[實用新型]一種中頻感應加熱電源

有效

• 申請號: 201220744267.8
• 申請日: 2012-12-31
• 公開（公告）號: CN202998535U
• 公開（公告）日: 2013-06-12
• 發明（設計）人: 張海濤;翟玉良;周滌若
• 申請（專利權）人: 山東彼岸電力科技有限公司
• 主分類號: H05B6/06
• 分類號: H05B6/06
• 代理公司: 濟南泉城專利商標事務所 37218
• 代理人: 李桂存

技術領域

本實用新型涉及一種中頻感應加熱電源。

背景技術

中頻感應加熱原理為通過整流逆變電路產生交變的電流，從而產生交變的磁場，再利用交變磁場來產生渦流達到加熱的效果。利用LC振蕩電路電流的幅頻特性，可通過改變輸入電路的諧振頻率快速改變中頻電源的輸出功率，從而快速改變工件表面溫度。基于加熱理論中“集膚效應原理”，當頻率越大時，則集膚深度越淺，同時其交流阻抗越大，因此在相同數值的電流作用下，負載所獲得的能量也越高，而電流及線路損耗相應地也會變小，從而提高了加熱效率，同時還可起到節約電能的目的。中頻感應加熱電源正是基于這一原理做成的，利用變頻技術，可將運行頻率提高到工頻的數倍，加熱效果會明顯提高。

變頻加熱電源工作時首先將三相交流電經整流、濾波成直流電，然后經逆變電路變成頻率連續可調的單相電，再經中頻變壓器隔離后，輸送到加熱電纜給工件加熱。

目前，一般的中頻感應加熱電源根據實際功率與設定功率的差值，間隔固定周期進行一次PID整定。所以響應時間較長，達到設定功率較慢，影響了工作效率，而且系統的穩定性不高。

發明內容

為解決以上技術上的不足，本實用新型提供了一種穩定性高，響應速度快的中頻感應加熱電源。

本實用新型是通過以下措施實現的：

本實用新型的一種中頻感應加熱電源，包括通過主電路依次連接的三相電輸

入端、整流電路、逆變電路和中頻變壓器，主電路上接有輔助電源，輔助電源連接IGBT驅動電路，IGBT驅動電路連接逆變電路，所述輔助電源還接有控制器，所述控制器連接有PWM控制器、信號采集模塊和人機交互界面，所述IGBT驅動器連接PWM控制器；

???所述信號采集模塊用于采集三相電輸入端的諧振電壓信號、諧振電流信號以及主電路上的開關量信號和環境傳感信號；

所述控制器用于在環境傳感信號和開關量信號正常的狀態下，根據采集的諧振電壓信號和諧振電流信號計算出實際功率并與設定功率比較計算，通過調整PWM控制器，使整流逆變后主電路的輸出功率接近設定功率。

上述信號采集模塊為模數轉換ADC模塊。

本實用新型的有益效果是：?使中頻感應加熱電源的功率輸出響應更加迅速，且對IGBT等強電流、高電壓應用和快速終端設備的控制更加安全快捷。

附圖說明

圖1?為本實用新型的結構框圖。

具體實施方式

本實用新型的一種中頻感應加熱電源，包括通過主電路依次連接的三相電輸

入端、整流電路、逆變電路和中頻變壓器，主電路上接有輔助電源，輔助電源連接IGBT驅動電路，IGBT驅動電路連接逆變電路，輔助電源還接有控制器，控制器連接有PWM控制器、信號采集模塊和人機交互界面，IGBT驅動器連接PWM控制器。

?信號采集模塊采用模數轉換ADC模塊，用于采集三相電輸入端的諧振

電壓信號、諧振電流信號以及主電路上的開關量信號和環境傳感信號。

控制器用于在環境傳感信號和開關量信號正常的狀態下，根據采集的諧振電壓信號和諧振電流信號計算出實際功率并與設定功率比較計算，通過調整PWM控制器，使整流逆變后主電路的輸出功率接近設定功率。

包括以下步驟：

a.?采集三相電輸入端的諧振電壓信號、諧振電流信號以及主電路上的開關量信號和環境傳感信號；

b.計算得出三相電輸入端的實際功率，并與設定功率相比較，通過增量式PID計算，計算出需要改變的PWM裝載周期的步長，進而計算出與之相對應的PWM比較器的匹配值，以保證PWM輸出波形的占空比在掃頻的過程中保持不變；

c.?PWM控制器將脈沖信號輸送給IGBT驅動電路，IGBT驅動電路驅動逆變電路，使整流逆變后主電路的輸出功率接近設定功率。

由于本控制技術用來控制的中頻感應加熱電源裝置采用串聯整流逆變電路，輸入電流等于輸出電流，從而可以近似的認為輸出功率等于整流前端的輸入功率。通過整流逆變得到的諧振頻率越靠近諧振電容和工件共同組成的諧振電路的諧振點，諧振電流越大，輸出功率就越高。在諧振頻率從大逐漸減小，逐漸接近諧振點的過程中，諧振電流逐漸增大，從而輸出功率逐漸增大。如果諧振頻率無限接近諧振點，那么諧振電流就會無限大，就會對整個整流逆變電路產生沖擊，所以必須要保證諧振頻率不能無限制的接近諧振點。