[發明專利]全固態同頻同相輸出變頻雙電源

在審

• 申請號: 201510099219.6
• 申請日: 2015-03-06
• 公開（公告）號: CN104638908A
• 公開（公告）日: 2015-05-20
• 發明（設計）人: 朱興發;李亞逸;朱衛星;丁富托;黃森根
• 申請（專利權）人: 朱興發
• 主分類號: H02M1/44
• 分類號: H02M1/44;H02M5/458
• 代理公司: 南京君陶專利商標代理有限公司 32215
• 代理人: 沈根水

技術領域

本發明是一種100KW-10000KW等溫鍛上下模具感應加熱用的全固態同頻同相輸出變頻雙電源，屬于等溫鍛造裝備技術領域。

背景技術

等溫鍛造（Isothermal-forging）作為超塑性成型的一個分支是一種新興的鍛造工藝技術。它廣泛應用于航天航空工業的航天器、飛機渦輪發動機等結構件及國防工業中關鍵零件的制造，可使得鍛件達到接近零件的形狀要求，減少材料消耗，降低加工周期、成本，該工藝結合熱處理能獲得綜合力學性能最優化的等溫鍛件。

零件加熱時，與模具保持相同的溫度直至鍛造結束，這一特點，使模具激冷和材料的變型硬化的影響完全消除。等溫鍛造除了坯料應按規定進行加熱外，還應對模具進行加熱。對模具進行加熱是等溫鍛造的一個非常重要的環節。

隨著航天航空工業的航天器、飛機渦輪發動機等結構件及國防工業中關鍵零件的大型化。φ900mm-φ2000mm等溫鍛模具加熱的問題將會越來越突出。目前等溫鍛模具加熱普遍采用電阻絲加熱箱，對φ900mm-φ2000mm等溫鍛模具來講加熱時間將長達幾十小時、能耗高、如生產過程中電阻絲斷裂，無法熱態搶修，模具加熱會不均勻，對鍛件質量、模具壽命、生產效率都有影響。電阻絲模具加熱箱維修頻率高、維修費用大，生產效率低下在φ900mm-φ2000mm模具加熱上尤為突出。由此來看傳統的電阻絲加熱箱加熱φ900mm-φ2000mm等溫鍛模具，已不能適應裝備與生產發展的需求。

發明內容

本發明提出的是一種100KW-10000KW等溫鍛上下模具感應加熱用的全固態同頻同相輸出變頻雙電源，為了解決上下疊裝的感應爐之間的電磁干擾問題。采用一臺電源的逆變負載采樣信號為基準信號同時觸發二臺獨立變頻電源，使二臺獨立變頻電源輸出電壓同相、同頻工作。消除上下疊裝的感應爐之間的電磁干擾。IGBT逆變電路才能實現，二臺感應加熱電源，供上下模具二套感應爐，分別調溫調功按工藝要求感應加熱到950℃保溫二小時，滿足等溫鍛生產工藝要求。

本發明的技術解決方案：全固態同頻同相輸出變頻雙電源，其結構包括A、B二套全固態同頻同相輸出變頻電源，和感應加熱爐感應圈、感應爐變頻電流信號互感器、感應爐變頻電壓信號互感器；每套全固態同頻同相輸出變頻電源包括可控硅全橋整流部分、直流電抗器、IGBT逆變器和整流電路觸發器、保護信號發生器、逆變電路驅動觸發器、輔助直流電源，其中整流部分、直流電抗器、IGBT逆變器串接，所述輔助直流電源的電源輸出端連接整流電路觸發器、保護信號發生器、逆變電路驅動觸發器的電源輸入端，整流電路觸發器、保護信號發生器的第一信號輸入端相接，整流電路觸發器、保護信號發生器的第二信號輸入端和逆變電路驅動觸發器的第一信號輸入端相接，感應爐變頻電流信號互感器的一端連接A、B全固態同頻同相輸出變頻電源中的逆變電路驅動觸發器的第一信號輸入端相接，感應爐變頻電壓信號互感器的次級線圈連接A、B全固態同頻同相輸出變頻電源中的整流電路觸發器的第二信號輸入端。

本發明的效果和優點：

1）由一套感應爐變頻電流信號、變頻電壓信號同時驅動二套IGBT逆變器工作，使二套變頻電源輸出輸出電壓同相同頻工作。變頻雙電源分別對上下疊裝的上下模具感應加熱爐單獨供電，分別調功率。以達到疊裝的上下感應爐負載相互磁場干擾的消除。

2）縮短φ900mm-φ2000mm等溫鍛模具加熱時間（4-8小時）、提高加熱熱效率、提高生產效率、模具加溫均勻、提高產品質量、提高模具壽命、降低維修費用。

3）滿足了生產工藝要求。

4）整流觸發采用全數字式計數移相方式，調節精度高，抗干擾能力強。

5）電壓電流采用雙閉環PI調節控制模式，具有輸出恒電壓能力，保證感應爐端電壓不隨外界因素（如進線電壓、負載阻抗等）變化而變化，使設備運行更加平穩，功率調節范圍10%——100%。

6）設備具有過電壓、過電流、缺相、負載短路、低水壓、溫度過高等保護功能，設備具有啟停方便，調節控制靈活，使用維護簡單、效率高、穩定性好等優點。

7）由于選用IGPT變頻線路，電源的啟動成功率為100%，可以保證兩臺電源輸出電壓同頻同相工作。

附圖說明

附圖1是100KW-10000KW等溫鍛上下模具感應加熱用的全固態同頻同相輸出變頻雙電源的結構示意圖。