用于加热熔体的装置的制造方法_2

文档序号:9634231阅读:来源:国知局
能情况下调整变比。
[0053] 隔离变压器的变比优选在1至3的范围内。换句话说,根据本发明的该实施方式, 隔离变压器142设计成使其输出电压为输入电压的1至3倍。
[0054] 通过电网接头25对装置6供应电网电压。借助电网电压开关设备21对装置与电 网接头25进行接通和切断。优选地,作为电网接头25,使用=相电流接头。 W55] 整流器装置12除了包括整流器二极管120之外,优选还包括平流装置 (G做UingS卷in:ri施化阻复)。作为用于对经整流的交流电平流化的平流装置可W设置 具有电感123和电容124的合适的LC组件122。替代性地或者额外地,也可W设置主动的 平流。然而特别优选的是不受控的整流器,即特别是如所示的具有多个整流器二极管。通 过运种不受控的整流,相对于例如借助相位截止控制的主动整流,能够明显减小装置的无 功功率需求。
[0056] 现在,对高频变换器14供应由整流器装置12提供的直流电。如上所述,高频变换 器14包括开关装置140并且,作为本发明的扩展,包括置于开关装置140之后的隔离变压 器 142。
[0057] 总体上,开关装置包括至少一个特别是晶体管形式的半导体开关元件,W便通过 对部件的接通从直流电产生交流电压。总体上优选使用IGBTdGBT="InsulatedGate BipolarTransistor",绝缘栅双极型晶体管)作为半导体开关元件。虽然原则上一个唯一 的半导体开关元件足W通过接通而扰乱直流电并且W运种方式生成用于激励具有电容器 装置16和感应线圈的串联振荡回路20的交流电,但是更有利的是,开关装置的每个输出端 口W及装置5的两个输出端口 18、19中的每个输出端口都分别单独通过半导体开关元件开 关。
[0058] 在图3所示的实施例中W及根据本发明的一个优选的实施方式,开关装置140包 括两对串联在整流器装置12的输出端之间的半导体开关元件,其中,用于激励串联振荡回 路20的电流回路的连接点分别位于其中一对半导体开关元件之间。
[0059] 在所示的实施例中设置有四个IGBT1401、1402、1403、1404作为半导体开关元件。 例如根据该线路图可W看出,IGBT140U1402构成其中的一对,IGBT1403、1404构成另一 对。在IGBT140U1402和IGBT1403、1404之间连接有用于激励串联振荡回路20的电流回 路。后者所述的电流回路可W是串联振荡回路20的电流回路本身。在具有隔离变压器的 实施方式中,该电流回路通过隔离变压器142的初级回路形成。
[0060] 通过在半导体开关元件的控制输入端上施加控制电压或控制电流来开关半导体 开关元件。对于优选设置的IGBT而言,相应地在IGBT的栅极输入端1411、1412、1413、1414 上施加控制电压。为了生成用于激励串联振荡回路20的交流电脉冲,W成对交叉的方式 驱动IGBT。因此,根据电流脉冲的符号,或者开关IGBT1401和1404,或者开关IGBT1403和 1402。
[0061] 在图3的实施例中仅设置了一个唯一的开关装置140。但是根据本发明的一个扩 展方案,变换器14也可W具有多个优选并行工作的开关装置140,W便提供特别大的功率。
[0062] 根据本发明的一个扩展方案,因此设置至少=个、优选至少八个、特别优选十二个 或更多个能够并行工作的开关装置140。例如,一个开关装置140可W被设计用于150千 瓦的开关功率。每=个开关装置能够组合成单元,从而通过总共十二个开关装置140选择 性地提供450千瓦(3个开关装置)、900千瓦(6个开关装置)或1800千瓦(12个开关装 置)的输出功率。另外,多个开关装置140于是也能够设有各自的整流器装置12。然而特 别有利的是,多个开关装置140设有一个整流器装置12,特别是由于提供有用于非常大的 功率的整流器二极管。
[0063]为了接通各个开关装置140,于是可WW简单的方式使用电网电压-开关设备21。W64] 构造有感应线圈3和电容器装置16的串联振荡回路20根据本发明的一个优选的 实施方式具有5至150范围内的品质因数(Gilte)。在此,该品质因数也取决于烙体的导电 性如何。例如较热的、更导电的玻璃烙体的品质因数相比于较冷的或凝固的烙体的品质因 数更低,因为在较热的烙体中感应出更多的感应电流,并且由此也提高了电阻损耗。对于热 的玻璃烙体来说,振荡回路的品质因数优选在5和20之间。通常,振荡回路在正常运行时 的品质因数为大约Q= 8至Q= 12。 阳0化]依据品质因数,经激励的振荡回路进行不同时段的振荡。可输入的功率也与品质 因数相关。在高的品质因数情况下,当振荡回路中的电流W及感应线圈上的电压不应当持 续进一步增加时,半导体开关元件的每个开关过程仅能够输入较少的功率。因此一般来说 有利的是,为了生成高频场而调节装置6的功率。为了调节功率,例如能够在主动整流情况 下调整整流器装置的输出电压。
