专利名称：中频电源感应加热装置的制作方法
技术领域：
本实用新型属于变频定频节能中频电源感应加热装置。
背景技术：
在铸造和热处理行业中，中频熔炼、透热、淬火、退火、焊接、烧结、保温等的中频感应加热是应用电磁感应原理，置工件于交变磁场中，由于集肤效应直接在工件自身产生涡流而发热，达到熔炼、透热、淬火等加热的要求。它具有加热快、烧损少、便于控制温度、保证加热质量、改善劳动生产条件、易于组合自动线生产等特性，在冶炼、锻造加热、淬火、退火、焊接、烧结、保温等生产线上得到广泛应用。第一代产品是用一台电机带一台中频发电机成为一个机组，它不能调频调功，耗能大，噪音大，且占地面积大；第二代产品是用可控硅做中频电源，称为静止变频，在高频段(6-9KHz)时，工作不稳定，故障率高，启动是采用自激启动，频率随负载而变化，可控变频范围只能做小范围调整，效率虽比第一代产品高，但工作时负载变化使得工作频率不稳定。
发明内容
针对上述问题，本实用新型的目的是提供一种中频电源感应加热装置，是广泛应用在铸造和热处理中的中频熔炼、透热、淬火、退火、焊接、烧结、保温等成套设备，取代第一代、第二代同类产品。本实用新型是用如下方式实现的一种中频电源感应加热装置，它包括电源柜，其特征在于在电源柜内具有由整流桥、逆变器、电流变换器、LC串联谐振回路、电压变压器、主控制板、驱动器与三相电源、保护环节构成的整体电路；上述整流桥联接逆变器，再依次联接电流变换器、LC串联谐振回路、电压变压器；保护环节依次联接主控制板、驱动器、逆变器；电流变换器与主控制板联接；电压变压器与主控制板联接；上述整流桥联接三相电源。本实用新型高效节能、变频定频、体积小、重量轻、多功能调节、多保护、低噪音、无环境污染、易启动、易检修、易操作，有实质性特点和技术进步。
图1是本实用新型的电路方框图。
图2是本实用新型的整体电路图。
具体实施方式
现结合附图对本实用新型作进一步的详细说明。参照图1、图2，本实用新型的工作原理变频定频节能中频电源是采用新型电力功率器件作为逆变器电路，整流回路采用三相半控整流桥，中频回路是LC串联谐振方式。当交流380V的三相电压通过整流后，变为一直流电压加在逆变桥二端。这时主控制回路通过谐振产生二路相位相差180度的矩形方波，经过驱动器电路放大后施加到IGBT管的控制极，使四只IGBT管分成两组(半桥则是两只IGBT分成两组)，轮流导通向LC串联回路供给一交变电压，从而产生一交变电流来完成加工工件的工作。电压的频率由控制回路的谐振频率所决定，电压的大小由控制直流电压来决定。同时该产品还具有多种保护功能，包括过压过流保护、水压保护、功率元件超高温、短路等保护，使该产品能安全可靠的运行使用。
使用条件 户内安装，并应在下列条件下使用1、海拔高度应不超过1500米。2、周围环境温度不超过+40℃，24小时周期内平均温度不超过+35℃，最低环境温度为+5℃，储存最低温度为-30℃(应除去冷却液)。3、空气相对湿度在最高温度为+40℃时不超过50％，在较低温度时，允许有较高的相对湿度。例如20℃以下时可不超过90％。4、空气中不得含有导电的尘埃、酸、盐、腐蚀性及爆炸性气体。5、装置应垂直安装在无剧烈振动与冲击的场所，其倾斜度不得超过5度。6、冷却水的入口温度为+5℃～+35℃，冷却水质要求应符合水冷半导元件的使用条件，酸碱度PH值在6～9范围内。硬度不大于10度(每度为1升水中含10mg氧化钙)；电阻率大于20KΩ.CM。
主要技术数据 技术数据和说明附表
设备安装 1、设备运到或拆箱后应检视各电器元件有无在运输中受震损坏脱落和受潮现象，如有上述情况应进行修整或干燥，待缺陷消除后，方能使用。2、设备安装在通风良好，不受雨水侵袭的地方，设备应与墙保持一定距离。3、装置外壳均应可靠接地。4、检查各水路连接点有否松动或脱开现象，水管是否弯折与堵塞，若有上述情况应予修复，将全部水管出水正常后方能使用。5、设备安装使用时应将三相电源分别接在本装置的相应端子上，线头应牢固可靠。6、进线铜芯电缆的每相截面 若使用铝芯电缆，应相应增加1.3倍截面积，三相进线长度不能超过30米，否则将增加线路损耗。7、装置使用前，先开进水阀使机内所装水压表指示在0.1～0.15MPa之间。装置所需冷却水应满足二项6条所提要求，当装置用于熔炼时，供水系统应在电网停电时，仍能向熔炼炉提供足够数量的备用水冷却。本装置用水量见表。
