[發(fā)明專(zhuān)利]一種感應(yīng)加熱校平機(jī)調(diào)功器恒電流及恒功率控制系統(tǒng)

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201711252192.5
• 申請(qǐng)日: 2017-12-01
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN108347795A
• 公開(kāi)（公告）日: 2018-07-31
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 方臣富;高宇;孫遠(yuǎn);楊志東;李蓮斌
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 江蘇科技大學(xué);江蘇科技大學(xué)海洋裝備研究院
• 主分類(lèi)號(hào): H05B6/06
• 分類(lèi)號(hào): H05B6/06
• 代理公司: 北京一格知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11316
• 代理人: 滑春生

本發(fā)明涉及一種感應(yīng)加熱校平機(jī)調(diào)功器恒電流及恒功率控制系統(tǒng)，其特征在于：包括主電路、驅(qū)動(dòng)電路和控制電路，所述主電路、驅(qū)動(dòng)電路和控制電路構(gòu)成一個(gè)完整的閉環(huán)控制系統(tǒng)，所述控制電路通過(guò)由主電路采集的反饋量及用戶設(shè)置的給定量經(jīng)過(guò)運(yùn)算及處理后，生成驅(qū)動(dòng)信號(hào)輸入到驅(qū)動(dòng)電路，由驅(qū)動(dòng)電路產(chǎn)生驅(qū)動(dòng)脈沖控制主電路的開(kāi)通及關(guān)斷；本發(fā)明與一般的感應(yīng)加熱校平設(shè)備相比，具有體積小、重量輕、容易移動(dòng)、作業(yè)范圍廣的特點(diǎn)；此外具有加熱效率高、加熱速度快、節(jié)能等特點(diǎn)；加熱過(guò)程穩(wěn)定，加熱電源狀態(tài)可調(diào)，校平效果好的特點(diǎn)；本發(fā)明克服了單恒流電源及單恒功率電源的缺點(diǎn)，并保留了兩者的優(yōu)點(diǎn)，因此具良好的實(shí)用前景及經(jīng)濟(jì)效益。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及船舶制造工程領(lǐng)域，尤其涉及一種感應(yīng)加熱校平機(jī)調(diào)功器恒電流及恒功率控制系統(tǒng)。

背景技術(shù)

目前，船舶及海洋工程結(jié)構(gòu)主要采用熔焊工藝連接，焊接電弧對(duì)鋼材的不均勻局部加熱，必然導(dǎo)致船舶及海洋工程結(jié)構(gòu)產(chǎn)生應(yīng)力和變形。由于船舶及海洋工程結(jié)構(gòu)體積大、質(zhì)量大，無(wú)法采用機(jī)械校平變形，現(xiàn)在主要依靠火工進(jìn)行校平。火工校平變形工藝存在諸多缺點(diǎn)，如加熱時(shí)間長(zhǎng)，校平厚度大的鋼板時(shí)容易造成過(guò)燒，對(duì)操作者的經(jīng)驗(yàn)、技能要求高，校平效果穩(wěn)定性、一致性較差；另一方面，校平過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生有毒氣體和煙塵污染環(huán)境，乙炔、液化氣安全性較差。

高頻感應(yīng)加熱技術(shù)是近年來(lái)飛速發(fā)展的一種新型加熱方法，相比于傳統(tǒng)的“火焰-水冷”加熱而言，它具有高效、清潔、易于操作、安全無(wú)污染等優(yōu)勢(shì)，因而在工業(yè)領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用前景；感應(yīng)加熱校平與火工校平相比，升溫快、熱輸入準(zhǔn)確可控、機(jī)械化作業(yè)，可減少80％的校平工作量、顯著提高校平質(zhì)量、改善操作者工作環(huán)境；消除了火焰加熱會(huì)產(chǎn)生有害煙氣、容易灼傷皮膚、易燃易爆等安全隱患。

今后，感應(yīng)加熱校平工藝必將在船舶及海洋工程結(jié)構(gòu)建造中得到越來(lái)越多的應(yīng)用。

對(duì)于一般的感應(yīng)加熱設(shè)備，其調(diào)壓部分普遍采用的是電流反饋的控制方式，因而其作為電源的外特性曲線類(lèi)似于弧焊電源的恒流特性，即加熱過(guò)程的電流保持恒定不變。其優(yōu)點(diǎn)是：反饋量簡(jiǎn)單、穩(wěn)定性強(qiáng)、有效防止過(guò)流故障等，但其缺點(diǎn)也是顯而易見(jiàn)的：由于加熱過(guò)程加熱頭出在不斷移動(dòng)移動(dòng)中，雖然電流恒定不變，但電壓值卻在不斷地波動(dòng)，這就直接造成了加熱過(guò)程加熱功率不穩(wěn)定，即熱輸入的不均勻。

在一些情況下，為了保證加熱鋼板的溫度處于運(yùn)輸上升的狀態(tài)，我們希望加熱過(guò)程的熱輸入是恒定的，即加熱功率是不變的。因此，需要一種恒功率的控制方式來(lái)保證感應(yīng)加熱電源的功率輸出恒定。但是，這種模式的反饋量為功率，即電壓和電流的乘積，我們很難保證功率一定的同時(shí)，電壓和電流處在一定的范圍：當(dāng)電壓很小時(shí)，電流可能瞬間達(dá)到很大；電流很小時(shí)，電壓瞬間增加到很大。

因此，有必要采用同時(shí)具有恒功率及恒電流功能的感應(yīng)加熱電源，來(lái)保證加熱過(guò)程及加熱狀態(tài)的穩(wěn)定。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種感應(yīng)加熱校平機(jī)調(diào)功器恒電流及恒功率控制系統(tǒng)，能夠解決一般的感應(yīng)加熱設(shè)備僅僅能夠保證加熱功率的恒定或僅僅能夠保證加熱電流的恒定，無(wú)法同時(shí)實(shí)現(xiàn)兩者均恒定的問(wèn)題。

為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明的技術(shù)方案為：一種感應(yīng)加熱校平機(jī)調(diào)功器恒電流及恒功率控制系統(tǒng)，其創(chuàng)新點(diǎn)在于：包括主電路、驅(qū)動(dòng)電路和控制電路，所述主電路、驅(qū)動(dòng)電路和控制電路構(gòu)成一個(gè)完整的閉環(huán)控制系統(tǒng)，所述控制電路通過(guò)由主電路采集的反饋量及用戶設(shè)置的給定量經(jīng)過(guò)運(yùn)算及處理后，生成驅(qū)動(dòng)信號(hào)輸入到驅(qū)動(dòng)電路，由驅(qū)動(dòng)電路產(chǎn)生驅(qū)動(dòng)脈沖控制主電路的開(kāi)通及關(guān)斷；

所述主電路包括壓敏電阻過(guò)壓鉗位電路、三相整流電路、濾波電路、調(diào)壓斬波電路和RLC濾波電路；所述壓敏電阻過(guò)壓鉗位電路、三相整流電路、濾波電路、調(diào)壓斬波電路和RLC濾波電路依次相連；所述調(diào)壓斬波電路中設(shè)置有IGBT模塊形成的全橋逆變電路；