專利名稱：高效感應(yīng)加熱淬火機(jī)床的控制電路的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及ー種感應(yīng)加熱淬火機(jī),具體是ー種高效感應(yīng)加熱淬火機(jī)床的控制電路。
背景技術(shù)：
目前，我國(guó)設(shè)計(jì)和制造的高頻感應(yīng)加熱設(shè)備，大都采用電子管高頻感應(yīng)加熱設(shè)備， 這種設(shè)備不僅存在能量損耗大工作效率低(< 45% )，工作電壓高(上萬(wàn)伏)，負(fù)載穩(wěn)定性差，占地面積大，而且存在使用前需要預(yù)熱，電子管使用壽命短，設(shè)備維護(hù)費(fèi)用高等缺陷。從20世紀(jì)80年代起，隨著大功率半導(dǎo)體器件的發(fā)展和微電子技術(shù)、控制技術(shù)的提高，發(fā)達(dá)國(guó)家在研制全固態(tài)高頻電源方面取得了很大進(jìn)展。目前作為高頻電源功率開關(guān)器件主要有功率MOSFET和SIT，由于SIT存在高通態(tài)損耗(SIT工作于非飽和區(qū))，而且制造 エ藝復(fù)雜、成本高、價(jià)格昂貴、工作頻率限制在200kHz以下等缺陷，因此歐美國(guó)家采用的高頻器件以MOSFET為主。國(guó)內(nèi)從“八.五”計(jì)劃開始研制全固態(tài)電源，現(xiàn)以取得較大進(jìn)展，但在設(shè)備的大容量化和高頻化上與國(guó)外發(fā)達(dá)國(guó)家水平相比仍存在較大差距。國(guó)內(nèi)ー些研究機(jī)構(gòu)及制造廠家，在研究和制造全固態(tài)高頻感應(yīng)加熱設(shè)備上，仍然是在原有的電子管高頻感應(yīng)加熱設(shè)備技術(shù)基礎(chǔ)上，沿用傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)思維方式，使其在高頻化、大容量化、高效率和設(shè)備可靠性等技術(shù)方面受到很多局限，存在相當(dāng)多的困難。

實(shí)用新型內(nèi)容為了克服上述之不足，本實(shí)用新型目的在于提供ー種工作效率高，可靠性強(qiáng)，使用壽命長(zhǎng)，維護(hù)成本低，頻率范圍寬的高效感應(yīng)加熱淬火機(jī)床的控制電路。為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型采用以下的技術(shù)方案高效感應(yīng)加熱淬火機(jī)床的控制電路，包括有感應(yīng)加熱器和控制電路，所述控制電路是由三相交流橋式整流電路模塊、功率合成電路模塊和LC振蕩電路模塊構(gòu)成，功率合成電路模塊將功率合成后，輸出給LC振蕩電路模塊；LC振蕩電路模塊中，高頻淬火變壓器的初級(jí)線圈L與振蕩電容C連接成并聯(lián)諧振電路，高頻淬火變壓器的次級(jí)與感應(yīng)加熱器相連。所述所述的初級(jí)線圈L中設(shè)有多組抽頭,其中一個(gè)抽頭與功率合成電路輸出的一端相連。所述功率合成電路模塊主要有頻率控制電路、緩沖級(jí)、前置驅(qū)動(dòng)級(jí)、驅(qū)動(dòng)級(jí)和功率放大級(jí)構(gòu)成，其中，前置驅(qū)動(dòng)級(jí)、驅(qū)動(dòng)級(jí)和功率放大級(jí)分別是由多個(gè)功率模塊單元組成，每個(gè)功率模塊單元是由MOSFET場(chǎng)效應(yīng)管組成的橋式開關(guān)電路，其電源由三相交流橋式整流電路模塊提供，激勵(lì)信號(hào)經(jīng)反相器輸出給每個(gè)MOSFET開關(guān)，橋式開關(guān)電路的輸出端與功率合成電路模塊相連。