專利名稱：模塊化的中頻感應(yīng)電爐電源中的串聯(lián)式逆變器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于感應(yīng)電爐的電源設(shè)備，具體涉及一種模塊化的中頻感應(yīng)電爐電源中的串聯(lián)式逆變器。
背景技術(shù)：
中頻感應(yīng)電爐的原理為電磁感應(yīng)，其熱量在工件內(nèi)自身產(chǎn)生，感應(yīng)加熱爐與煤爐相比，工人不會(huì)再受炎炎烈日下煤爐的烘烤與煙熏，更可達(dá)到環(huán)保部門(mén)的各項(xiàng)指標(biāo)要求，因此將是鍛造業(yè)未來(lái)發(fā)展的趨勢(shì)。目前的中頻感應(yīng)電爐通常由中頻電源裝置(電氣部分)及感應(yīng)器爐體(機(jī)械負(fù)載)組成。無(wú)論是何種形式中頻電源裝置都包括整流控制盤(pán)、濾波器、逆變器控制盤(pán)及諧振電容器組等主要部件。而逆變器控制盤(pán)形式的選用會(huì)直接影響到裝置最重要的指標(biāo)，諸如內(nèi)部結(jié)構(gòu)、功率因素等等。目前國(guó)內(nèi)電爐行業(yè)廠家的一些中頻電源裝置，逆變器控制盤(pán)采用的基本都是并聯(lián)式諧振逆變器，其結(jié)構(gòu)使感應(yīng)電爐的電效率很低，在熔化過(guò)程中無(wú)法保持滿功率狀態(tài)，熔化率很低。而且由于逆變調(diào)功對(duì)電網(wǎng)形成諧波，污染了電網(wǎng)質(zhì)量。由于控制方式的缺陷逆變換流經(jīng)常失敗，無(wú)法保證實(shí)現(xiàn)100%的啟動(dòng)成功率，因而增大了客戶的電氣運(yùn)行損耗。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是為了克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種模塊化的中頻感應(yīng)電爐電源中的串聯(lián)式逆變器，它能夠大大提高設(shè)備的運(yùn)行效率，從而熔化率達(dá)到最高，比常規(guī)的中頻電爐節(jié)電達(dá)10%以上。同時(shí)采用串聯(lián)式逆變器的輸入為恒流源，逆變調(diào)功不會(huì)影響整流換相缺口，對(duì)電網(wǎng)無(wú)任何干擾，清潔電源。實(shí)現(xiàn)上述目的的技術(shù)方案是一種模塊化的中頻感應(yīng)電爐電源中的串聯(lián)式逆變器，包括一逆變電抗器組件、一可控硅組件、一二極管組件及兩個(gè)阻容吸收電路組件，其中 所述逆變電抗器組件、可控硅組件、二極管組件及兩個(gè)阻容吸收電路組件集成在一個(gè)獨(dú)立的構(gòu)架上；所述逆變電抗器組件包括第一、第二扼流線圈及一個(gè)過(guò)電壓保護(hù)線圈，該逆變電抗器組件位于所述構(gòu)架的中央；所述可控硅組件包括第一、第二可控硅，該可控硅組件位于所述構(gòu)架的一側(cè)；所述二極管組件包括第一、第二二極管，該二極管組件位于所述構(gòu)架的另一側(cè)；所述兩個(gè)阻容吸收電路組件分別位于所述構(gòu)架的頂部及底部。上述的模塊化的中頻感應(yīng)電爐電源中的串聯(lián)式逆變器，其中，所述逆變電抗器組件的第一、第二扼流線圈及過(guò)電壓保護(hù)線圈通過(guò)聚氨酯封裝在一個(gè)殼體，該殼體通過(guò)高強(qiáng)度鋁型材的角件固定在所述構(gòu)架上。上述的模塊化的中頻感應(yīng)電爐電源中的串聯(lián)式逆變器，其中，所述可控硅組件還包括一彈簧壓力夾具、兩對(duì)水冷塊、兩個(gè)定位套及一豎向支架，所述豎向支架的下端帶有一鋁塊并固定在所述構(gòu)架上，所述第一、第二可控硅的管芯分別夾裝在一對(duì)水冷塊之間并固定在所述豎向支架的上下部，所述兩個(gè)定位套各自固定在一個(gè)可控硅的管芯外，所述彈簧壓力夾具固定在所述豎向支架的上端。
