一种金属热处理设备及冷却水冷式冷水机组的制作方法

本实用新型涉及电力电子技术，具体是一种金属热处理设备及冷却水冷式冷水机组。

背景技术：

热处理逆变器IGBT模块功率容量不足时，采用并联增大输出功率，但IGBT模块饱和压降不一致性使得并联工作电流不均衡，产生环流冲击极易烧坏IGBT模块。同时，固定移相式的桥臂脉宽调制PWM驱动IGBT模块全桥逆变器，存在移相桥臂开关器件损耗小，固定桥臂开关器件损耗大，四个桥臂功耗不均衡，固定桥臂IGBT模块结温过热存在安全隐患。冷却热处理设备，常用冷却塔工业用水或自来水进、出流动热交换，耗水量是非常大的。而且，利用自然流动的水热交换冷却塔体积庞大，占地面积大。

技术实现要素：

本实用新型的目的是提供由数字信号处理DSP产生超前、滞后交替移相脉宽调制PWM脉冲驱动信号，过零功率软启动，水冷式冷水机组制冷强制冷却的一种金属热处理设备及冷却水冷式冷水机组。

本实用新型的技术解决方案：包括三相交流电源、交流接触器、数字信号处理DSP控制板的DSP芯片可编程相位控制产生超前、滞后交替移相的两路脉宽调制PWM₁、PWM₂信号，上管、下管设互锁死区时间t_DT，分别经光纤耦合到两块双路IGBT驱动板，构成双路IGBT模块并联连接的两个半桥合成为H桥逆变器，变压器匹配串联谐振负载电路，四个桥臂IGBT模块交替移相功耗均衡相等，斜对角导通、截止，零功率软启动，第一块双路IGBT驱动板输出接口P₁、P₂、P₃依次连接IGBT模块H桥逆变器桥臂A的管组Q₁栅极、集电极、发射极，第一块双路IGBT驱动板输出接口J₁、J₂、J₃依次连接IGBT模块H桥逆变器桥臂A的管组Q₁n栅极、集电极、发射极，第一块双路IGBT驱动板输出接口P₄、P₅、P₆依次连接IGBT模块H桥逆变器桥臂C的管组Q₃栅极、集电极、发射极，第一块双路IGBT驱动板输出接口J₄、J₅、J₆连接IGBT模块H桥逆变器桥臂C的管组Q₃n栅极、集电极、发射极，第二块双路IGBT驱动板输出接口P₁、P₂、P₃连接IGBT模块H桥逆变器桥臂B的管组Q₂栅极、集电极、发射极，第二块双路IGBT驱动板输出接口J₁、J₂、J₃依次连接IGBT模块H桥逆变器桥臂B的管组Q₂n栅极、集电极、发射极，第二块双路IGBT驱动板输出接口P₄、P₅、P₆依次连接IGBT模块H桥逆变器桥臂D的管组Q₄栅极，集电极，发射极，第二块双路IGBT驱动板输出接口J₄、J₅、J₆依次连接IGBT模块H桥逆变器桥臂D的管组Q₄n栅极、集电极、发射极；

冷却水冷式冷水机组由压缩机冷凝器、冷却塔、蒸发器、水箱、干燥过滤器、滤渣器、电磁阀、膨胀阀、高压控制器、低压控制器、水泵、两个温度计、调温阀、控制阀、温度传感器组成，其中，蒸发器置于水箱中，水箱置有浮球开关，浮球开关控制水位缺水报警，并启动控制阀进水，蒸发器一端经制冷媒体传递铜管连接压缩机输入口，压缩机输出口经制冷媒体传递铜管、低压控制器接冷凝器，冷凝器置于冷却塔，冷凝器制冷媒体传递铜管经高压控制器、过干燥过滤器、电磁阀、膨胀阀连接蒸发器制冷媒体传递铜管另一端，制冷剂充入制冷媒体传递铜管，冷却塔进水管经控制阀、调温阀、滤渣器、控制阀连接工业用水，工业用水可直接经控制阀接到冷却塔进水管，温度传感器检测水泵出水温度连接调温阀，两个温度计分别显示冷却塔进水、出水温度，冷却塔出水管经控制阀排水，水箱出水管经水泵、控制阀分路接三相整流模块水盒进水管、H桥IGBT模块水盒进水管、阻抗匹配变压器进水管、感应炉谐振电感进水管、谐振电容水盒进水管，三相整流模块水盒出水管、H桥IGBT模块水盒出水管、阻抗匹配变压器出水管、感应炉谐振电感出水管、谐振电容水盒出水管经控制阀返回到水箱。