本實(shí)用新型的有益效果1、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)捷，本實(shí)用新型中采用具有獨(dú)特設(shè)計(jì)的功率模塊單元，使構(gòu)成整機(jī)的部件種類大大減少，備件簡(jiǎn)單，為維護(hù)工作帶來(lái)極大方便；2、可靠性高，具有獨(dú)特的線路設(shè)計(jì)，采用的功率模塊單元構(gòu)成了功率合成電路，每一功率模塊單元都是ー個(gè)獨(dú)立工作體，即使若干功率模塊單元損壞也不會(huì)造成設(shè)備工作中斷，使設(shè)備的可靠運(yùn)行獲得了實(shí)質(zhì)性的提高；3、整機(jī)效率高，功率模塊單元是由晶體管及其他輔助半導(dǎo)體器件構(gòu)成，結(jié)構(gòu)緊湊，自身?yè)p耗小，整機(jī)效率可達(dá)85%以上；4、輸出功率調(diào)整方便，反應(yīng)速度快，控制準(zhǔn)確，加熱條件可任意選擇。
以下結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)ー步的詳細(xì)說(shuō)明。圖I為本實(shí)用新型的電原理框圖；圖2為本實(shí)用新型的功率模塊單元的電路框圖；圖3為圖I所示的電原理圖。圖中1、頻率控制電路模塊；2、緩沖級(jí)；3、前置驅(qū)動(dòng)級(jí)；4、驅(qū)動(dòng)級(jí)；5、功率放大級(jí)；
6、LC振蕩電路模塊；7、感應(yīng)加熱器；8、三相橋式整流電路模塊；9、控制電路模塊；10、功率合成電路模塊。
具體實(shí)施方式
如


圖1、3所示，高效感應(yīng)加熱淬火機(jī)床的控制電路，包括380V交流電源，三相橋式整流電路模塊8，控制電路模塊9，功率合成電路模塊10，LC振蕩電路模塊6和感應(yīng)加熱器
7。380V交流電源經(jīng)三相橋式整流電路模塊8后，由分配網(wǎng)絡(luò)分別向前置驅(qū)動(dòng)級(jí)3、驅(qū)動(dòng)級(jí) 4、功率放大級(jí)5供電，同時(shí)為控制電路模塊9和功率合成電路模塊10中的頻率控制電路模塊I提供電源，頻率控制電路I將設(shè)備工作所需要的頻率信號(hào)的輸出與緩沖級(jí)2的輸入連接，緩沖級(jí)2將頻率信號(hào)功率調(diào)整后的輸出與前置驅(qū)動(dòng)級(jí)3中各功率模塊單元的輸入連接， 前置驅(qū)動(dòng)級(jí)3由多個(gè)功率模塊單元組成，前置驅(qū)動(dòng)級(jí)3中各功率模塊單元的輸出經(jīng)功率合成再進(jìn)行功率分配，由前置驅(qū)動(dòng)級(jí)3功率分配器的輸出與驅(qū)動(dòng)級(jí)4中各功率模塊單元的輸入連接。驅(qū)動(dòng)級(jí)4也是由多個(gè)功率模塊單元組成，驅(qū)動(dòng)級(jí)4中各功率模塊單元的輸出經(jīng)功率合成再進(jìn)行功率分配，由驅(qū)動(dòng)級(jí)4的功率分配器的輸出與功率放大級(jí)5中各功率模塊單元的輸入連接，功率放大級(jí)5是由一定數(shù)量的大臺(tái)階功率模塊單元組成，每一功率模塊單元都是ー個(gè)獨(dú)立工作體，根據(jù)不同功率等級(jí)設(shè)備要求，配置相應(yīng)數(shù)量的功率模塊單元。功率放大級(jí)5中各個(gè)功率模塊單元的輸出經(jīng)功率合成電路合成后，由功率放大級(jí)5功率合成器的輸出與LC振蕩電路模塊6的輸入連接。在LC振蕩電路模塊6中，高頻淬火變壓器的初級(jí)線圈L與振蕩電容C連接成并聯(lián)諧振電路，在初級(jí)線圈中設(shè)有多組抽頭，選定其中ー個(gè)抽頭與功率合成電路模塊10輸出的一端相連，高頻淬火變壓器的次級(jí)與感應(yīng)加熱器7相連。 