一種相控式工頻感應(yīng)加熱裝置制造方法
【專利摘要】本實(shí)用新型涉及一種相控式工頻感應(yīng)加熱裝置，包括電源、補(bǔ)償電路，感應(yīng)器；所述電源的輸出端通過(guò)開(kāi)關(guān)連接至補(bǔ)償電路的輸入端，所述補(bǔ)償電路通過(guò)串聯(lián)補(bǔ)償?shù)姆绞竭B接感應(yīng)器。該裝置通過(guò)串聯(lián)補(bǔ)償，能夠?qū)崿F(xiàn)連續(xù)平滑調(diào)功，解決工頻感應(yīng)加熱裝置的加熱過(guò)程中實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化的關(guān)鍵問(wèn)題，使工頻感應(yīng)加熱裝置與當(dāng)今最前沿的模糊控制論實(shí)現(xiàn)無(wú)縫鏈接，從根本上解決裝置在加熱工藝上的失調(diào)現(xiàn)象。
【專利說(shuō)明】一種相控式工頻感應(yīng)加熱裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型屬于工業(yè)電加熱【技術(shù)領(lǐng)域】，涉及一種感應(yīng)加熱裝置，尤其是一種相控式工頻感應(yīng)加熱裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]工頻感應(yīng)加熱裝置在工業(yè)電加熱中有著廣泛的應(yīng)用，工頻感應(yīng)加熱裝置的加熱方式是其加熱工藝的關(guān)鍵。由于工頻感應(yīng)加熱是針對(duì)固態(tài)工件的加熱，工件的徑向溫差與工件內(nèi)熱傳導(dǎo)密切相關(guān)。通常工件在感應(yīng)器內(nèi)進(jìn)行感應(yīng)加熱時(shí)，其感生渦電流的電流密度從工件表面到心部呈指數(shù)型下降，工件的表面和心部在出爐時(shí)必然有一定的溫差，通常稱之為徑向溫差。一般說(shuō)來(lái)，被加熱的徑向溫差不能過(guò)高，否則將出現(xiàn)工件外表面溫度很高，心部溫度較低的現(xiàn)象，這對(duì)下需設(shè)備和工藝將產(chǎn)生負(fù)面的影響。如何克服這種缺陷？這就要求感應(yīng)加熱裝置能夠連續(xù)平滑的調(diào)功，適當(dāng)?shù)恼{(diào)節(jié)被加熱工件的表面功率，增加工件內(nèi)熱傳導(dǎo)時(shí)間，使徑向溫差達(dá)到工藝范圍。目前工頻感應(yīng)加熱裝置的調(diào)功方式，主要采用感應(yīng)調(diào)壓器調(diào)壓方式(如圖1)和自耦調(diào)壓器調(diào)壓方式(如圖2)，以實(shí)現(xiàn)電爐的調(diào)壓調(diào)功。感應(yīng)調(diào)壓裝置由于感應(yīng)調(diào)壓器體積龐大，負(fù)載適應(yīng)差，且造價(jià)高昂，目前已很少用到。自耦調(diào)壓裝置，由于其"t級(jí)一階躍’方式的調(diào)功特點(diǎn)，使得裝置普遍不能適應(yīng)這一工藝要求，工件的加熱溫度有較大超調(diào)和欠調(diào)現(xiàn)象，造成工作效率低下，浪費(fèi)能源和時(shí)間，產(chǎn)品成本便高。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0003]本實(shí)用新型的目的在于克服上述現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)，提供一種相控式工頻感應(yīng)加熱裝置，該裝置通過(guò)串聯(lián)補(bǔ)償，能夠?qū)崿F(xiàn)連續(xù)平滑調(diào)功，解決工頻感應(yīng)加熱裝置的加熱過(guò)程中實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化的關(guān)鍵問(wèn)題，使工頻感應(yīng)加熱裝置與當(dāng)今最前沿的模糊控制論實(shí)現(xiàn)無(wú)縫鏈接，從根本上解決裝置在加熱工藝上的失調(diào)現(xiàn)象。
