串联谐振一拖三中频电源装置的制作方法

1.本实用新型涉及加热设备电源装置，更具体地说，它涉及串联谐振一拖三中频电源装置。


背景技术：

2.传统的串联谐振中频电源装置，其组成部分包括由多个可控硅构成的整流电路以及由谐振电容和可控硅构成的逆变电路，其具体电路结构如图1所示。中频电源装置的整流电路将380vac的三相电进行整流后，得到电压约为510v的直流电，直流电经过逆变电路的逆变后，得到单向交流电，该交流电输入到电感器即可实现对炉体内金属的加热融化。
3.在图1的电路结构中，其中的可控硅均由控制器实现控制。而且，为实现能源的合理使用，中频电源装置还配置有与控制器连接的功率电位器。通过功率电位器的调节，使得控制器控制逆变端的可控硅实现中频电源装置的输出。例如，当对炉体内金属进行加热时，通过功率电位器的调节，使得中频电源装置的输出功率最大，以快速融化金属；当金属融化后，将通过功率电位器的调节，使得中频电源装置的输出功率最小，以对炉体内的金属液体进行保温。
4.由于炉体内的金属在融化后，是根据实际浇铸的需求量取出相应量的金属液体，大多数情况下并非一次性完全将其倾倒出，这就存在占用炉体的问题。为此，企业一般采购多套(多为三套)加热设备以满足生产的要求。在使用时，依次间隔启动三个炉对其中的金属进行加热融化。当最早启动的一个炉(以下以a炉表示)内的金属完全融化时，即可使用a炉中的金属液体。而此时第二个启动的炉(以下以b炉表示)中的金属已经处于半融化状态；最后启动的一个炉(以下以c炉表示)此时处于上电加热装置。待a炉中的金属液体使用完之后，重新往a炉中添加金属。而此时的b炉中的金属已经为可使用的液态，而c炉中的金属处于半融化状态。据此循环，即可确保金属液体的不断供应。
5.但是加热设备属于大能耗设备，与其匹配的中频电源装置中所采用的电子元器件均为特种电子元器件，如其中的可控硅，其体积不仅大，还需配备专用的散热器，因此其价格昂贵。这也就导致了加热设备的成本较高的问题。而采用三套加热设备无疑大大增加了企业的成本。


