[發明專利]一種自適應電磁感應加熱控制器

無效

• 申請號: 201210253200.9
• 申請日: 2012-07-23
• 公開（公告）號: CN102781129A
• 公開（公告）日: 2012-11-14
• 發明（設計）人: 劉克訓;劉振;楊贊國;楊贊中;劉玉金;劉克讓;叢日敏;于懷清
• 申請（專利權）人: 淄博助友石油化工有限公司;山東理工大學
• 主分類號: H05B6/06
• 分類號: H05B6/06
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及一種自適應電磁感應加熱控制器，屬于電磁加熱技術領域。

背景技術

電磁加熱技術是一種新型高效的加熱方式，在工業、商業、民用領域都有廣泛的應用，它是利用電磁感應原理，利用交流電轉化成高頻電流所產生的高頻磁場，使處于其中的金屬物質中產生渦流而直接對金屬加熱或者加熱金屬容器中的待加熱物質。

在電磁感應加熱應用中存在著以下兩方面的技術問題：

（1）傳統的電磁加熱，在加熱過程中，由于負載的溫度升高和被加熱物質的形態變化等因素會導致負載電路的等效電路參數發生變化，從而引起負載電路固有諧振頻率的變化，使加熱電源的有功功率降低，加熱效率下降。

（2）目前的電磁加熱設備基本是非標設備，從電源到加熱線圈，都是基于用戶的需要而開發設計，用于某種專門的用途，同一種設備，當用戶同時有多種不同的加熱需求或者實際需求發生變化時很難直接或者稍加改造用于不同的加熱需要，而必須根據不同需要重新開發設計，造成造成人力物力的重復投入和資源的浪費。

盡管現有的某些電磁加熱電源采用了頻率跟蹤技術，使電源在設計頻率附近的準諧振狀態工作，一定程度上解決了以上第一方面的問題，但是這些電源一般是采用單一的PWM或者PFM控制，或者雖然兩種控制方式使用在同一系統中，但由于軟件和硬件設計方面的不足而使這兩種方式只是對應不同功率段的簡單切換，而不是同時協調工作，因而這些電源仍存在頻率跟蹤范圍較窄、動態響應速度較慢等缺點，難于實現大功率范圍寬頻段內連續調整功率和在整個功率范圍內保持最高的加熱效率，所以以上第二方面的問題并未得到有效地解決。對于使用這些電源的電磁加熱設備，當實際應用發生較大變化時，像被加熱體的形態變化懸殊或者加熱線圈的參數懸殊變化時，比如由小規格的模具工件加熱變為不同材質的大規格工件加熱，由彎道管件加熱改為油品生產中的基礎油加熱，由鐵質管道加熱改為石墨坩堝加熱等，這些電源仍然無法滿足需要，要滿足上述應用就必須對電源進行重新設計。

發明內容

本發明的目的在于克服現有電磁加熱技術的不足，提供一種單片機程序軟件控制的通用的自適應電磁感應加熱控制器，包括遙控器、控制板和主機，采用獨家開發的專門軟件，配合輸出電壓控制（PAM）、脈沖寬度控制（PWM）、脈沖頻率控制（PFM）相結合的控制方法，自適應調節頻率、脈寬等工作參數，自動匹配設計功率范圍內的不同形狀、大小、材質的加熱線圈，具有功率輸出平穩和高效節能的特點，可滿足工業和民用等領域用戶環境下多樣化的加熱需求。

本發明通過以下技術方案來實現：

包括遙控器、控制板和主機，其特征在于，所述的主機由安裝在長方形主機箱內的三相整流濾波電路模塊、MCU主板、觸發板DRV1~2、全橋逆變電路、遙控板、脈沖功率輸出放大器TW及安裝于主機箱側壁的電源輸入端子PWI、電源輸出端子PWO、傳感器端子SC、在線測試接口JTAG和串行通訊接口COM組成，其中MCU主板由寫入了專門控制程序軟件的單片機MCU、設定開關電路DL10、電源控制電路DL12、控制電路電源系統DL1、頻率追蹤系統、溫控系統、散熱系統、保護系統和報警系統構成，觸發板DRV1~2由IGBT驅動電路和IGBT驅動隔離電路構成，全橋逆變電路由兩個IGBT模塊IGBT1~2構成，遙控板由遙控接收電路和參數設定模塊構成；所述的控制板由主機箱的前面板和安裝其上的自動空氣斷路器QS、功率控制器、控制鍵盤模塊、電壓表AV、電流表AI、液晶顯示屏LCD、電源指示燈LED1、工作狀態指示燈LED2構成；以上所述的三相整流濾波電路模塊經自動空氣斷路器QS連接電源輸入端子PWI，其輸出端連接IGBT模塊IGBT1~2，IGBT模塊IGBT1~2的源極連接脈沖功率輸出放大器TW，脈沖功率輸出放大器TW的次級連接電源輸出端子PWO；所述的MCU主板、觸發板DRV1~2、IGBT模塊IGBT1~2、脈沖功率輸出放大器TW依次相連；所述的單片機MCU分別連接設定開關電路DL10、電源控制電路DL12、控制電路電源系統DL1、頻率追蹤系統、溫控系統、IGBT驅動隔離電路、保護系統、報警系統DL11、功率控制器、遙控板、控制鍵盤模塊、液晶顯示屏模塊LCD、傳感器端子SC、在線測試接口JTAG和串行通訊接口COM。

所述的三相整流濾波電路模塊采用三相不可控全橋整流濾波電路，它包括三相不可控全橋整流電路BRIDEG1和濾波與直流母線保護電路DL2。

脈沖功率輸出放大器TW的原邊有三個抽頭，所述的三個抽頭分別連接一個交流接觸器，所述的交流接觸器與功率控制器相連。