[實用新型]一種用于加熱金屬工件的電磁感應加熱裝置

有效

• 申請號: 201120227970.7
• 申請日: 2011-06-30
• 公開（公告）號: CN202168232U
• 公開（公告）日: 2012-03-14
• 發明（設計）人: 孫建國;孫凱
• 申請（專利權）人: 平頂山市鴻發物資貿易有限公司
• 主分類號: H05B6/06
• 分類號: H05B6/06;H05B6/42
• 代理公司: 洛陽公信知識產權事務所(普通合伙) 41120
• 代理人: 孫笑飛

技術領域

????本實用新型涉及一種電磁感應加熱裝置，具體地說是一種用于加熱金屬工件的電磁感應加熱裝置。

背景技術

????在金屬工件的制造中，淬火是一項重要的處理步驟。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，這種加熱方式需要消耗燃料，并且加熱過程中大部分的熱量散發到環境中，浪費了大量能源，能源利用率低。原有火焰加熱方式需要將工件整體加熱，無法做局部熱處理，能源消耗大，并且整體加熱導致工件變形大，影響工件成品質量。電磁感應加熱是通過在感應線圈中通入一定頻率的交變電流，在線圈周圍產生交變磁場。交變磁場的電磁感應作用使工件內產生封閉的感應電流，即渦流。產生的渦流使金屬直接發熱，從而極大的減少了熱量損失，提高了能量利用率。因此，電磁感應是金屬工件加熱的一大發展趨勢。

實用新型內容

本實用新型所要解決的技術問題是提供一種用于加熱金屬工件的電磁感應加熱裝置，具有運行穩定、加熱速度快的優點。

本實用新型為解決上述技術問題所采用的技術方案是：一種用于加熱金屬工件的電磁感應加熱裝置，包括控制柜、電容器、變壓器和加熱線圈，變壓器中的一次線圈與電容器串接，變壓器中的二次線圈與加熱線圈串接，控制柜內設有主控板、驅動變壓器、驅動板、電源和四組IGBT，電容器和變壓器的一次線圈與四組IGBT組成的全橋逆變電路連接，第一組IGBT依次與電容器和變壓器的一次線圈串接后與第四組IGBT連接，第二組IGBT依次與變壓器的一次線圈和電容器串接后與第三組IGBT連接，第一組IGBT和第二組IGBT輸入端并接，第三組IGBT和第四組IGBT輸出端并接；電源依次經過整流電路和濾波電路后與全橋逆變電路連接，主控板的控制端依次經過驅動變壓器和驅動板與IGBT的控制極連接；電容器和變壓器的一次線圈的串聯電路上還設有互感器，互感器的輸出端與主控板的反饋信號檢測端連接。

所述的全橋逆變電路中，每組IGBT中均設有兩個并聯的IGBT。

所述的濾波電路與全橋逆變電路的連接線路上設有過流傳感器，過流傳感器的輸出端與主控板連接。

所述的IGBT上設有水冷裝置，水冷裝置內設有水腔，水腔上設有進水口和出水口。

所述的IGBT上設有溫度傳感器，所述水冷裝置的進水口設有流量傳感器，流量傳感器和溫度傳感器的輸出端與主控板的檢測端連接。

所述的加熱線圈設置在冷卻套管內，冷卻套管的繞制方式與加熱線圈的繞制方式相同，在冷卻套管的一端設有套管進口，另一端設有套管出口。

所述的變壓器上設有冷卻裝置，冷卻裝置包括套在變壓器線圈導線上的水冷管和設置在鐵芯上的冷卻水盒，水冷管的繞制方式與變壓器線圈導線的繞制方式相同，在水冷管的一端設有水管進口，另一端設有水管出口；冷卻水盒上設有水盒進口和水盒出口。

所述的冷卻水盒，其水盒進口和水盒出口分別連接有導水管，導水管呈環狀盤旋設置。

所述的整流電路為橋式整流電路，所述的濾波電路為RC濾波電路。

所述的電源設有缺相檢測電路和過壓檢測電路，缺相檢測電路和過壓檢測電路的輸出端分別與主控板連接。

本實用新型的有益效果是：本技術方案中，電源經過整流、濾波后，再由全橋逆變電路轉變為交變電流。在全橋逆變電路中采用IGBT控制電流的導通與關斷，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。主控板的控制信號經過驅動變壓器升壓后由驅動板控制IGBT的開關，根據需要調整開關頻率即可產生不同頻率的交變電流，以適應不同工件的需要。在電容器和變壓器一次線圈的串聯電路上設有互感器，主控板根據互感器檢測到反饋信號實時調整電流頻率，從而提高熱處理效果。在本技術方案的全橋逆變電路中，每組IGBT中均設有兩個并聯的IGBT，兩個并聯的IGBT輪流導通，這種設置方式降低了單個IGBT的通斷頻率，不但可以使產生交變電流的最大頻率成倍增加，還降低了IGBT的損耗，提高了系統穩定性。為了保護IGBT，在濾波電路與全橋逆變電路的連接線路上設置過流傳感器，過流傳感器的輸出端與主控板連接，一旦發生過流現象立刻關斷電路，防止方式以外。另外，本技術方案中IGBT、變壓器和加熱線圈上都設有水冷裝置，采用冷卻水進行冷卻，該設置方式冷卻效率高，極大的提高了設備的穩定性。綜上所述，本技術方案的加熱設備電路結構簡單、故障率低，具有極高的穩定性和加熱效率，能夠根據需要調整交變電流的頻率，調整簡便且調整范圍大。