在图4的实施例中该间隔连续地减小。但是也可行的是，重复率间歇性地减小，或者电 流脉冲30的间隔间歇性地增大。在此例如能够W在其它情况下等距的脉冲次序来引发各 个脉冲。运实现了几乎无级地控制功率，因为W运种方式能够W时间均值为脉冲的重复率 调整周期持续时间的每个合理比例。
[0094] 附图梳巧列表
[0095] 1用于加热烙体的装置
[0096] 2相蜗
[0097] 3感应线圈
[0098] 5用于生成高频电流的装置
[0099] 6用于生成高频电磁场的装置 阳100] 7冷却水管道
[0101] 10 烙体
[0102] 12整流器装置 阳103] 14高频变换器
[0104] 15变换器箱柜
[0105] 16电容器装置 阳106] 20串联振荡回路 阳107] 18、19感应线圈3的端口 阳10引 21电网电压开关设备 阳109] 25电网接头
[0110] 27超电压保护装置 阳111] 30 电流脉冲
[0112] 33流经感应线圈3的电流
[0113] 120整流器二极管 阳114] 122 LC组件 阳115] 123 122的电感 阳116] 124 122的电容 阳117] 140开关装置 阳1化]142隔离变压器
[0119] 144控制装置
[0120] 145电流测量装置 阳121] 146电压测量装置 阳122] 147连接导线 阳12引 1401、1402、1403、1404 IGBT
[0124] 1411、1412、1413、1414栅极输入端 阳1巧]1415保护二极管，自振荡二极管
【主权项】
1. 一种用于加热熔体（10)的装置（1)，包括： -用于容纳熔体（10)的坩埚（2)，以及 -用于生成高频电磁场的装置（6)，其中，所述用于生成高频电磁场的装置（6)包括： -用于生成高频电流的装置（5)，和 -连接在所述用于生成高频电流的装置（5)上的感应线圈（3)，所述感应线圈设置成使 得由被高频电流流经的所述感应线圈（3)生成的高频场穿过所述坩埚（2)，其中，所述用于 生成高频电流的装置（5)包括： -用于将电网交流电压转变成直流电压的整流器装置（12)，以及 -高频变换器（14)，以及 -电容器装置（16)，以及 -用于连接所述感应线圈（3)的两个端口（18、19)，其中， -所述高频变换器（14)具有至少一个具有能够控制的半导体开关元件的开关装置 (140)，从而通过所述半导体开关元件的开关能够生成交流电流，并且其中， -所述电容器装置（16)与其中一个端口（18、19)连接，从而通过连接所述感应线圈 (3)形成具有所述感应线圈（3)和所述电容器装置（16)的串联振荡回路（20)。2. 根据前面一项权利要求所述的装置（1)，其中，所述高频变换器（14)还包括连接在 所述开关装置（140)上的隔离变压器（142)，从而在初级侧对所述隔离变压器（142)供给所 述开关装置（140)的交流电流，并且端口（18、19)设置在所述隔离变压器（142)的次级电 流回路中；和/或 所述隔离变压器（142)设计成使其输出电压为输入电压的1至3倍。3. 根据前述权利要求中任一项所述的装置，其特征在于，所述开关装置（140)包括至 少一个IGBT(1401、1402、1403、1404)作为半导体开关元件。4. 根据前述权利要求中任一项所述的装置，其特征在于，包括至少四个、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)。5. 根据前述权利要求中任一项所述的装置，其特征在于，包括用于控制半导体开关元 件的控制装置（144)，其中，所述控制装置（144)被设计用于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所述熔体（10)上的功率；和/或 包括用于测量电容器装置（20)上的电压的电压测量装置（146)，所述电压测量装置与 控制装置（144)相连接，用于传输电压测量值，其中，所述控制装置（144)被设计用于将电 压测量值和预设的最大电压相比较，并且依据所述电压测量值与最大电压的比较来调整开 关脉冲的重复率。6. 根据前述权利要求中任一项所述的装置，其特征在于，包括用于控制半导体开关元 件的控制装置（144)以及电流测量装置（145)，所述电流测量装置用于传输代表交流电流 信号的电流测量值并且与所述控制装置（144)连接，其中，所述控制装置（144)被设计用于 记录电流测量值、确定交流电流信号的过零点以及开关半导体开关元件，从而使得接通时 间点和断开时间点处于过零点的区域内，其中，开关时间点相对于交流电流信号的相位在 量值上偏移最多20°，优选在量值上偏移最多10°。7. 根据前一项权利要求以及权利要求2所述的装置，其特征在于，所述电流测量装置 (145)设置成在所述隔离变压器（142)的初级侧测量电流。8. 