[0004]本實(shí)用新型的目的是通過(guò)以下技術(shù)方案來(lái)解決的:
[0005]這種相控式工頻感應(yīng)加熱裝置，包括電源、補(bǔ)償電路，感應(yīng)器；所述電源的輸出端通過(guò)開(kāi)關(guān)連接至補(bǔ)償電路的輸入端，所述補(bǔ)償電路通過(guò)串聯(lián)補(bǔ)償?shù)姆绞竭B接感應(yīng)器。
[0006]上述補(bǔ)償電路包括并列的三路，每一路包括由兩個(gè)單向可控硅連接的并聯(lián)電路，該并聯(lián)電路的輸出端連接有補(bǔ)償電容，補(bǔ)償電容的一端為輸出端；三路中的并聯(lián)電路的輸入端為補(bǔ)償電路的三項(xiàng)輸入端，三路中補(bǔ)償電容的輸出端為補(bǔ)償電路的三項(xiàng)輸出端。
[0007]上述兩個(gè)單向可控硅連接的并聯(lián)電路上還并聯(lián)有阻容吸收電路，所述阻容吸收電路由電容和電阻串聯(lián)組成。
[0008]上述感應(yīng)器由三個(gè)纏繞于物料管上的感應(yīng)線圈組成，三個(gè)感應(yīng)線圈分別連接至補(bǔ)償電路的三項(xiàng)輸出端上，且三個(gè)感應(yīng)線圈通過(guò)星形或角形連接的方式連接至補(bǔ)償電路輸出端上。
[0009]進(jìn)一步，在電源和補(bǔ)償電路之間的線路上設(shè)置有電流互感器。所述電源為三項(xiàng)電源，在電源和補(bǔ)償電路之間的線路上還設(shè)置有快速熔斷器。[0010]本實(shí)用新型裝置與現(xiàn)有裝置相比，具有以下優(yōu)點(diǎn):
[0011]a.生產(chǎn)效率高，節(jié)省能源，工藝適應(yīng)性好，產(chǎn)品合格率大幅提高，降低了生產(chǎn)成本。其產(chǎn)品技術(shù)性能及參數(shù)大大優(yōu)于現(xiàn)有裝置產(chǎn)品的技術(shù)性能參數(shù)。
[0012]b.裝置本身具有占地面積小，設(shè)備投資少，功耗小等優(yōu)點(diǎn)。
[0013]c.由于裝置實(shí)現(xiàn)了連續(xù)平滑調(diào)功，解決了工頻感應(yīng)加熱裝置的加熱過(guò)程中實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化的關(guān)鍵問(wèn)題，使工頻感應(yīng)加熱裝置與當(dāng)今最前沿的模糊控制論實(shí)現(xiàn)無(wú)縫鏈接，從根本上解決了裝置在加熱工藝上的失調(diào)現(xiàn)象，不僅僅工藝適應(yīng)性好，而且節(jié)省能源。
[0014]d.由于采用了串聯(lián)補(bǔ)償方式，間接補(bǔ)償了線路感抗，減小了線路的感性壓降，提高輸電效率，改善了電壓質(zhì)量，尤其是在大容量裝置中更凸顯其優(yōu)越性。
[0015]e.由于采用三相感應(yīng)加熱技術(shù)，滿足受熱工件在不同節(jié)點(diǎn)時(shí)對(duì)功率的不同要求，不僅對(duì)節(jié)能有重要意義，而且間接調(diào)高了裝置的使用壽命。
[0016]f.本新型實(shí)用對(duì)下需設(shè)備也有十分重要的意義，例如:延長(zhǎng)工業(yè)軋制，擠壓設(shè)備的使用壽命，提聞一次廣品合格率等。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0017]圖1為現(xiàn)有技術(shù)中典型感應(yīng)調(diào)壓感應(yīng)加熱裝置主電路原理圖；
[0018]圖2為現(xiàn)有技術(shù)中典型自耦調(diào)壓感應(yīng)加熱裝置主電路原理圖；
