一種用于金屬工件加熱的電磁感應裝置制造方法
【專利摘要】本發明公開一種用于金屬工件加熱的電磁感應裝置，包括控制柜、電容器、加熱線圈以及與控制柜連接的三相交流電源，所述的加熱線圈與電容器并聯；控制柜內設有微電腦主控板、逆變脈沖激勵變壓器、中頻掃頻傳感器、可控整流電路和含有四組SCR的全橋逆變電路；所述的三相交流電源依次經過可控整流電路和直流電抗器后與全橋逆變電路連接；微電腦主控板的控制端經過逆變脈沖變壓器與全橋逆變電路的控制極相連；可控整流電路的控制極與微電腦主控板的整流控制端連接；可控整流電路上還設有電流互感器，電流互感器的輸出端經匹配變壓器與微電腦主控板的可控整流電流反饋檢測端連接。該裝置結構簡單，加熱速度快，運行穩定，故障率低。
【專利說明】一種用于金屬工件加熱的電磁感應裝置
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種電磁感應裝置，具體說是一種用于金屬工件加熱的電磁感應裝置。
【背景技術】
[0002]在金屬工件的制造中，淬火是一種重要的處理步驟。淬火可以提高金屬工件的硬度及耐磨性，因而廣泛用于各種工、模、量具及要求表面耐磨的零件，如齒輪、軋輥、滲碳零件等。目前的淬火處理工藝中，通常采用火焰加熱工件，這種加熱方式不僅有廢氣、廢渣排放，而且加熱過程中大部分熱量散發到環境中，冷源利用率低，并且工件在加熱過程中一直與燃料及其氧化物接觸，容易使異物侵入，從而影響工件質量，這種加熱方式還需要將工件整體加熱，無法做局部加熱，能量消耗大，并且整體加熱導致工件變形大，影響工件成品質量。
【發明內容】
[0003]本發明的目的是針對上述技術中的不足，提供一種用于金屬工件加熱的電磁感應裝置，該裝置結構簡單，加熱速度快，運行穩定，故障率低。
[0004]本發明實現上述目的采用的技術方案是:一種用于金屬工件加熱的電磁感應裝置，包括控制柜、電容器、加熱線圈以及與控制柜連接的三相交流電源，所述的加熱線圈與電容器并聯；控制柜內設有微電腦主控板、逆變脈沖激勵變壓器、中頻掃頻傳感器、可控整流電路和含有四組SCR的全橋逆變電路；電容器和加熱線圈并接后的一端與全橋逆變電路中相互并聯的第一組SCR和第二組SCR相接，電容器和加熱線圈并接后的另一端與全橋逆變電路中相互并聯的第三組SCR和第四組SCR相接；所述的三相交流電源依次經過可控整流電路和直流電抗器后與全橋逆變電路連接；微電腦主控板的控制端經過逆變脈沖變壓器與全橋逆變電路的控制極相連；可控整流電路的控制極與微電腦主控板的整流控制端連接；可控整流電路上還設有電流互感器，電流互感器的輸出端經匹配變壓器與微電腦主控板的可控整流電流反饋檢測端連接。
[0005]所述的全橋逆變電路中，每組SCR中均設有兩個相互串聯的SCR。
[0006]所述的可控整流電路和全橋逆變電路上設有冷卻水盒，冷卻水盒內設有水腔，水腔上設有進水口和出水口，進水口和出水口處分別連接導水管，導水管呈環狀盤旋設置。
[0007]所述的冷卻水盒的進水口處設有流量傳感器，流量傳感器的輸出端與微電腦主控板的缺水反饋檢測端連接。
[0008]所述的加熱線圈由中空無縫銅管螺旋盤繞而成，加熱線圈一端設有進線連接端子和冷水進口，另一端設有出線連接端子和冷水出口。
[0009]所述的可控整流電路為可控橋式整流電路，每個橋臂上設有一只SCR，每只SCR的控制端分別和微電腦主控板連接。
[0010]所述的電容器與加熱線圈的并聯電路中還設有中頻電壓互感器；微電腦主控板中還設有過流傳感器和過壓傳感器，中頻電壓互感器的一組輸出端分別與微電腦主控板的中頻掃頻傳感器、過流傳感器和過壓傳感器的反饋信號檢測端連接。
[0011]本發明的有益效果