根据前两项权利要求中任一项所述的装置，其具有多个开关装置（140)，其中，给所 述多个开关装置（140)配备有单独的电流测量装置（145)，并且所述控制装置（144)被设计 用于依据各个电流测量装置（145)的电流测量信号来确定用于相应配备的开关装置（140) 的各自的开关时间点，并且通过在所确定的开关时间点上开关来控制半导体开关元件。9. 根据前述权利要求中任一项所述的装置，具有多个开关装置（140)，其特征在于下 述特征中的至少一项： -设置至少一个整流器装置（12)，在所述整流器装置上连接多个所述开关装置（140)， -多个开关装置（140)组合成能够单独连接的单元， -所述开关装置（140)设置为空间对称的，优选点对称、旋转对称或镜面对称， -所述开关装置（140)分别借助单独的连接导线（147)连接到一个隔离变压器（142) 上。10. 根据前述权利要求中任一项所述的装置，其特征在于，具有所述电容器装置（16) 和感应线圈（3)的所述串联振荡回路（20)具有在50kHz至350kHz范围内，优选在75kHz 至175kHz范围内，的谐振频率。11. 根据前述权利要求中任一项所述的装置，其特征在于，包括超电压保护装置（27)， 该超电压保护装置使得在所述端口（18、19)上出现的超电压短路。12. 用于加热熔体（10)的方法，其中， -在坩埚（2)中产生或填充熔体（10)，并且其中， -通过一个装置（6)产生高频电磁场，其中，用于生成高频电磁场的所述装置（6) -包括一个用于生成高频电流的装置（5)，并且 -借助连接在所述用于生成高频电流的装置（5)上并且被高频电流流经的感应线圈 (3)产生高频场，所述高频场穿过所述坩埚（2)，从而在存在于所述坩埚（2)中的导电的熔 体（10)内产生感应电流，所述感应电流通过所述熔体（10)的欧姆电阻转变成热量，并且由 此加热所述熔体，其中，所述用于生成高频电流的装置（5)包括： -用于将电网交流电压转换成直流电压的整流器装置（12)、以及 -高频变换器（14)，以及 -电容器装置（16)，以及 -用于连接所述感应线圈（3)的两个端口（18、19)，其中， -所述高频变换器（14)具有包含能够控制的半导体开关元件的开关装置（140)，并且 通过开关所述半导体开关元件而生成交流电流，并且其中， -所述电容器装置（16)与其中一个所述端口（18、19)连接，从而 -通过连接所述感应线圈（3)形成了具有所述感应线圈（3)和所述电容器装置（16)的 串联振荡回路（20)，其中， -产生具有一定频率的高频电流，从而所述串联振荡回路（20)以谐振的方式振荡。13. 根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，用于生成高频电磁场的装置 (6)的高频功率通过改变所述半导体开关元件的开关脉冲（30)的重复率而控制。14. 根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中， -借助电流测量装置（145)将代表交流电流信号的电流测量值传输到控制装置（144) 上，用于控制半导体开关元件，其中， -所述控制装置（144)记录电流测量值，并且 -确定交流电流信号的过零点，以及 -开关半导体开关元件，从而使得接通时间点和断开时间点处于过零点的区域内，从 而开关时间点相对于交流电流信号的相位在量值上偏移最多20°，优选在量值上偏移最多 10° ;和/或 使得多个开关装置（140)并行地工作，其中，给所述开关装置（140)配备有单独的电流 测量装置（145)，并且所述控制装置（144)根据各个电流测量装置（145)的电流测量信号为 相应配备的开关装置（140)确定各自的开关时间点，并且通过在所确定的开关时间点上开 关来控制半导体开关元件。
【专利摘要】本发明目的在于提出一种在效率和无功功率方面改进的、用于借助高频电磁场加热熔体的装置。为此设置用于加热熔体(10)的装置(1)，其包括用于容纳熔体(10)的坩埚(2)及用于生成高频电磁场的装置(6)。该装置(6)具有用于生成高频电流的装置(5)和连接在该装置(5)上的感应线圈(3)，该装置(6)设置成由被高频电流流经的感应线圈(3)生成的高频场穿过坩埚(2)。该装置(5)包括整流器装置(12)、高频变换器(14)、电容器装置(16)以及用于连接感应线圈(3)的两个端口(18、19)。通过开关装置(140)的半导体开关元件能够生成交流电流。通过感应线圈(3)和电容器装置(16)形成串联振荡回路(20)。
【IPC分类】H05B6/24, C03B5/235, C03B5/02
【公开号】CN105392224
【申请号】CN201510535542
【发明人】G·瑞科, W·阿科特
【申请人】肖特股份有限公司
【公开日】2016年3月9日
【申请日】2015年8月27日
【公告号】DE102014112456A1