由高頻淬火變壓器和感應(yīng)加熱器7輸出高頻能量，完成加熱過(guò)程。如圖2所示，功率模塊單元是由MOSFET場(chǎng)效應(yīng)管組成橋式開關(guān)電路，電源由整流電路經(jīng)分配網(wǎng)絡(luò)提供，激勵(lì)信號(hào)經(jīng)反相器輸出給每個(gè)MOSFET開關(guān)，橋式開關(guān)電路的輸出與功率合成電路相連。在激勵(lì)信號(hào)的作用下開關(guān)電路每臂MOSFET開關(guān)交替導(dǎo)通和關(guān)斷，將輸入的激勵(lì)信號(hào)轉(zhuǎn)換為所需要的輸出功率。保護(hù)開路檢測(cè)器是當(dāng)某個(gè)功率模塊單元出現(xiàn)故障吋，自動(dòng)將這個(gè)損壞的功率模塊單元甩開，而不會(huì)對(duì)整個(gè)設(shè)備的輸出頻率和工作參數(shù)產(chǎn)生任何影響和造成設(shè)備停機(jī)。當(dāng)要提高設(shè)備的功率等級(jí)時(shí)，就是通過(guò)増加功率模塊單元的數(shù)量來(lái)實(shí)現(xiàn)的。
權(quán)利要求1.一種高效感應(yīng)加熱淬火機(jī)床的控制電路，包括有感應(yīng)加熱器和控制電路，其特征在于所述控制電路是由三相交流橋式整流電路模塊、功率合成電路模塊和LC振蕩電路模塊構(gòu)成，功率合成電路模塊將功率合成后，輸出給LC振蕩電路模塊；LC振蕩電路模塊中，高頻淬火變壓器的初級(jí)線圈L與振蕩電容C連接成并聯(lián)諧振電路，高頻淬火變壓器的次級(jí)與感應(yīng)加熱器相連，所述所述的初級(jí)線圈L中設(shè)有多組抽頭，其中一個(gè)抽頭與功率合成電路輸出的一端相連，所述功率合成電路模塊主要有頻率控制電路、緩沖級(jí)、前置驅(qū)動(dòng)級(jí)、驅(qū)動(dòng)級(jí)和功率放大級(jí)構(gòu)成，其中，前置驅(qū)動(dòng)級(jí)、驅(qū)動(dòng)級(jí)和功率放大級(jí)分別是由多個(gè)功率模塊單元組成，每個(gè)功率模塊單元是由MOSFET場(chǎng)效應(yīng)管組成的橋式開關(guān)電路，其電源由三相交流橋式整流電路模塊提供，激勵(lì)信號(hào)經(jīng)反相器輸出給每個(gè)MOSFET開關(guān)，橋式開關(guān)電路的輸出端與功率合成電路模塊相連。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種高效感應(yīng)加熱淬火機(jī)床的控制電路，包括有感應(yīng)加熱器和控制電路，其特征在于所述控制電路是由三相交流橋式整流電路模塊、功率合成電路模塊和LC振蕩電路模塊構(gòu)成，功率合成電路模塊將功率合成后，輸出給LC振蕩電路模塊；LC振蕩電路模塊中，高頻淬火變壓器的初級(jí)線圈L與振蕩電容C連接成并聯(lián)諧振電路，高頻淬火變壓器的次級(jí)與感應(yīng)加熱器相連。由于采用上述的結(jié)構(gòu)，整機(jī)的效率高，功率模塊單元是由晶體管及其他輔助半導(dǎo)體器件構(gòu)成，結(jié)構(gòu)緊湊，自身?yè)p耗小，整機(jī)效率可達(dá)85％以上；輸出功率調(diào)整方便，反應(yīng)速度快，控制準(zhǔn)確，加熱條件可任意選擇。本實(shí)用新型還具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，維護(hù)方便、安全可靠的特點(diǎn)。
文檔編號(hào)C21D1/62GK202337804SQ201120388518
公開日2012年7月18日 申請(qǐng)日期2011年10月12日 優(yōu)先權(quán)日2011年10月12日
發(fā)明者孔慶艇 申請(qǐng)人:大豐市東南鑄造有限公司