技术实现要素：

6.本实用新型要解决的技术问题是针对现有技术的不足，提供串联谐振一拖三中频电源装置，解决了通过三套独立的加热设备对金属进行融化以满足生产需要导致成本较高的问题。
7.本实用新型所述的串联谐振一拖三中频电源装置，包括整流电路；还包括水冷散热装置、三个电路结构一致的逆变电路；所述整流电路的输入端连接有三相交流电源，三个所述逆变电路分别通过三个隔离单元并联连接在整流电路的输入端，且所述逆变电路与隔离单元之间还连接有用于防止三个逆变电路之间互相串扰的第二二极管，三个所述第二二
极管共同安装在一水冷散热装置上；
8.所述水冷散热装置包括散热器本体和安装壳；所述散热器本体的一侧设有三个与第二二极管相匹配的安装槽，三个所述第二二极管一一对应的安装在三个安装槽中；所述散热器本体的另一侧设有多个鳍片，所述鳍片外围的散热器本体上可拆卸的安装有安装壳，且所述安装壳包裹着鳍片，所述安装壳上设有与其内部相连通的进水接口与出水接口；所述安装壳与散热器本体的连接处设有引流槽，所述散热器本体的下方设有与引流槽连接的漏水监测组件。
9.所述漏水监测组件包括集流槽和湿度传感器；所述集流槽开设在散热器本体的下方，所述湿度传感器安装在集流槽的底部，且所述集流槽的底部上开设有贯穿散热器本体的排空孔，所述排空孔中插接有橡胶封堵塞；所述集流槽的侧壁上设有滑槽，所述滑槽中活动插接有用于封闭集流槽槽面的封闭面板，所述封闭面板上开设有溢流孔。
10.所述引流槽内侧的散热器本体上开设有定位槽，所述定位槽与引流槽相连通，所述引流槽的深度大于定位槽的深度。所述定位槽中安装有橡胶密封条，所述安装壳通过固定螺栓安装在定位槽中。
11.所述隔离单元包括第一开关和第二开关；所述第一开关和第二开关分别与整流电路的两个输出端一一对应连接。
12.有益效果
13.本实用新型的优点在于：由于中频电源装置采用了一个整流电路与三个逆变电路连接的方式，相比于传统的采用三套独立的中频电源装置的方式，本实用新型节省了两个整流电路及其相应的散热器所需的成本，因此能有效的降低了成本。此外，对于在逆变电路与整流电路中增加的第二二极管，本实用新型采用一个水冷散热装置即实现了对三个第二二极管的散热，实现进一步降低了生产成本。
附图说明
14.图1为传统的中频电源电路原理图；
15.图2为本实用新型的中频电源结构示意图；
16.图3为本实用新型的逆变电路和隔离单元的电路原理图；
17.图4为本实用新型的水冷散热装置内部俯视结构示意图；
18.图5为本实用新型的水冷散热装置背面结构示意图；
19.图6为图5中a-a处的剖视结构示意图；
20.图7为图6中的b处放大结构示意图。
21.其中：1-散热器本体、2-安装槽、3-鳍片、4-橡胶密封条、5-安装壳、6-进水接口、7-出水接口、8-引流槽、9-集流槽、10-湿度传感器、11-橡胶封堵塞、12-滑槽、13-封闭面板、14-溢流孔。
具体实施方式
22.下面结合实施例，对本实用新型作进一步的描述，但不构成对本实用新型的任何限制，任何人在本实用新型权利要求范围所做的有限次的修改，仍在本实用新型的权利要求范围内。
23.参阅图2-图3，本实用新型的串联谐振一拖三中频电源装置，包括一个整流电路、一个水冷散热装置、三个电路结构一致的逆变电路。整流电路的输入端连接有三相交流电源。三相交流电源采用传统的380vac三相电。另外，关于整流电路和逆变电路，本实用新型并不对其进行改进，其电路连接关系以及工作原理均为本领域的公知常识，故而本文不对其作更多的探讨。
24.整流电路的输入端连接有三相交流电源，三个逆变电路分别通过三个隔离单元并联连接在整流电路的输入端，且逆变电路与隔离单元之间还连接有用于防止三个逆变电路之间互相串扰的第二二极管d2。三个逆变电路的分别对三个炉体实现一一对应的加热。此外，在控制器上需设置三个用于控制三个炉体的功率电位器。
25.在使用时，可先启动与a炉相应的逆变电路，待a炉中的金属融化后，通过与其相应的功率电位器使其处于保温状态，然后启动b炉的逆变电路对其中的金属进行加热。需要说明的是，由于对a炉的保温消耗中频电源装置额定输出功率的部分功率，因此，b炉的逆变电路的输出功率将低于中频电源装置额定功率，但依然能实现对b炉中金属的加热融化。待b炉中的金属处于半融化状态时，启动c炉，使其处于保温状态，对其中的金属进行预热。待b炉中的金属完全融化时，通过功率电位器将b炉调节为保温模式，同时调节与c炉对应的功率电位器，使c炉的逆变电路输出为额定功率减去两个炉保温功率后的功率。通过这样的循环，能始终确保其中的一个或两个炉体内有金属液体，从而确保了浇铸的连续性。
