本实用新型属于光学玻璃生产技术领域，具体涉及一种用于光学玻璃生产线的中频电源供电系统。
背景技术：
传统光学玻璃生产线中的加热电极一般采用SnO2电极，并通过工频电源供电系统给SnO2电极供电进行加热。这种供电加热方式存在的问题是：SnO2电极在玻璃中通电使用容易造成SnO2的侵蚀，从而影响玻璃的色度和内在质量。因此，传统光学玻璃生产线只能满足一般要求的光学玻璃的生产，无法满足一些高端光学玻璃的工艺要求。
技术实现要素：
本实用新型提供了一种用于光学玻璃生产线的中频电源供电系统，旨在解决现有的供电加热方式所生产出的光学玻璃内在质量不高的问题。
本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：用于光学玻璃生产线的中频电源供电系统，包括IGBT电源、负载匹配站和铂金电极；
所述负载匹配站包括中频变压器和可调补偿电容组，所述中频变压器的副边包括至少两个不同电压值的输出端口，所述可调补偿电容组与中频变压器的副边并联；
所述IGBT电源的输出端与中频变压器的原边电连接，所述负载匹配站的输出端与铂金电极的输入端电连接。
进一步的是，该中频电源供电系统还包括质量监测系统；
所述IGBT电源包括整流回路、滤波回路、逆变回路和控制系统；所述整流回路的输出端与滤波回路的输入端电连接，所述滤波回路的输出端与逆变回路的输入端电连接，且整流回路、滤波回路和逆变回路各自的控制端分别与控制系统电连接；
所述质量监测系统包括电流电压传感器，所述整流回路、滤波回路、逆变回路、中频变压器和可调补偿电容组上分别设置有电流电压传感器，所述电流电压传感器与控制系统电连接。
进一步的是，所述控制系统为数字控制系统。
进一步的是，该中频电源供电系统还包括循环冷却系统，所述循环冷却系统包括制冷机、电源水冷装置、电源水冷管路、匹配站水冷装置、匹配站水冷管路、电极水冷装置和电极水冷管路；
所述电源水冷装置设置在IGBT电源上，并通过电源水冷管路与制冷机循环连接；
所述匹配站水冷装置设置在负载匹配站上，并通过匹配站水冷管路与制冷机循环连接；
所述电极水冷装置设置在铂金电极上，并通过电极水冷管路制冷机循环连接。
进一步的是，所述匹配站水冷装置为至少绕中频变压器的线圈设置一周的水冷回路。
进一步的是，所述质量监测系统还包括温度传感器和流量传感器，所述IGBT电源、负载匹配站和铂金电极上分别设置有温度传感器，所述电源水冷管路、匹配站水冷管路和电极水冷管路上分别设置有流量传感器，所述温度传感器和流量传感器分别与控制系统电连接。
进一步的是，所述质量监测系统还包括压力传感器，所述电源水冷管路、匹配站水冷管路和电极水冷管路上分别设置有压力传感器，所述压力传感器与控制系统电连接。
进一步的是，该中频电源供电系统还包括控制柜，所述控制柜与控制系统电连接。
进一步的是，所述控制柜上设置有电源开关、急停按钮、显示器、感性/容性指示器和报警器。
进一步的是，所述报警器包括报警指示灯和蜂鸣器。
本实用新型的有益效果是：该中频电源供电系统具有加热效率高、噪音小、起停迅速而且对电网无冲击、功率调节方便、自动化程度高等优点。其利用副边具有多个不同电压值输出端口的中频变压器，便于为电极选择最佳的输入电压；同时，通过调节可调补偿电容组便于使负载回路的感性和容性达到平衡，提高电源输出的效率。电极采用铂金电极，不仅耐蚀性、耐久性及耐高温性均较强，且具有输出电流密度高、导电均匀、损耗小等特点，通过铂金电极对玻璃直接加热能够获得高效、均匀、稳定的玻璃熔化效果，达到提高产品内在质量的目的；另外，通过输出特定频率的中频电源作用于铂金电极，可以避免铂金颗粒进入玻璃，对光学玻璃色度方面有极大的改善，产品质量得到了较大提升，最大限度地发挥铂金电极的热效率，能够满足高端光学玻璃的工艺要求。
附图说明
图1是本实用新型的实施结构示意图；
图中标记为：IGBT电源100、整流回路110、滤波回路120、逆变回路130、控制系统140、负载匹配站200、中频变压器210、可调补偿电容组220、铂金电极300、质量监测系统400、循环冷却系统500、电源水冷管路501、匹配站水冷管路502、电极水冷管路503、控制柜600、电源开关610、急停按钮620、显示器630、感性/容性指示器640、报警指示灯650。
