專利名稱:一種諧波節(jié)能型高頻感應(yīng)加熱設(shè)備的制作方法
本發(fā)明屬于電力的整流與變換。
現(xiàn)有高頻感應(yīng)加熱設(shè)備，采用閘流管或可控硅調(diào)壓后諧波分量較大，偶次諧波分量占基波的53％左右，不但浪費(fèi)能源，而且污染電網(wǎng)，使工作電流波形畸變，并且工件加熱到居里點(diǎn)溫度時(shí)，電流下降，影響工件加熱速度及質(zhì)量。本發(fā)明便是針對這些弱點(diǎn)對調(diào)壓部份作了改進(jìn)，在可控硅調(diào)壓后進(jìn)行諧波分量衰減回收，并設(shè)置非線性居里點(diǎn)反饋電路。
圖1——諧波節(jié)能型高頻感應(yīng)加熱設(shè)備調(diào)壓電路原理圖圖2——諧波節(jié)能型高頻感應(yīng)加熱設(shè)備方框原理圖圖3——非線性居里點(diǎn)反饋電路特性圖中1、2、3——諧波分量衰減回收電路4——非線性居里點(diǎn)反饋信號電路5——三相交流可控硅調(diào)壓電路6——陽極變壓器7——同步信號電路8——鋸齒波產(chǎn)生電路9——尖脈沖形成電路10——脈沖整形與輸出電路11——高壓硅堆12——振蕩管
13——LC振蕩器14——加熱裝置15——飽和鐵磁元件16——給定偏移量電路17、18、19——同步信號板20——線性放大器21、22、23、24、25、26——脈沖觸發(fā)板27——過流截止板a——反饋輸入端b——偏移調(diào)節(jié)c——給定調(diào)節(jié)本諧波節(jié)能型高頻感應(yīng)加熱設(shè)備的原理380伏三相電源從輸入端輸入，經(jīng)三相交流可控硅調(diào)壓電路5，變?yōu)?～380伏連續(xù)可調(diào)電壓，調(diào)壓后產(chǎn)生的高次諧波由諧波衰減回收電路1，2，3衰減掉或交叉反饋到另一端回收利用；0～380伏可調(diào)電壓，經(jīng)陽極變壓器6升壓到0～10仟伏后，經(jīng)高壓硅堆11整流成0～13.5仟伏的連續(xù)可調(diào)的直流高壓；振蕩管12起開關(guān)作用，它控制著LC振蕩器13的工作，直流高壓通過振蕩管12，LC振蕩器13，產(chǎn)生出一個(gè)200～250仟周／秒的高周波電源，然后降壓后，給工件加熱。
同時(shí)，三相電源給出基準(zhǔn)信號，經(jīng)同步信號電路7，與反饋訊號4和偏移信號16迭加后，觸發(fā)鋸齒波電路8產(chǎn)生鋸齒波脈沖，該脈沖經(jīng)尖脈沖形成電路9、整形放大與輸出10，輸出寬脈沖去觸發(fā)可控硅5，反饋信號是由飽和鐵磁元件15取得的，偏移信號是由偏移量電路16產(chǎn)生。
本發(fā)明的描述諧波分量衰減回收電路1、2、3由同樣的電感L、電容C、電阻R聯(lián)接后，一端與可控硅調(diào)壓器輸出端相連，一端交叉反饋到可控硅調(diào)壓器的輸入端它首先衰減大部分諧波分量，在諧振點(diǎn)衰減1／29剩下的諧波分量回收反饋到調(diào)壓器輸入端利用，經(jīng)過反復(fù)實(shí)驗(yàn)證明，得出該一論點(diǎn)，高頻設(shè)備不單純是一個(gè)變換器，而且也是諧波發(fā)生器，經(jīng)水電部華北電力研究所測試結(jié)果，該設(shè)備將原來的低次諧波分量，由52％下降到8.3％，偶次諧波電流，國標(biāo)要求小于52安，英國G5／3標(biāo)準(zhǔn)要求小于48安，研制前為80安，研制后該設(shè)備實(shí)測為7.9安，同時(shí)諧波損耗下降75.6％，波形畸變由44％改善為2.13％，使工件加熱速度加快，質(zhì)量好，大大提高了電路的性能，節(jié)約了能源。
諧波分量衰減回收電路中，各參數(shù)值為電感70≈150毫亨，電容10～100微法，電阻4～12歐，最佳值電容為40微法，電阻為8歐。
非線性居里點(diǎn)反饋電路4由電源輸入側(cè)，引出電流反饋訊號，經(jīng)線性放大器，輸出一個(gè)電勢，加在觸發(fā)電路，去控制可控硅的導(dǎo)通角(如圖2)由鐵磁元件飽和點(diǎn)調(diào)節(jié)電阻、整流電橋、集成線性放大電路F－1組成；鐵磁元件磁通要求為8000高斯，飽和點(diǎn)調(diào)節(jié)電阻調(diào)節(jié)范圍6～24歐，整流電橋500伏3安，及集成線性放大電路。
非線性居里點(diǎn)反饋電路4中，各元件的互相接法和與其它各單元電路的接法見圖1。