26.需要说明的是，在传统的中频电源装置及其控制器的基础上多增加两个功率电位器，增加的功率电位器的功能作用以及对逆变电路的控制过程均沿用现有技术，本实用新型并不对其进行改进，故而也不作更多的探讨。此外，本实用新型的中频电源装置的输出功率可与传统的中频电源装置的输出功率一致。主要是因为浇铸的时间较长，通过实际的试验发现，即使未增加中频电源装置的输出功率，按照上述加热方式同时使三个逆变电路均有输出时，虽然加热融化金属的时间上长了一些，但依然可满足浇铸所需的量的要求。
27.由于本实施例的中频电源装置相比采用三套独立的加热设备，减少了两个整流电路的使用，从而有效的降低了加热设备的成本。例如，整流电路中常用的kp-800a平板型可控硅的采购价在260元人民币左右，而一个整流电路需要用到六个可控硅，同时每个可控硅均需配备相应的散热器。总和下来，一个整流电路的价格将在2000-3000元人民币左右。因此，本实用新型减少了两个整流电路的使用，是实现了降低设备成本的目的。此外，由于额定功率不变，用户可在不增加变压器容量的情况下实现三只炉体同时工作，也避免了无需对变压器以及线路的改造即可完成设备的升级，大大方便了用户的使用。
28.本实施例的隔离单元包括第一开关s1和第二开关s2。第一开关s1和第二开关s2分别与整流电路的两个输出端一一对应连接。即在每个逆变电路与整流电路的连接处均设有一开关。实现任意一个炉体或逆变电路发生故障时，维修时断开隔离开关，还能保证另外两个炉体可正常工作。
29.为降低本实施例的中频电源装置增加的器件所带来的成本，本实施例还将三个第二二极管d2共同安装在一水冷散热装置上。通过集成式安装以及水冷的方式，能有效的降低采购相应散热器的成本，同时通过水冷的方式能更好地对第二二极管d2进行散热。
30.参与图4-图7，水冷散热装置包括散热器本体1和安装壳5。散热器本体1的一侧设有三个与第二二极管d2相匹配的安装槽2，三个第二二极管d2一一对应的安装在三个安装
槽2中。散热器本体1的另一侧设有多个鳍片3，鳍片3外围的散热器本体1上可拆卸的安装有安装壳5，且安装壳5包裹着鳍片3，安装壳5上设有与其内部相连通的进水接口6与出水接口7。进水接口6用于与外部供水设备连接，出水接口7用于排水。通过外部供水设备供给水冷散热装置中的冷却水，能有效的将第二二极管d2传递给散热器本体1以及鳍片3的热量带走，从而实现了对第二二极管d2的冷却。
31.优选的，鳍片3上开设有多个过孔。
32.安装壳5与散热器本体1的连接处设有引流槽8。由于水冷散热装置在安装壳5与散热器本体1的连接处是最容易出现漏水的，因此设置引流槽8，当其连接处出现漏水时，通过引流槽8的引流作用，将能有效的将漏出来的水引导至漏水监测组件的集流槽9中。散热器本体1的下方设有与引流槽8连接的漏水监测组件。漏水监测组件用于监测水冷散热装置是否出现漏水的情况，以使用户及时发现漏水，避免因水冷散热装置漏水导致电路短路的问题。
33.具体的，漏水监测组件包括集流槽9和湿度传感器10。集流槽9开设在散热器本体1的下方，湿度传感器10安装在集流槽9的底部，湿度传感器10通过控制器与声光报警器连接，以实现水冷散热装置漏水时发出报警。集流槽9的底部上开设有贯穿散热器本体1的排空孔，以便于集流槽9的排空。排空孔中插接有橡胶封堵塞11，用于封闭排空孔。集流槽9的侧壁上设有滑槽12，滑槽12中活动插接有用于封闭集流槽9槽面的封闭面板13，封闭面板13上开设有溢流孔14。通过封闭面板13能使集流槽9中形成以蓄水槽，从而利于湿度传感器10对集流槽9中的湿度情况进行及时的监测。
34.当安装壳5与散热器本体1的连接处出现漏水时，水将进入到引流槽8中，并在引流槽8的引导下，进入到集流槽9中。由于封闭面板13对集流槽9的封闭，从而使得水积聚在集流槽9中。在湿度传感器10监测到集流槽9中有水时，其将以信号发送至控制器。接着，控制器发出报警信号，通过声光报警器进行报警。
35.优选的，封闭面板13为透明的玻璃板，以便于用户对集流槽9内部是否存在积水的情况进行观察。
36.在本实施例中，引流槽8内侧的散热器本体1上开设有定位槽，定位槽与引流槽8相连通，且引流槽8的深度大于定位槽的深度，定位槽中安装有橡胶密封条4，安装壳5通过固定螺栓安装在定位槽中。这样的设置有利于在安装壳5与散热器本体1的连接处出现漏水时，水能有效的进入到引流槽8中。
37.以上所述的仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出对于本领域的技术人员来说，在不脱离本实用新型结构的前提下，还可以作出若干变形和改进，这些都不会影响本实用新型实施的效果和专利的实用性。