[0019]圖3為三相感應(yīng)加熱爐示意圖；
[0020]圖4為本實(shí)用新型感應(yīng)加熱裝置星形連接主電路原理圖；
[0021]圖5為本實(shí)用新型感應(yīng)加熱裝置角形連接主電路原理圖。
【具體實(shí)施方式】
[0022]下面結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型做進(jìn)一步詳細(xì)描述:
[0023]參見(jiàn)圖4和圖5，本實(shí)用新型的相控式工頻感應(yīng)加熱裝置，包括電源1、補(bǔ)償電路2，感應(yīng)器3 ;電源I的輸出端通過(guò)開(kāi)關(guān)連接至補(bǔ)償電路2的輸入端，補(bǔ)償電路2通過(guò)串聯(lián)補(bǔ)償?shù)姆绞竭B接感應(yīng)器3。所述補(bǔ)償電路包括并列的三路，每一路包括由兩個(gè)單向可控硅連接的并聯(lián)電路，該并聯(lián)電路的輸出端連接有補(bǔ)償電容，補(bǔ)償電容的一端為輸出端；三路中的并聯(lián)電路的輸入端為補(bǔ)償電路的三項(xiàng)輸入端，三路中補(bǔ)償電容的輸出端為補(bǔ)償電路的三項(xiàng)輸出端。所述兩個(gè)單向可控硅連接的并聯(lián)電路上還并聯(lián)有阻容吸收電路，所述阻容吸收電路由電容和電阻串聯(lián)組成。在電源I和補(bǔ)償電路2之間的線路上設(shè)置有電流互感器。所述電源I為三項(xiàng)電源，在電源I和補(bǔ)償電路2之間的線路上還設(shè)置有快速熔斷器。
[0024]如圖3所示:感應(yīng)器3由三個(gè)纏繞于物料管上的感應(yīng)線圈組成,三個(gè)感應(yīng)線圈分別連接至補(bǔ)償電路2的三項(xiàng)輸出端上，且三個(gè)感應(yīng)線圈通過(guò)星形(如圖4)或角形(如圖5)連接的方式連接至補(bǔ)償電路2輸出端上。
[0025]以下結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型各個(gè)部分進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明:
[0026]電源
[0027]相控式電源工作過(guò)程:任一相在導(dǎo)通時(shí)必須和另一相構(gòu)成回路，電流流通路徑中有兩個(gè)開(kāi)關(guān)器件，所以開(kāi)通時(shí)刻依次相差120°，同一相的兩個(gè)反并聯(lián)開(kāi)關(guān)器件開(kāi)通時(shí)刻相差180°。對(duì)于電力電子器件開(kāi)通時(shí)刻除受控于特定邏輯、演算、時(shí)序的觸發(fā)信號(hào)外，還取決于三相主電路中的6只電力電子器件所承受的電位。只有正向電力電子器件承受最高電位和反向電力電子器件承受最低電位的二只電力電子器件構(gòu)成電流通路，使實(shí)用新型裝置工作。
[0028]補(bǔ)償電路:目前的補(bǔ)償電路無(wú)非二種方式，一種為并聯(lián)補(bǔ)償，一種為串聯(lián)補(bǔ)償。這二種方式都可以補(bǔ)償工頻感應(yīng)加熱裝置感應(yīng)器的自然功率因數(shù)。對(duì)于實(shí)用新型裝置中的電力電子開(kāi)關(guān)器件來(lái)說(shuō)，并聯(lián)補(bǔ)償在起始時(shí)刻電容器相當(dāng)于短路，開(kāi)關(guān)器件承受無(wú)限大的電流上升率，這顯然是不行的。因此串聯(lián)補(bǔ)償，滿足補(bǔ)償工頻感應(yīng)加熱裝置感應(yīng)器的自然功率因數(shù)，保障可控電力電子開(kāi)關(guān)器件的可靠應(yīng)用要求外，抑制暫態(tài)過(guò)程中的潮流，保障系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行十分重要。