上述的模塊化的中頻感應(yīng)電爐電源中的串聯(lián)式逆變器，其中，所述一組二極管組件還包括一彈簧壓力夾具、兩對(duì)水冷塊、兩個(gè)定位套及一豎向支架，所述豎向支架的下端帶有一鋁塊并固定在所述構(gòu)架上，所述第一、第二二極管的管芯分別夾裝在一對(duì)水冷塊之間并固定在所述豎向支架的上下部，所述兩個(gè)定位套各自固定在一個(gè)二極管的管芯外，所述彈簧壓力夾具固定在所述豎向支架的上端。上述的模塊化的中頻感應(yīng)電爐電源中的串聯(lián)式逆變器，其中，所述兩個(gè)阻容吸收電路組件分別包括一對(duì)緩沖器水冷電阻、一個(gè)電容器及一個(gè)快恢復(fù)二極管，兩對(duì)緩沖器水冷電阻分別通過(guò)一架板固定在所述架構(gòu)的靠近所述可控硅組件的上下端，兩個(gè)電容器分別安裝在所述架構(gòu)的上下端，兩個(gè)快恢復(fù)二極管分別安裝在所述架構(gòu)的靠近所述可控硅組件的一側(cè)上下部。上述的模塊化的中頻感應(yīng)電爐電源中的串聯(lián)式逆變器，其中，所述逆變電抗器組件中的第一、第二電扼流線圈及一個(gè)過(guò)電壓保護(hù)線圈以Y形連接；所述兩個(gè)阻容吸收電路組件的一對(duì)緩沖水冷電阻及一個(gè)快恢復(fù)二極管串聯(lián)成一個(gè)回路，所述電容器的一端連接在兩個(gè)串聯(lián)的緩沖水冷電阻之間；所述第一可控硅的陽(yáng)極、第一二極管的陰極及第一電容器的另一端并接，所述第二可控硅的陰極、第二二極管的陽(yáng)極及第二電容器的另一端并接；所述第一可控硅的陰極、第一二極管的陽(yáng)極及第一快恢復(fù)二極管的陰極并接在所述第一扼流線圈的另一端，所述第二可控硅的陰極、第二二極管的陽(yáng)極及第二快恢復(fù)二極管的陽(yáng)極并接在所述第二扼流線圈的另一端。本發(fā)明的模塊化的中頻感應(yīng)電爐電源中的串聯(lián)式逆變器的技術(shù)方案，將常規(guī)的逆變器組件集合在一個(gè)模塊組件中，并分成若干個(gè)功能模塊，各功能模塊區(qū)分布置，拓?fù)浜?jiǎn)潔、可靠性高，便于日?？刂凭S護(hù)，使得原來(lái)的逆變器裝配空間更加合理化，設(shè)備內(nèi)部的功能結(jié)構(gòu)更具清晰，同時(shí)該逆變器的電氣聯(lián)接形式優(yōu)化了工作特性，具有很好的抗干擾能力， 有效降低中頻磁場(chǎng)感應(yīng)干擾，降低電熱損耗，有效控制設(shè)備運(yùn)行產(chǎn)生的噪聲。本發(fā)明的用于中頻感應(yīng)電爐電源中模塊化的串聯(lián)式逆變器還能夠大大提高設(shè)備的運(yùn)行效率，從而熔化率達(dá)到最高，比常規(guī)的中頻電爐節(jié)電達(dá)10%以上。同時(shí)采用串聯(lián)式逆變器的輸入為恒流源，逆變調(diào)功不會(huì)影響整流換相缺口，對(duì)電網(wǎng)無(wú)任何干擾，清潔電源。


圖1為本發(fā)明的模塊化的串聯(lián)式逆變器的立體圖；圖2為本發(fā)明的模塊化的串聯(lián)式逆變器的主視圖；圖3為本發(fā)明的模塊化的串聯(lián)式逆變器中逆變電抗器的結(jié)構(gòu)示意圖；圖4為發(fā)明的模塊化的串聯(lián)式逆變器中可控硅組件的結(jié)構(gòu)示意圖；圖5為發(fā)明的模塊化的串聯(lián)式逆變器中二極管組件的結(jié)構(gòu)示意圖；圖6為本發(fā)明的模塊化的串聯(lián)式逆變器用于中頻感應(yīng)電爐電源的原理圖。
