恢復(fù)正常工作；10、本設(shè)備經(jīng)過一定時(shí)間工作后，應(yīng)按時(shí)檢查，消除機(jī)內(nèi)塵垢，更換損蝕零件，緊固已松動(dòng)的部件，查看冷卻水是否暢通，扎緊漏水部位，及時(shí)整修好設(shè)備，以便使其正常運(yùn)轉(zhuǎn)。
不同鋼制另件的直徑或板材厚度選用頻率參考范圍 本實(shí)用新型實(shí)施例的設(shè)備外形尺寸長1000毫米，寬600毫米，高2000毫米。
權(quán)利要求1.一種中頻電源感應(yīng)加熱裝置，它包括電源柜，其特征在于在電源柜內(nèi)具有由整流橋、逆變器、電流變換器、LC串聯(lián)諧振回路、電壓變壓器、主控制板、驅(qū)動(dòng)器與三相電源、保護(hù)環(huán)節(jié)構(gòu)成的整體電路；上述整流橋聯(lián)接逆變器，再依次聯(lián)接電流變換器、LC串聯(lián)諧振回路、電壓變壓器；保護(hù)環(huán)節(jié)依次聯(lián)接主控制板、驅(qū)動(dòng)器、逆變器；電流變換器與主控制板聯(lián)接；電壓變壓器與主控制板聯(lián)接；上述整流橋聯(lián)接三相電源。
專利摘要一種中頻電源感應(yīng)加熱裝置。本實(shí)用新型屬于變頻定頻節(jié)能中頻電源感應(yīng)加熱裝置。目的在于提供一種中頻電源感應(yīng)加熱裝置，是廣泛應(yīng)用在鑄造和熱處理中的中頻熔煉、透熱、淬火、退火、焊接、燒結(jié)、保溫等成套設(shè)備，取代第一代、第二代同類產(chǎn)品。它包括電源柜，其特征在于在電源柜內(nèi)具有由整流橋、逆變器、電流變換器、LC串聯(lián)諧振回路、電壓變壓器、主控制板、驅(qū)動(dòng)器與三相電源、保護(hù)環(huán)節(jié)構(gòu)成的整體電路。本實(shí)用新型高效節(jié)能、變頻定頻、體積小、重量輕、多功能調(diào)節(jié)、多保護(hù)、低噪音、無環(huán)境污染、易啟動(dòng)、易檢修、易操作，有實(shí)質(zhì)性特點(diǎn)和技術(shù)進(jìn)步。
文檔編號H05B6/02GK201063889SQ200720063779
公開日2008年5月21日 申請日期2007年7月10日 優(yōu)先權(quán)日2007年7月10日
發(fā)明者冠 黃, 黃小順, 郭定軍 申請人:湘潭科創(chuàng)機(jī)電有限公司