[0029]感應(yīng)器:加熱電源向感應(yīng)線圈通入交變電流而產(chǎn)生同頻率的交變磁通，該磁通在置于感應(yīng)圈內(nèi)的工件中產(chǎn)生交變的感應(yīng)電勢(shì)及感生電流(通常稱為渦流)，此電流在流動(dòng)時(shí)，為克服使工件本身的電阻而產(chǎn)生焦耳熱，即產(chǎn)生發(fā)熱功率。本實(shí)用新型裝置可以綜合采用電磁場(chǎng)、熱場(chǎng)數(shù)字化計(jì)算技術(shù)，三相感應(yīng)加熱技術(shù)的應(yīng)用能夠解決工件在各個(gè)加熱階段的阻抗變化和工件單位表面功率分布的矛盾，使電氣系統(tǒng)始終保持運(yùn)行的最佳狀態(tài)。
[0030]圖4和圖5中的ZK為分離開(kāi)關(guān)；1 - 2TA1-3為電流信號(hào)取樣；FU1_3為快速熔斷器；T1-T6為電力電子開(kāi)關(guān)器件，受控于特定邏輯、演算、時(shí)序的觸發(fā)信號(hào)；RC為阻容吸收，吸收暫態(tài)過(guò)程中的電壓尖峰；Ca-cN為補(bǔ)償電容；Ll-3為三相感應(yīng)器，有星形和角型接法二種方式。
【權(quán)利要求】
1.一種相控式工頻感應(yīng)加熱裝置，其特征在于，包括電源(I)、補(bǔ)償電路(2)，感應(yīng)器(3);所述電源(I)的輸出端通過(guò)開(kāi)關(guān)連接至補(bǔ)償電路(2)的輸入端，所述補(bǔ)償電路(2)通過(guò)串聯(lián)補(bǔ)償?shù)姆绞竭B接感應(yīng)器(3 )。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的相控式工頻感應(yīng)加熱裝置，其特征在于，所述補(bǔ)償電路包括并列的三路，每一路包括由兩個(gè)單向可控硅連接的并聯(lián)電路，該并聯(lián)電路的輸出端連接有補(bǔ)償電容，補(bǔ)償電容的一端為輸出端；三路中的并聯(lián)電路的輸入端為補(bǔ)償電路的三項(xiàng)輸入端，三路中補(bǔ)償電容的輸出端為補(bǔ)償電路的三項(xiàng)輸出端。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的相控式工頻感應(yīng)加熱裝置，其特征在于，所述兩個(gè)單向可控硅連接的并聯(lián)電路上還并聯(lián)有阻容吸收電路，所述阻容吸收電路由電容和電阻串聯(lián)組成。
4.根據(jù)權(quán)利要求1、2或3所述的相控式工頻感應(yīng)加熱裝置，其特征在于，所述感應(yīng)器(3)由三個(gè)纏繞于物料管上的感應(yīng)線圈組成，三個(gè)感應(yīng)線圈分別連接至補(bǔ)償電路(2)的三項(xiàng)輸出端上，且三個(gè)感應(yīng)線圈通過(guò)星形或角形連接的方式連接至補(bǔ)償電路(2)輸出端上。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的相控式工頻感應(yīng)加熱裝置，其特征在于，在電源(I)和補(bǔ)償電路(2 )之間的線路上設(shè)置有電流互感器。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的相控式工頻感應(yīng)加熱裝置，其特征在于，所述電源(I)為三項(xiàng)電源，在電源(I)和補(bǔ)償電路(2 )之間的線路上還設(shè)置有熔斷器。
【文檔編號(hào)】H05B6/08GK203416442SQ201320162449
【公開(kāi)日】2014年1月29日 申請(qǐng)日期:2013年4月2日 優(yōu)先權(quán)日:2013年4月2日
【發(fā)明者】周挺, 鄧建剛 申請(qǐng)人:西安誠(chéng)瑞科技發(fā)展有限公司