具體實(shí)施例方式為了能更好地對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行理解，下面通過(guò)具體實(shí)施例并結(jié)合附圖進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明
請(qǐng)參閱圖1至圖5，本發(fā)明的一種模塊化的中頻感應(yīng)電爐電源中的串聯(lián)式逆變器， 包括一逆變電抗器組件1、一可控硅組件2、一二極管組件3及兩個(gè)阻容吸收電路組件4、5。 逆變電抗器組件1、可控硅組件2、二極管組件3、兩個(gè)阻容吸收電路組件都集成在一個(gè)獨(dú)立的構(gòu)架60上。逆變電抗器組件1包括第一、第二扼流線圈及一個(gè)過(guò)電壓保護(hù)線圈，該第一、第二扼流線圈11、12及一個(gè)過(guò)電壓保護(hù)線圈13通過(guò)聚氨酯14封裝在一殼體10內(nèi)，其優(yōu)異的抗沖擊性、耐水性、耐熱性以及穩(wěn)定的電性能，大大提高發(fā)揮逆變電抗器工作特性，該殼體10 通過(guò)高強(qiáng)度鋁型材的角件15固定在構(gòu)架60的中央，便于逆變電抗器1的裝配調(diào)節(jié)；可控硅組件2包括一彈簧壓力夾具21、兩對(duì)水冷塊22、第一、第二可控硅的管芯 23、24、兩個(gè)定位套25 J6及一豎向支架27，其中，豎向支架27的下端帶有一鋁塊并固定在構(gòu)架60的一側(cè)，第一、第二可控硅的管芯23J4分別夾裝在一對(duì)水冷塊22之間并固定在豎向支架27的上下部，兩個(gè)定位套25 J6各自固定在第一、第二可控硅的管芯23J4外，彈簧壓力夾具21固定在豎向支架27的上端，能有效的控制第一、第二可控硅23J4的壓緊力矩，保證了第一、第二可控硅23J4運(yùn)行的性能參數(shù)；二極管組件3包括一彈簧壓力夾具31、兩對(duì)水冷塊32、第一、第二二極管的管芯 33、34、兩個(gè)定位套35、36及一豎向支架37，其中，豎向支架37的下端帶有一鋁塊并固定在構(gòu)架60的另一側(cè)，第一、第二二極管的管芯33、34分別夾裝在一對(duì)水冷塊32之間并固定在豎向支架37的上下部，兩個(gè)定位套35、36各自固定在第一、第二二極管的管芯33、34外，彈簧壓力夾具31固定在豎向支架37的上端，能有效的控制第一、第二二極管33、34的壓緊力矩，保證了第一、第二二極管33、34運(yùn)行的性能參數(shù)；兩個(gè)阻容吸收電路組件4、5分別包括一組緩沖器水冷電阻41、42、51、52、一個(gè)電容器43、53及一個(gè)快恢復(fù)二極管44、54，其中，兩對(duì)緩沖器水冷電阻41、42、51、52分別通過(guò)一架板40、50固定在架構(gòu)60的靠近可控硅組件2的上下端，兩個(gè)電容器43、53分別安裝在架構(gòu)60的上下端，兩個(gè)快恢復(fù)二極管44、54固定在架構(gòu)60的靠近可控硅組件2的一側(cè)上下部。再請(qǐng)參閱圖6，中頻感應(yīng)電爐電源由整流電路100、放電二極管6、濾波電容器7、直流電抗器8、本發(fā)明的一種串聯(lián)式逆變器400、感應(yīng)線圈9及諧振電容器16、17構(gòu)成的，串聯(lián)式逆變器400的電氣連接如下逆變電抗器組件1中的第一、第二電扼流線圈11、12及過(guò)電壓保護(hù)線圈13以Y形連接，過(guò)電壓保護(hù)線圈13的另一端與感應(yīng)線圈9連接；第一、第二扼流線圈11、12及過(guò)電壓保護(hù)線圈13能將逆變器流通的電流變化的時(shí)間限制到一個(gè)安全的水平，另外在線路故障過(guò)程中分割、減少“逆變可控硅”兩端的電壓，從而避免元器件的損壞；第一阻容吸收電路組件4中的第一組緩沖器水冷電阻41、42及第一快恢復(fù)二極管 