該電路不采用從陽極高壓側(cè)引入電壓負(fù)反饋，而采用從低壓側(cè)靠鐵磁元件引入電流正反饋，利用鐵磁元件飽和特性(靠飽和點(diǎn)調(diào)節(jié)電阻調(diào)節(jié)來實(shí)現(xiàn))。當(dāng)工件加熱時(shí)，工作在飽和區(qū)間穩(wěn)壓精度為1～2％，當(dāng)工件加熱到居里點(diǎn)溫度時(shí)，工件周圍吸熱快，急需補(bǔ)充能量，這時(shí)因工件失磁，造成振蕩管陽極電流下降，柵極電流上升，使得電路電流減少，反饋電路工作點(diǎn)從飽和區(qū)移到了線性區(qū)，從而引起鐵磁元件有一個(gè)磁通變化量 (dφ)/(dt) ， (dφ)/(dt) 產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢△u經(jīng)線性放大器放大，反饋到輸入端，使可控硅控制角增大，陽壓增高，向工件迅速補(bǔ)充電能，非線性居里點(diǎn)反饋電路正是為利用這個(gè)特點(diǎn)設(shè)置的。在居里點(diǎn)處不但沒有使電壓下降，反而自動(dòng)升高(2－5)％。如圖3所示，從而得到了加速能量，使工件迅速達(dá)到規(guī)定的溫度，生產(chǎn)實(shí)踐證明，工件加熱的速度加快，仿形性好，產(chǎn)品質(zhì)量得到提高。加工工件硬度變動(dòng)范圍小，金相組織均勻。
該設(shè)備的觸發(fā)電路反饋信號，不取自高頻設(shè)備的高壓側(cè)，另點(diǎn)為懸浮式，與接地系統(tǒng)隔離，防止了高次諧波竄入觸發(fā)電路，保證了波形的質(zhì)量。同時(shí)采用了寬脈沖觸發(fā)方式，保證系統(tǒng)的可靠性。
本電路的實(shí)施本電路各元件值見后。
該設(shè)備，能源利用率高，經(jīng)水電部華北電力研究所測試，節(jié)電可達(dá)37.6％，諧波損耗少，加熱速度快，可提高20～70％，加工工件質(zhì)量好，是一種較理想的熱處理設(shè)備。它適用于金屬加熱焊接、熔煉表面淬火以及冶金、建材、電子及廣播電視等領(lǐng)域的整流調(diào)壓用。
權(quán)利要求
1.一種諧波節(jié)能型高頻感應(yīng)加熱設(shè)備，包含三相電源交流可控硅調(diào)壓電路[5]、陽極變壓器[6]、同步電源[7]、鋸齒波發(fā)生器[8]、尖脈沖形成電路[9]、脈沖整形放大電路[10]、高壓硅堆[11]、振蕩管[12]、振蕩器[13]和淬火加熱裝置[14]、其特征是有三個(gè)相同RLC聯(lián)接的，一端連接于可控硅輸出端，另一端交叉反饋到可控硅調(diào)壓電路的輸入端，諧波分量衰減回收電路和鐵磁元件，飽和點(diǎn)調(diào)節(jié)電阻、整流電橋、線性集成放大器組成的，從電源側(cè)靠鐵磁元件引入電流正反饋的非線性居里點(diǎn)反饋電路。
2.根據(jù)權(quán)利要求
1所說的諧波節(jié)能型高頻感應(yīng)加熱設(shè)備，其特征是諧波分量回收電路的電阻4～12歐，電容10～100微法，電感70～150毫亨。非線性居里點(diǎn)反饋電路的鐵磁元件為8000高斯，飽和點(diǎn)調(diào)節(jié)電阻為6～24歐，整流電橋?yàn)?00伏3安，線性集成放大器為F－1型。
專利摘要
一種諧波節(jié)能型高頻感應(yīng)加熱設(shè)備，本裝置屬于電力整流與變換設(shè)備。該設(shè)備設(shè)有諧波分量衰減回收電路，使可控硅調(diào)壓后的諧波分量得到衰減、回收，基本上消除了低次諧波分量，利用鐵磁元件磁通變化產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢，設(shè)置的非線性居里點(diǎn)電路，工件加熱到居里點(diǎn)，電壓不但不下降，反而上升(2-5)％，加快了加熱的速度，且加工的工件硬度變動(dòng)量小，金相組織均勻。該設(shè)備采用了懸浮零點(diǎn)的寬脈沖強(qiáng)觸發(fā)電路，波形質(zhì)量好，可靠性高。適用于各種金屬部件的焊接、熔煉、表面熱處理，以及電子、冶金、廣播等領(lǐng)域的應(yīng)用。
文檔編號H05B6/04GK85200564SQ85200564
公開日1986年1月1日 申請日期1985年4月1日
發(fā)明者朱培鈞, 楊秀琴 申請人:北京拖拉機(jī)公司導(dǎo)出引文BiBTeX, EndNote, RefMan