[0066] 但是特别优选通过控制一个或多个半导体开关元件,即在图3所示的实施例中通 过控制IGBT1401-1404而实施(控制)装置6的功率。根据本发明的一个扩展方案,在此 通过半导体开关元件的开关脉冲的重复率来控制或调节装置6的高频功率,用于生成高频 电磁场。
[0067] 在此特别设置用于控制半导体开关元件的控制装置144,其中,该控制装置144被 设计用来通过用于开关半导体开关元件的开关脉冲的重复率来调整输出到烙体10上的功 率。在图3所示的实施例中,为此将IGBT1401-1404的栅极输入端1411-1414接通至控制 装置144。IGBT1401-1404根据晶体管的种类被控制装置144要么低电阻地要么高电阻地 接通。在图3所示的实施例中,使用通常截止的n沟道IGBT。但是当然可行的是,使用四种 IGBT中的每一种类型(通常导通的或通常截止的、n沟道或P沟道)。不同类型的IGBT也 可W在开关装置14中相互组合。 W側通过根据本发明的、例如图3所示的装置6,可W将损耗功率限制在低于10%。与 此相对,例如在DE19939778C2中所述的电子管发生器通常具有超过35%的损耗功率。 W例根据本发明的另一种设计,开关装置14与串联振荡回路20解禪。相应地,在图3 所示的实施例中,控制装置144不直接反馈至串联振荡回路20。换句话说,串联振荡回路 20中的电压或电流不与开关装置14强制连接。与之不同地,例如就电子管发生器而言,振 荡回路的电压反馈至电子管的栅极,从而该发生器自激励地振荡。相比之下,在根据本发明 的设置中,串联振荡回路在其激励过程中进行强制的振荡,该强制的振荡通过半导体开关 元件的周期性接通而设定。运起初看起来是个缺点,因为运样一来,用于生成高频电磁场的 装置6并非自激励的振荡器,串联振荡回路20是无源的。
[0070] 但是已经表明,激励振荡回路20的电流的解禪断开或者半导体开关元件的接通 在没有来自串联振荡回路20的反馈情况下反而带来实质上的优势。由此特别避免了例如 借助超电压保护装置27通过消除超电压而同样地反馈突然的电压变化。另外显著简化了 功率调节,该功率调节接下来还会更详细地予W说明。通过解禪的控制装置,可WW运种方 式通过直接控制开关时间点来获得功率。
[0071] 但是间接的连接是优选的。作为间接的连接,例如可W在自由的振荡中测量串联 振荡回路20的振荡频率,并且该测量值随后输送给控制装置144。该控制装置于是可W将 开关脉冲的周期时间调整为对应于测得的频率的新的值。
[0072] 图4作为曲线图示出了通过改变脉冲重复率来控制功率的一个实施例。仅展示了 少数几个电流脉冲30。通过如图3所示的具有两对半导体开关元件的开关装置140,可W 生成具有正符号和负符号的或者具有相反的流向的电流脉冲30。一个电流脉冲30和之后 一个相反方向的电流脉冲得到具有持续时间T1的高频电流振荡周期。
[0073] 在此,周期持续时间T随时间的推移保持恒定。因此实现了将具有感应线圈3和 电容器装置16的串联振荡回路连续地激励成谐振。然而在运些组对的电流脉冲30之间的 持续时间T2发生变化。持续时间T2越短,脉冲重复率就越大,并且在串联振荡回路20 中引入的功率也越多。因此,在图4所示的实施例中,功率随时间的推移而增大,因为在电 流脉冲之间的持续时间T2缩短。相应地,在图4中在时间点tl时的持续时间T2(tl)比 在后面的时间点t2时的持续时间12 (t2)更长。
[0074] 运种运行模式在具有固态的或凝固的烙融物的相蜗投入工作情况下可W是有益 的,所述烙融物在固体状态下不导电。特别是对于在软化的状态下才通过能够运动的离子 而导电的玻璃来说就是运种情况。当只有一小部分烙融物导电时,如果一开始就已经输入 大量功率,则可能产生超电压,并因此产生电弧。为了能够消除所产生的超电压,如同样在 图3中所示,可W设置超电压保护装置27,该装置将在端口 18、19上所产生的超电压短路。 作为超电压保护装置27,例如可W使用火花放电装置,或者也可W使用变阻器。
[00巧]因此根据本发明的一个扩展方案在总体上规定,在加热烙体10的过程中,即在烙 体溫度和/或烙化的烙融物量增大的时间段中,借助开关装置140生成的电流脉冲的重复 率增大(vei?陆Igert),或者说,该电流脉冲的时间间隔缩短。
[0076] 周期T1与串联振荡回路20的谐振频率相匹配,W便通过电流脉冲获得谐振激 励。电容器装置16的电容和感应线圈的电感根据本发明的一个实施方式经过优选设计,从 而获得串联振荡回路20的在50曲Z至350曲Z范围内优选在75曲Z至175曲Z范围内的谐 振频率。
[0077] 根据一个实施例,感应线圈3的电感和电容器装置16的电容经过选择,从而获得 20至130曲Z的串联振荡回路的谐振频率
当前第2页1 2 3 4 
网友询问留言 已有0条留言
  • 还没有人留言评论。精彩留言会获得点赞!
1