44串聯(lián)成一個(gè)回路，第一電容器43的一端連接在一組緩沖水冷電阻41、42之間；第二阻容吸收電路組件5中的第二緩沖器水冷電阻51、52及第二快恢復(fù)二極管M 串聯(lián)成一個(gè)回路，第二電容器53的一端連接在第二組緩沖水冷電阻51、52之間；第一可控硅23的陽(yáng)極、第一二極管33的陰極及第一電容器43的另一端并接在正極直流母排200上，第二可控硅M的陰極、第二二極管34的陽(yáng)極及第二電容器53的另一端并接在負(fù)極直流母排300上；
第一可控硅23的陰極、第一二極管33的陽(yáng)極及第一快恢復(fù)二極管44的陰極并接在第一扼流線圈11的另一端，第二可控硅24的陰極、第二二極管34的陽(yáng)極及第二快恢復(fù)二極管54的陽(yáng)極并接在第二扼流線圈12的另一端。
本發(fā)明的一種模塊化的中頻感應(yīng)電爐電源中的串聯(lián)式逆變器，將逆變器集成為一個(gè)模塊化的組件，以逆變器功率750KW為一個(gè)模塊單位，可以根據(jù)中頻感應(yīng)電爐的總功率大小隨意分配選用，將所有的模塊化逆變器并聯(lián)聯(lián)接到主回路電路中，即可實(shí)現(xiàn)中頻感應(yīng)電爐總的逆變器控制盤(pán)。
本技術(shù)領(lǐng)域中的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)認(rèn)識(shí)到，以上的實(shí)施例僅是用來(lái)說(shuō)明本發(fā)明， 而并非用作為對(duì)本發(fā)明的限定，只要在本發(fā)明的實(shí)質(zhì)精神范圍內(nèi)，對(duì)以上所述實(shí)施例的變化、變型都將落在本發(fā)明的權(quán)利要求書(shū)范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種模塊化的中頻感應(yīng)電爐電源中的串聯(lián)式逆變器，包括一逆變電抗器組件、一可控硅組件、一二極管組件及兩個(gè)阻容吸收電路組件，其特征在于，所述逆變電抗器組件、可控硅組件、二極管組件及兩個(gè)阻容吸收電路組件集成在一個(gè)獨(dú)立的構(gòu)架上；所述逆變電抗器組件包括第一、第二扼流線圈及一個(gè)過(guò)電壓保護(hù)線圈，該逆變電抗器組件位于所述構(gòu)架的中央；所述可控硅組件包括第一、第二可控硅，該可控硅組件位于所述構(gòu)架的一側(cè)；所述二極管組件包括第一、第二二極管，該二極管組件位于所述構(gòu)架的另一側(cè)；所述兩個(gè)阻容吸收電路組件分別位于所述構(gòu)架的頂部及底部。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的模塊化的中頻感應(yīng)電爐電源中的串聯(lián)式逆變器，其特征在于，所述逆變電抗器組件的第一、第二扼流線圈及過(guò)電壓保護(hù)線圈通過(guò)聚氨酯封裝在一個(gè)殼體，該殼體通過(guò)高強(qiáng)度鋁型材的角件固定在所述構(gòu)架上。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的模塊化的中頻感應(yīng)電爐電源中的串聯(lián)式逆變器，其特征在于，所述可控硅組件還包括一彈簧壓力夾具、兩對(duì)水冷塊、兩個(gè)定位套及一豎向支架，所述豎向支架的下端帶有一鋁塊并固定在所述構(gòu)架上，所述第一、第二可控硅的管芯分別夾裝在一對(duì)水冷塊之間并固定在所述豎向支架的上下部，所述兩個(gè)定位套各自固定在一個(gè)可控硅的管芯外，所述彈簧壓力夾具固定在所述豎向支架的上端。