本發明中，三相電源經可控整流、電抗濾波后，再經全橋逆變電路變為交變電流，在全橋逆變電路中采用SCR零電壓軟啟動控制，啟動成功率高，無沖擊，提高了負載電路的穩定性和加熱效率，并且簡化了電路組成，降低了故障率。微電腦主控板設有掃頻信號反饋檢測端，自動跟蹤諧振電路的頻率。微電腦主控板的控制信號經過激勵變壓器后控制SCR的開關。輸出功率的調整是通過直流調壓的方式實現的，為實現直流調壓，微電腦主控板還設有電流反饋信號檢測端、三相同步信號檢測端，保證了可控整流可靠安全工作。在本技術方案的全橋逆變電路中，四個橋臂對稱通斷工作，每組SCR中均設有兩個串聯的SCR，這降低了SCR的壓降要求，提高了系統的穩定性。為了保護SCR，微電腦主板設有過流、過壓分析和響應中斷電路,一旦過流、過壓現象立即關斷電路,防止意外發生。另外,本技術方案中SCR、加熱線圈設有水冷裝置，采用冷卻水進行冷卻，該設置方式冷卻效率高，極大提高了設備的穩定性。本技術方案的加熱設備電路結構簡單，加熱速度快，運行穩定，故障率低，自動跟蹤諧振電路固有頻率，能夠根據需要調整交變電流的功率，調整簡便且調整范圍大。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0012]圖1是本發明的結構示意圖；
圖2是本發明控制柜中的電路結構示意圖；
圖3是本發明中全橋逆變電路的設置方式示意圖；
圖4是本發明中可控整流電路的設置方式示意圖；
圖5是本發明中SCR冷卻水盒的連接方式示意圖；
圖6是本發明中與冷卻水盒連接的導水管的盤旋方式示意圖；
圖7是本發明中加熱線圈的結構示意圖；
附圖標記:1、控制柜，2、電容器，3、加熱線圈，4、微電腦主控板，5、逆變脈沖激勵變壓器，6、三相交流電源，7、可控整流電路，8、直流電抗器，9、電流互感器，10、匹配變壓器，11、全橋逆變電路，12、第一組SCR，13、第二組SCR，14、第三組SCR，15、第四組SCR，16、中頻掃頻傳感器，17、流量傳感器，18、過流傳感器，19、過壓傳感器，20、冷卻水盒，21、進水口，22、出水口，23、冷水進口，24、冷水出口，25、進線連接端子，26、出線連接端子，27、導水管。
【具體實施方式】
[0013]以下結合附圖和具體實施例對本發明做進一步說明:
一種用于金屬工件加熱的電磁感應裝置，包括控制柜1、電容器2、加熱線圈3以及與控制柜I連接的三相交流電源6，其特征在于:所述的加熱線圈3與電容器2并聯；控制柜I內設有微電腦主控板4、逆變脈沖激勵變壓器5、中頻掃頻傳感器16、可控整流電路7和含有四組SCR的全橋逆變電路11 ；電容器2和加熱線圈3并接后的一端與全橋逆變電路11中相互并聯的第一組SCR12和第二組SCR13相接，電容器2和加熱線圈3并接后的另一端與全橋逆變電路11中相互并聯的第三組SCR14和第四組SCR15相接，每組SCR中均設有兩個相互串聯的SCR，能夠提高系統的穩定性；所述的三相交流電源6依次經過可控整流電路7和直流電抗器8后與全橋逆變電路11連接；微電腦主控板4的控制端經過逆變脈沖變壓器5與全橋逆變電路11的控制極相連；可控整流電路7為可控橋式整流電路，每個橋臂上設有一只SCR，每只SCR的控制端分別和微電腦主控板4連接。可控整流電路7上還設有電流互感器9，電流互感器9的輸出端經匹配變壓器10與微電腦主控板4的可控整流電流反饋檢測端連接。所述的電容器2與加熱線圈3的并聯電路中還設有中頻電壓互感器；微電腦主控板4中還設有過流傳感器18和過壓傳感器19，中頻電壓互感器的一組輸出端分別與微電腦主控板4的中頻掃頻傳感器16、過流傳感器18和過壓傳感器19的反饋信號檢測端連接。