本实用新型产生有益的积极效果：数字信号处理DSP产生超前、滞后交替移相脉宽调制PWM零功率软启动，均衡四个桥臂IGBT模块功耗，水冷式冷水机组冷却温度调节范围大，自动温控调节开机、关机，高效冷却H桥逆变器IGBT模块、三相六开关SPWM整流器IGBT模块、谐振电容、谐振电感炉的热量，大大降低设备故障率，保障工件热处理高效节能、安全、可靠运行，节水效果显著，满足金属热处理设备加热使用的技术要求。

附图说明

图1本实用新型电路原理图

图2水冷式冷水机组示意图

具体实施方式

参照图1、图2，本实用新型具体实施方式和实施例：包括三相交流电源、交流接触器、数字信号处理DSP控制板3的DSP芯片可编程相位控制产生超前、滞后交替移相的两路脉宽调制PWM₁、PWM₂信号，上管、下管设互锁死区时间t_DT，分别经光纤耦合到两块双路IGBT驱动板1、2，构成双路IGBT模块并联连接的两个半桥合成为H桥逆变器，变压器匹配串联谐振负载电路，四个桥臂IGBT模块交替移相功耗均衡相等，斜对角导通、截止，零功率软启动，第一块双路IGBT驱动板1输出接口P₁、P₂、P₃依次连接IGBT模块H桥逆变器桥臂A的管组Q₁栅极、集电极、发射极，第一块双路IGBT驱动板1输出接口J₁、J₂、J₃依次连接IGBT模块H桥逆变器桥臂A的管组Q₁n栅极、集电极、发射极，第一块双路IGBT驱动板1输出接口P₄、P₅、P₆依次连接IGBT模块H桥逆变器桥臂C的管组Q₃栅极、集电极、发射极，第一块双路IGBT驱动板1输出接口J₄、J₅、J₆连接IGBT模块H桥逆变器桥臂C的管组Q₃n栅极、集电极、发射极，第二块双路IGBT驱动板2输出接口P₁、P₂、P₃连接IGBT模块H桥逆变器桥臂B的管组Q₂栅极、集电极、发射极，第二块双路IGBT驱动板2输出接口J₁、J₂、J₃依次连接IGBT模块H桥逆变器桥臂B的管组Q₂n栅极、集电极、发射极，第二块双路IGBT驱动板2输出接口P₄、P₅、P₆依次连接IGBT模块H桥逆变器桥臂D的管组Q₄栅极，集电极，发射极，第二块双路IGBT驱动板2输出接口J₄、J₅、J₆依次连接IGBT模块H桥逆变器桥臂D的管组Q₄n栅极、集电极、发射极；

压缩机i、冷凝器x、冷却塔d、蒸发器y、水箱g、干燥过滤器c、滤渣器1、电磁阀b、膨胀阀a、高压控制器f₁、低压控制器f₂、水泵p、温度计h₁、h₂、调温阀k₁、控制阀k₂、温度传感器r组成，其中，蒸发器y置于水箱g中，水箱g置有浮球开关e，浮球开关e控制水位缺水报警，并启动控制阀k₂进水，蒸发器y一端经制冷媒体传递铜管连接压缩机i输入口，压缩机i输出口经制冷媒体传递铜管、低压控制器f₂接冷凝器x，冷凝器x置于冷却塔d，冷凝器x制冷媒体传递铜管经高压控制器f₁、过干燥过滤器c、电磁阀b、膨胀阀a连接蒸发器y制冷媒体传递铜管另一端，制冷剂充入制冷媒体传递铜管，冷却塔d进水管经控制阀j、调温阀k₁、滤渣器l、控制阀m连接工业用水，工业用水可直接经控制阀z接到冷却塔d进水管，温度传感器r检测水泵p出水温度连接调温阀k₁，温度计h₁、h₂分别显示冷却塔d进水、出水温度，冷却塔d出水管经控制阀n排水，水箱g出水管经水泵p、控制阀q分路接三相整流模块水盒s进水管、H桥IGBT模块水盒t进水管、阻抗匹配变压器w进水管、感应炉谐振电感u进水管、谐振电容水盒v进水管，三相整流模块水盒s出水管、H桥IGBT模块水盒t出水管、阻抗匹配变压器w出水管、感应炉谐振电感u出水管、谐振电容v水盒出水管经控制阀o返回到水箱g。

水冷式冷水机组冷却温度调节范围大，自动温控调节开机、关机，高效冷却H桥逆变器IGBT模块、三相六开关SPWM整流器IGBT模块、谐振电容、谐振电感炉的热量，大大降低设备故障率，保障工件热处理高效节能、安全、可靠运行，节水效果显著，满足金属热处理设备加热使用的技术要求。