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的模塊化的中頻感應(yīng)電爐電源中的串聯(lián)式逆變器，其特征在于，所述一組二極管組件還包括一彈簧壓力夾具、兩對(duì)水冷塊、兩個(gè)定位套及一豎向支架， 所述豎向支架的下端帶有一鋁塊并固定在所述構(gòu)架上，所述第一、第二二極管的管芯分別夾裝在一對(duì)水冷塊之間并固定在所述豎向支架的上下部，所述兩個(gè)定位套各自固定在一個(gè)二極管的管芯外，所述彈簧壓力夾具固定在所述豎向支架的上端。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的模塊化的中頻感應(yīng)電爐電源中的串聯(lián)式逆變器，其特征在于，所述兩個(gè)阻容吸收電路組件分別包括一對(duì)緩沖器水冷電阻、一個(gè)電容器及一個(gè)快恢復(fù)二極管，兩對(duì)緩沖器水冷電阻分別通過(guò)一架板固定在所述架構(gòu)的靠近所述可控硅組件的上下端，兩個(gè)電容器分別安裝在所述架構(gòu)的上下端，兩個(gè)快恢復(fù)二極管分別安裝在所述架構(gòu)的靠近所述可控硅組件的一側(cè)上下部。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的模塊化的中頻感應(yīng)電爐電源中的串聯(lián)式逆變器，其特征在于，所述逆變電抗器組件中的第一、第二電扼流線圈及一個(gè)過(guò)電壓保護(hù)線圈以Y形連接；所述兩個(gè)阻容吸收電路組件的一對(duì)緩沖水冷電阻及一個(gè)快恢復(fù)二極管串聯(lián)成一個(gè)回路，所述電容器的一端連接在兩個(gè)串聯(lián)的緩沖水冷電阻之間；所述第一可控硅的陽(yáng)極、第一二極管的陰極及第一電容器的另一端并接，所述第二可控硅的陰極、第二二極管的陽(yáng)極及第二電容器的另一端并接；所述第一可控硅的陰極、第一二極管的陽(yáng)極及第一快恢復(fù)二極管的陰極并接在所述第一扼流線圈的另一端，所述第二可控硅的陰極、第二二極管的陽(yáng)極及第二快恢復(fù)二極管的陽(yáng)極并接在所述第二扼流線圈的另一端。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種模塊化的中頻感應(yīng)電爐電源中的串聯(lián)式逆變器，包括一逆變電抗器組件、一可控硅組件、一二極管組件及兩個(gè)阻容吸收電路組件。逆變電抗器組件、可控硅組件、二極管組件及兩個(gè)阻容吸收電路組件集成在一個(gè)獨(dú)立的構(gòu)架上，逆變電抗器組件包括第一、第二扼流線圈及一個(gè)過(guò)電壓保護(hù)線圈，該逆變電抗器組件位于構(gòu)架的中央；可控硅組件包括第一、第二可控硅，該可控硅組件位于所述構(gòu)架的一側(cè)；二極管組件包括第一、第二二極管，該二極管組件位于構(gòu)架的另一側(cè)；兩個(gè)阻容吸收電路組件分別位于構(gòu)架的頂部及底部。本發(fā)明模塊化的串聯(lián)式逆變器，能夠大大提高設(shè)備的運(yùn)行效率，從而熔化率達(dá)到最高，比常規(guī)的中頻電爐節(jié)電達(dá)10％以上。
文檔編號(hào)H02M5/42GK102545668SQ20111043952
公開(kāi)日2012年7月4日 申請(qǐng)日期2011年12月23日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月23日
發(fā)明者陳鷹, 高仁昌 申請(qǐng)人:無(wú)錫應(yīng)達(dá)工業(yè)有限公司