[0014]所述的可控整流電路7和全橋逆變電路11上設有冷卻水盒20，冷卻水盒20內設有水腔，水腔上設有進水口 21和出水口 22，在水腔內通入循環水以降低SCR的溫度，進水口 21和出水口 22處分別連接導水管27，導水管27呈環狀盤旋設置。冷卻水盒20的進水口 21處設有流量傳感器17，流量傳感器17的輸出端與微電腦主控板4的缺水反饋檢測端連接，實時監測水冷裝置的通水情況，防止意外缺水。所述的加熱線圈3由中空無縫銅管螺旋盤繞而成，加熱線圈3 —端設有進線連接端子25和冷水進口 23，另一端設有出線連接端子26和冷水出口 24，這種冷卻方式使線圈直接和冷卻水接觸，降溫效率高。
[0015]所述的中頻掃頻傳感器16 —組輸出端分別與微電腦主控板的掃頻反饋信號檢測端、過流檢測端、過壓檢測端連接。微電腦主控板4除設有控制和反饋接口外，還有缺相分析顯示、過壓分析顯示和過流分析顯示功能。
【權利要求】
1.一種用于金屬工件加熱的電磁感應裝置，包括控制柜(I)、電容器(2)、加熱線圈(3)以及與控制柜(I)連接的三相交流電源(6)，其特征在于:所述的加熱線圈(3)與電容器(2)并聯；控制柜(I)內設有微電腦主控板(4)、逆變脈沖激勵變壓器(5)、中頻掃頻傳感器(16)、可控整流電路(7)和含有四組SCR的全橋逆變電路(11);電容器(2)和加熱線圈(3)并接后的一端與全橋逆變電路(11)中相互并聯的第一組SCR (12)和第二組SCR (13)相接，電容器(2)和加熱線圈(3)并接后的另一端與全橋逆變電路(11)中相互并聯的第三組SCR (14)和第四組SCR (15)相接；所述的三相交流電源(6)依次經過可控整流電路(7)和直流電抗器(8)后與全橋逆變電路(11)連接；微電腦主控板(4)的控制端經過逆變脈沖變壓器(5)與全橋逆變電路(11)的控制極相連；可控整流電路(7)的控制極與微電腦主控板(4)的整流控制端連接；可控整流電路(7)上還設有電流互感器(9)，電流互感器(9)的輸出端經匹配變壓器(10)與微電腦主控板(4)的可控整流電流反饋檢測端連接。
2.如權利要求1所述的一種用于金屬工件加熱的電磁感應裝置，其特征在于:所述的全橋逆變電路(11)中，每組SCR中均設有兩個相互串聯的SCR。
3.如權利要求1所述的一種用于金屬工件加熱的電磁感應裝置，其特征在于:所述的可控整流電路(7 )和全橋逆變電路(11)上設有冷卻水盒(20 )，冷卻水盒(20 )內設有水腔，水腔上設有進水口( 21)和出水口( 22 )，進水口( 21)和出水口( 22 )處分別連接導水管(27 )，導水管(27)呈環狀盤旋設置。
4.如權利要求3所述的一種用于金屬工件加熱的電磁感應裝置，其特征在于:所述的冷卻水盒(20)的進水口(21)處設有流量傳感器(17)，流量傳感器(17)的輸出端與微電腦主控板(4)的缺水反饋檢測端連接。
5.如權利要求1所述的一種用于加熱金屬工件的電磁感應裝置，其特征在于:所述的加熱線圈(3)由中空無縫銅管螺旋盤繞而成，加熱線圈(3) —端設有進線連接端子(25)和冷水進口(23)，另一端設有出線連接端子(26)和冷水出口(24)。
6.如權利要求1所述的一種用于加熱金屬工件的電磁感應裝置，其特征在于:所述的可控整流電路(7)為可控橋式整流電路，每個橋臂上設有一只SCR，每只SCR的控制端分別和微電腦主控板(4)連接。
7.如權利要求1所述的一種用于加熱金屬工件的電磁感應裝置，其特征在于:所述的電容器(2)與加熱線圈(3)的并聯電路中還設有中頻電壓互感器；微電腦主控板(4)中還設有過流傳感器(18)和過壓傳感器(19)，中頻電壓互感器的一組輸出端分別與微電腦主控板(4)的中頻掃頻傳感器(16)、過流傳感器(18)和過壓傳感器(19)的反饋信號檢測端連接。
【文檔編號】H05B6/06GK104507190SQ201410792022
【公開日】2015年4月8日 申請日期:2014年12月19日 優先權日:2014年12月19日
【發明者】孫建國, 孫凱凱, 李國貞, 趙斌 申請人:河南華中電子設備制造有限公司