一种用于管道加热的igbt电磁感应加热设备的制造方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种用于管道加热的IGBT电磁感应加热设备。
【背景技术】
[0002]电磁加热设备主要应用于石油盘管加热、橡胶塑料机械、造纸、食品、化工、医药等众多行业中的管道需要加热的领域。在上述各管道加热领域中尤其以石油盘管加热要求最严，因为石油盘管一般都工作在野外。盘管在哪里，电磁加热设备就要在哪里使用，因此电磁加热设备必须具备防尘、防雨、防雪、防冷冻、防爆等功能，适应恶劣的工作环境。
[0003]在石油生产过程中，当油温低于20°C时，为防止原油中的腊析出、凝结、堵塞管道，需对管道加热并保持在一定的温度范围内。设备对其它各种领域中的管道加热时同样也需要保持在一定的温度范围内，才能保证管道中所通过物体的流动性。
[0004]目前，上述各领域中传统的加热方法是用电阻丝或者蒸气对管道加热，电阻丝加热(或锅炉产生蒸汽，并输送蒸汽)，通过热辐射对盘管加热，盘管将热量传导给管道中的物体。上述传统的加热方法存在耗能、热效率低、温度不易控制、使用寿命短、预热时间长、加热不均匀等弊端。
【实用新型内容】
[0005]本实用新型要解决的技术问题在于提供一种用于管道加热的IGBT电磁感应加热设备，以解决现有技术存在的问题。
[0006]为解决上述技术问题，本实用新型采用以下技术方案:
[0007]一种用于管道加热的IGBT电磁感应加热设备，包括设置有散热风道和自动保温系统的主机机箱，以及设置在主机机箱内的感应加热主电路、控制所述感应加热主电路对管道进行加热的MCU主控板；所述感应加热主电路包括对工频电源进行整流的全桥整流电路，以及将全桥整流电路输出的直流逆变为高频电流、对管道进行电磁感应加热的Η桥；所述MCU主控板包括MCU控制电路、控制Η桥中IGBT通断的快速驱动电路、与MCU控制电路和快速驱动电路连接的负载电流电压检测保护电路;MCU控制电路包括MCU，MCU连接对感应加热主电路输出电流频率进行跟踪和控制的频率跟踪电路、对感应加热主电路输出功率进行控制的功率控制电路、对管道表面及内部流体温度进行控制的温度控制电路、保护电路、报警电路和显示屏。
[0008]所述Η桥主要由四个IGBT模块、谐振电容、匹配变压器和感应圈构成，所述感应圈采用高温线，缠绕在包裹了陶瓷纤维棉或毡的管道盘管上。
[0009]散热风道包括进风口和散热孔；进风口设置在机箱顶部和底部，散热孔设置在机箱两侧；进风口和散热孔均安装有滤网。
[0010]散热孔采用鱼鳞孔。
[0011]机箱顶部安装有防雨檐。
[0012]机箱底部还设置有进线孔和支腿，支腿底部设置有地脚螺栓安装孔。
[0013]所述工频电源经过空气开关输入到全桥整流电路。
[0014]在全桥整流电路和Η桥之间设置有交流接触器。
[0015]所述全桥整流电路由六个大功率二极管组成，所述第一二极管的阳极连接第二二极管的阴极，第三二极管的阳极连接第四二极管的阴极，第五二极管的阳极连接第六二极管的阴极，第一二极管、第三二极管、第五二极管的阴极均相连，第二二极管、第四二极管、第六二极管的阳极均相连，滤波电容并联在所述全桥整流电路的两端。
[0016]本实用新型的有益效果:1、可以安装在有雨雪或沙尘的野外进行管道的电磁感应加热，可长时间连续工作，多方面保证盘管安全生产、阻燃、防爆等要求；2、温度控制电路具有两个采样点，一个测管道表面温度，一个测管道内流体温度，保证温度控制的精确性；3、该设备底部装有自动保温系统，当环境温度较低时，该系统可自动启动补热部件工作，使机箱内元器件达到最佳工作温度，有效的保证高寒地区设备正常工作；4、采用以绝缘栅双极型晶体管(IGBT)为逆变主器件新型感应加热设备模式，设备体积小，重量轻，效率高；5、MCU主控板全部采用数字化电路，控制精度高，保护电路工作可靠反应灵敏；6、所有功率器件全部采用风冷结构，并且做到冷却效果好，排除了水冷结构带来的麻烦和设备庞大的问题；7、采用报警电路，能够更加详细和直观化的查找故障和操作设备。
【附图说明】
[0017]图1为本实用新型的感应加热主电路原理图。
[0018]图2为本实用新型的MCU主控板控制原理图。
【具体实施方式】
[0019]下面结合附图和【具体实施方式】对本实用新型作进一步详细说明。
[0020]本实用新型提供一种用于管道加热的IGBT电磁感应加热设备，包括设置有散热风道和自动保温系统的主机机箱，以及设置在主机机箱内的感应加热主电路、控制所述感应加热主电路对管道进行加热的MCU主控板。各组成部分具体描述如下:
[0021]机箱设计为三层，内层安装电源主板和核心电路(全封闭)，中层安装各种旋钮和显示屏(全封闭)，外层留有进出口和加装细网，正面留有透明视窗，每层间气路采用弯道设计。机箱顶部安装有防雨檐，前后门皆为双层，并且有密封条。内层前门上方为操作区域，外层前门对应操作区域有观察窗，设备调试完成并运行后，可通过观察窗查看设备工作状态。本实用新型是风冷设备，散热风道包括进风口和散热孔，进风口设置在机箱顶部、底部，散热孔设置在机箱两侧，散热孔采用鱼鳞孔，既可散热又可防水，并且所有的进风口和散热孔均有滤网，达到防尘的效果。机箱底部还设置有进线孔和支腿，支腿底部设置有地脚螺栓安装孔。
[0022]自动保温系统，在环境温度较低时，可自动启动补热部件工作，使机箱内元器件达到最佳工作温度，有效地保证高寒地区设备正常工作。
[0023]感应加热主电路是电源的执行部件，作用是电能转换，将系统输入电能转换成高频交流电能，最终作用在管道上进行加热。如图1所示，感应加热主电路包括对工频电源进行整流的全桥整流电路，以及将全桥整流电路输出的直流逆变为高频电流、对管道进行电磁感应加热的Η桥；其中:
[0024]工频电源使用三相380V系统供电，经过空气开关输入到全桥整流电路。
[0025]空气开关用于控制向电源系统供电。
[0026]全桥整流电路由六个大功率二极管组成，第一二极管D1的阳极连接第二二极管D2的阴极，第三二极管D3的阳极连接第四二极管D4的阴极，第五二极管的阳极D5连接第六二极管D6的阴极，第一二极管D1、第三二极管D3、第五二极管D5的阴极均相连，第二二极管D2、第四二极管D4、第六二极管D6的阳极均相连，滤波电容并联在所述整流电路的两端。
[0027]Η桥，连接在全桥整流电路的两端，负责将直流电逆变成高频电流，对管道进行电磁感应加热。Η桥主要由四个IGBT模块G1~G4、谐振电容C1、匹配变压器T1构成。四个IGBT模块(G1和G4、G2和G3)在受控的两组互补的pwm脉冲控