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型作进一步的说明。
如图1所示，用于光学玻璃生产线的中频电源供电系统，包括IGBT电源100、负载匹配站200和铂金电极300；
所述负载匹配站200包括中频变压器210和可调补偿电容组220，所述中频变压器210的副边包括至少两个不同电压值的输出端口，所述可调补偿电容组220与中频变压器210的副边并联；
所述IGBT电源100的输出端与中频变压器210的原边电连接，所述负载匹配站200的输出端与铂金电极300的输入端电连接。
其中，IGBT电源100优选采用全数字逆变控制IGBT晶体管电源，其具体包括整流回路110、滤波回路120、逆变回路130和控制系统140，所述控制系统140为数字控制系统；所述整流回路110的输出端与滤波回路120的输入端电连接，所述滤波回路120的输出端与逆变回路130的输入端电连接，且整流回路110、滤波回路120和逆变回路130各自的控制端分别与控制系统140电连接。IGBT电源100的工作流程是将三相50Hz工频交流电经过整流回路110中的三相全控整流桥整流成脉动直流，再通过滤波回路120来整定中间直流电流，将脉动的直流电滤波变成光滑平稳的直流电送到逆变回路130，最后通过逆变回路130中的逆变器IGBT将直流电变成单相的中频交流电。控制系统140是IGBT电源100的控制枢纽，采用DSP技术，操作控制模式多种选择，并包括：internet、pro-bus、USB、RS232等标准的数字接口，可以方便的控制以及接驳其他设备。
具体的，再如图1所示，该中频电源供电系统还包括与控制系统140电连接的控制柜600。一般所述控制柜600上设置有电源开关610、急停按钮620、显示器630、感性/容性指示器640和报警器。显示器630可以用来设定和显示供电系统的运行状态，所有重要的数据都可以显示在上面，比如：操作状态、开始数据、报警信息文本、实际过程数据等等；显示器630优选为数字显示器，控制柜600上通常还设置有进行参数设定的按钮；还可以选用触摸屏作为显示器630。显示器630一般内置有数据记录存储器，其最重要的一个功能是可以记录最后200条故障信息，每条故障信息都附有详细的文字说明，包括故障发生时间以及实际操作的量值等。优选的，所述报警器包括报警指示灯650和蜂鸣器。
负载匹配站200用于为连接在铂金电极300上的负载提供足够的能源。中频变压器210的原边接受从IGBT电源100逆变后的中频交流电，副边包括不同电压值的多通道输出接口，便于为变压器选择适当的输出电压，这是连接每组电极的最佳柔性解决方案。可调补偿电容组220选择适当的中频变压器210的副边输出接口进行连接，通过调整可调补偿电容组220的电容值使负载回路的感性和容性达到平衡，以提高加热效率。调整可调补偿电容组220的电容值的方法有粗调和细调两种方式。粗调是采用手动方式，通过扳手拧紧或拧松补偿电容组220上的接触螺母，就可较快速地增加或减小回路中的电容值。细调是通过输入设备对补偿电容组220进行调整，一般当粗调达到一定范围内时，即可通过控制柜600上的参数设定按钮或触摸屏进行细调操作；在显示器630的对应菜单上，按下增加或减小按钮时，细调的补偿电容组220即由气缸带动进行投入或切出。在进行补偿电容组220的电容值调整时，可观察控制柜600上的感性/容性指示器640进行调整，感性/容性指示器640的指针随着电容的调整进行左右偏移，当指针回到中间零位时为最佳匹配状态，此时电源输出效率最高。
该中频电源供电系统是通过铂金电极300通电直接熔化玻璃的方式进行加热，而非感应加热。铂金电极300的耐蚀性、耐久性及耐高温性均较强，具有输出电流密度高、导电均匀、损耗小等特点，能够获得高效、均匀、稳定的玻璃熔化效果，达到提高产品内在质量的目的。
经过实验，铂金电极300用工频电源进行供电，会大量分解铂金离子进入玻璃熔液，既严重损坏铂金电极又影响玻璃质量。而本实用新型中通过特定频率的中频电源为铂金电极300供电加热，可以避免铂金离子分解进入玻璃，即保证了光学玻璃的色度，又能够最大限度地发挥铂金电极300的热效率。优选输出频率为10KHZ的交流电为铂金电极300供电加热。