电源特性 1、本系统具有在使用过程中随意的频率可调性，可调范围1-5KHz、5-10KHz，这是其他任何中频电源都不具备的。2、控制系统按功能分为若干模块，减少故障，便于维护。3、本系统整流部份采用三相半控桥调压调功，可靠性高、故障极少。4、控制板采用数字化电路使系统具有极高的恒流、恒压、恒功、恒功率因素等调节特性。5、本系统具备有零压、半压和全压启动特性，可随用户需要而任意设定，还可以开机、停机、开机式频繁启动工作，极大地方便用户在具有各种不同需要的负载情况下使用，这是其它中频电源所不具备的。6、本系统采用霍尔电压和电流传感器核测，做到控制精度高，速度快。7、本系统具有极低的运行噪音，在1-5KHz内运行噪音低于65分贝，5-10KHz内运行噪音低于30分贝，12KHz以上几乎没有什么噪音了。8、本系统具有完备的保护功能包括电网电压过高、电网电压过低、水温高、水压低、水流量低、系统过流、功率元件超高温、短路等保护，供用户选择。9、本系统冷却方式全部采用水冷，功率元件冷却器及水管路全部采用紫铜制造，冷却效果好，使用寿命长。10、本系统具有完备的故障显示功能，当系统中出现某一重要故障时，其面板上都有相应的指示灯显示，以方便用户维修，极大地缩短了设备的维修周期。11、本系统所有主要元器件全部为原装进口的世界名厂产品(如IGBT、驱动器等)。12、本系统采用他激电路，所以其频率稳定性极好，完全可以替代中频机组换代使用，其用电量比中频机组节约40％左右。(同等功率输出)。13、本系统操作方便，调整简单。凡使用过中频机组的用户都知道，其调整过程十分复杂，而本系统因为有中频频率、中频电压、电容器组、淬火变压器匝比等四个调整点，使其在调整时变得十分简单。14、本系统结构简单，体积小，其电热电容器安装在变频柜内，并有刀开关任意组合电容器容量，使其调整方便，其淬火中仅有电源变频柜一台，中频淬火变压器一台，其占地面积极小(200KW成套设备占地面积小于2m2)，这样就大大地增加了生产车间有效使用场地。15、因本系统主回路采用串联谐振电路，因此其谐振电流小，远距离送电损失小，电缆的直径可减小，因而降低了生产投资成本，串联谐振电路还特别适应于多工位的透热和淬火。16、因进口大功率IGBT其通断时间为ns级，所以特别运用于中、高频电路，其可靠性大大高于可控硅中频电源。
使用方法(适于100/8000IGPS中频电源) 1、当产品安装完毕，将交流380V的电源及负载联结好并检查无误后，首先接通水源并检查水压继电器的常闭触头是否打开，以此来确定冷却水量是否足够(水压继电器在出厂试验中就已经调好)；2、合上柜后主空气开关、合上柜内控制电源空气开关K2，按柜面上复位开关，此时柜内控制器上只有电源指示灯亮。3、将柜面上的功率调节左旋到底，将柜面上频率调节右旋到底(此时的功率设定为最小，频率设定为最高)；4、按启动按钮、按通电源主接触器、按下工作按钮，此时电源进入工作状态。5、调节功率调节旋钮，使其达到所需功率，(中频电压×中频电流)，调节频率调节旋钮，使其达到所需频率。6、当中频电源回路的功率因数不能满足要求时，可分别合上或拉开安装在电容器柜内的一组刀开关，来调节中频功率因数值。或者也可转动调频电位器，通过调节中频频率的大小来改变功率因数，注意采用第一种方法调节中频功率因数时，必须先断开中频电压后方可进行；7、当一个工件加工完毕后，等待时间可按停止按钮，此时中频电压断开，但主回路及控制回路仍带电；8、当工作完毕后，即可按下装在柜子面板上的停止按钮，再按断电按钮，此时主接触器断开，拉下控制电源开关，最后拉下柜后主空气开关，柜内所有电源断开；9、当系统工作不正常时，装在柜内控制盒上的三只红色发光二极管会发光，分别指示系统过压、过流、IGBT功率元件短路保护。工作者应根据相应的故障显示，找出原因，并立即排除，然后按动复位按钮，系统才能解除封锁，恢复正常工作；10、本设备经过一定时间工作后，应按时检查，消除机内尘垢，更换损蚀零件，紧固已松动的部件，查看冷却水是否畅通，扎紧漏水部位，及时整修好设备，以便使其正常运转。
不同钢制另件的直径或板材厚度选用频率参考范围 本实用新型实施例的设备外形尺寸长1000毫米，宽600毫米，高2000毫米。
权利要求1.一种中頻电源感应加热装置，它包括电源柜，其特征在于在电源柜内具有由整流桥、逆变器、电流变换器、LC串联谐振回路、电压变压器、主控制板、驱动器与三相电源、保护环节构成的整体电路；上述整流桥联接逆变器，再依次联接电流变换器、LC串联谐振回路、电压变压器；保护环节依次联接主控制板、驱动器、逆变器；电流变换器与主控制板联接；电压变压器与主控制板联接；上述整流桥联接三相电源。
专利摘要一种中频电源感应加热装置。本实用新型属于变频定频节能中频电源感应加热装置。目的在于提供一种中频电源感应加热装置，是广泛应用在铸造和热处理中的中频熔炼、透热、淬火、退火、焊接、烧结、保温等成套设备，取代第一代、第二代同类产品。它包括电源柜，其特征在于在电源柜内具有由整流桥、逆变器、电流变换器、LC串联谐振回路、电压变压器、主控制板、驱动器与三相电源、保护环节构成的整体电路。本实用新型高效节能、变频定频、体积小、重量轻、多功能调节、多保护、低噪音、无环境污染、易启动、易检修、易操作，有实质性特点和技术进步。
文档编号H05B6/02GK201063889SQ200720063779
公开日2008年5月21日 申请日期2007年7月10日 优先权日2007年7月10日
发明者冠 黄, 黄小顺, 郭定军 申请人:湘潭科创机电有限公司