为了对整个供电系统进行监测，以便更好的保护各元器件，再如图1所示，该中频电源供电系统还包括质量监测系统400；所述质量监测系统400包括电流电压传感器，所述整流回路110、滤波回路120、逆变回路130、中频变压器210和可调补偿电容组220上分别设置有电流电压传感器，所述电流电压传感器与控制系统140电连接。质量监测系统400可对整流回路110、滤波回路120、逆变回路130、中频变压器210和可调补偿电容组220运行的电流和电压值进行监测，这些监测信号通过控制系统140进行实时采集，通过内嵌的软件进行数据处理和判断后，在控制柜600上的显示器630进行显示；一旦出现异常，控制柜600上的报警指示灯650会闪烁、蜂鸣器会发出蜂鸣声，同时切断电源的输出。另外，控制柜600还可以对该中频电源供电系统的参数进行调整和设定，以达到最佳的工艺状态。
作为本实用新型的一种优选方案，再如图1所示，该中频电源供电系统还包括循环冷却系统500，所述循环冷却系统500包括制冷机、电源水冷装置、电源水冷管路501、匹配站水冷装置、匹配站水冷管路502、电极水冷装置和电极水冷管路503；
所述电源水冷装置设置在IGBT电源100上，并通过电源水冷管路501与制冷机循环连接；
所述匹配站水冷装置设置在负载匹配站200上，并通过匹配站水冷管路502与制冷机循环连接；
所述电极水冷装置设置在铂金电极300上，并通过电极水冷管路503制冷机循环连接。
循环冷却系统500用于对IGBT电源100、负载匹配站200、铂金电极300以及同轴电缆等进行冷却。制冷机可选用工业制冷机，优选采用双泵设计，以保证制冷机的连续正常工作。电源水冷装置安装于放置IGBT电源100的机柜内，是采用铜制的内空结构，具有多组进出水接口，IGBT电源100的一些关键部件，如：IGBT、数字控制电路安装于电源水冷装置上。同轴电缆具有专用的水冷通道。匹配站水冷装置为至少绕中频变压器210的线圈设置一周的水冷回路。电极水冷装置包括水冷连接铜盘和水套。
在上述基础上，为了对各部分的温度、冷却水流量进行监控，所述质量监测系统400还包括温度传感器和流量传感器，所述IGBT电源100、负载匹配站200和铂金电极300上分别设置有温度传感器，所述电源水冷管路501、匹配站水冷管路502和电极水冷管路503上分别设置有流量传感器，所述温度传感器和流量传感器分别与控制系统140电连接。温度传感器和流量传感器可实时对温度和冷却水流量进行监测，这些监测信号通过控制系统140进行实时采集，通过内嵌的软件进行数据处理和判断后，在控制柜600上的显示器630进行显示；一旦出现异常，控制柜600上的报警指示灯650会闪烁、蜂鸣器会发出蜂鸣声，同时切断电源的输出。
为了对冷却水的压力进行实时监测，所述质量监测系统400还包括压力传感器，所述电源水冷管路501、匹配站水冷管路502和电极水冷管路503上分别设置有压力传感器，所述压力传感器与控制系统140电连接。
该中频电源供电系统的工作流程为：IGBT电源100的输入为三相工频交流电，经过整流回路110的三相全控整流桥整流成脉动直流，再通过滤波回路120来整定中间直流电流，将脉动的直流电滤波变成光滑平稳的直流电送到逆变回路130，最后通过逆变回路130中的逆变器IGBT将直流电变成单相的中频交流电供给负载匹配站200中的中频变压器210；中频变压器210将原边电压经过转换后，输出多种等级的电压，操作者可以根据工艺需要选择使用任意一档电压；中频变压器210的输出侧与可调补偿电容组220进行并联，然后再与铂金电极300进行并联，组成一个并联谐振电路。通过调整可调补偿电容组220电容的大小，对负载回路进行感性/容性的匹配。质量监测系统400对整个系统进行参数监测，通过控制系统140对IGBT电源100进行控制和保护。循环冷却系统500对各个重要部件进行冷却。
整个系统扫描周期≤2毫秒，能及时发现故障切断系统保护设备安全；电源效率≥97％，功率因数＞0.95。通过质量监测系统400实时监测，监测信号进入控制系统140进行实时处理和分析，当出现过压、过流、缺相、水压不足、水温过高等异常情况时，及时进行声光报警并切断电源输出，确保设备在发生故障时不损坏元器件。该系统具备软启动模式，以延长容性器件使用寿命。输出电缆采用水冷同轴电缆，漏感少，电能损耗小，节能。人机界面友好，操作简单方便，具备内置数据记录存储器，实现各种数据的储存和显示、故障分析和报警等功能。