[發明專利]一種用于石墨反應釜加熱的可調功率感應加熱電源系統

有效

• 申請號: 202110567742.2
• 申請日: 2021-05-24
• 公開（公告）號: CN113316278B
• 公開（公告）日: 2023-05-16
• 發明（設計）人: 王志為;張苒;高恒;崔岳
• 申請（專利權）人: 核工業理化工程研究院
• 主分類號: H05B6/06
• 分類號: H05B6/06
• 代理公司: 天津創智睿誠知識產權代理有限公司 12251
• 代理人: 王海濱

本發明公開了一種用于石墨反應釜加熱的可調功率感應加熱電源系統，主要由整流、逆變、諧振回路與主控板四部分構成，本發明直流側使用三相無控整流技術，逆變側使用單相全橋方波逆變技術與移頻調功的功率調節方案；諧振回路選用自藕變壓器隔離的串聯諧振拓撲結構；主控板以DSP芯片為核心主要完成四部分功能1)AD采集部分，進行電流、電壓、溫度等數據采集，2)PWM波形生成，生成一定頻率的全橋方波逆變PWM信號，通過IGBT驅動板實現兩IGBT模塊的驅動，實現全橋方波逆變功能，3)控制算法實現，實現功率PID閉環控制算法與溫度遲滯比較算法等，4)接口電路，通過IO口完成面板按鍵動作的采集與接觸器接觸器動作的控制等。

技術領域

本發明屬于電力系統供電技術領域，具體涉及一種用于石墨反應釜加熱的可調功率感應加熱電源系統。

背景技術

國內目前多使用電阻絲加熱電源對石墨反應釜進行加熱。電阻絲加熱電源主要將電阻絲制成加熱板或加熱圈將電阻絲緊貼在反應釜上通過熱傳導的方式來傳遞熱能。電阻加熱電源多存在加熱效率低，預熱時間長，恒溫精度低及電熱絲易損壞等特點，不具備工業現場大規模應用條件。

發明內容

本發明的目的在于克服現有技術的不足，提供一種用于石墨反應釜加熱的可調功率感應加熱電源系統，其利用電磁感應加熱原理，通過調頻調功的閉環控制算法實現電源輸出功率在一定范圍內連續可調，利用非接觸式紅外溫度傳感器與遲滯比較算法，根據溫度門限調節電源輸出功率對石墨反應釜的加熱溫度進行精確控制。

本發明是通過以下技術方案實現的：

一種用于石墨反應釜加熱的可調功率感應加熱電源系統，包括三相整流橋模塊、逆變模塊、諧振回路和主控板；

三相整流橋模塊的輸入側連接三相380V交流電，直流輸出側連接DC整流濾波電容組件，在三相整流橋模塊和DC整流濾波電容組件之間的連接電路上設置接觸器用于控制電路的通斷，并且在三相整流橋模塊和DC整流濾波電容組件之間的連接電路上并聯設置一個帶有預充電電阻的旁路，當接觸器斷開時，這條旁路能夠導通；

DC整流濾波電容組件輸出端連接逆變模塊的輸入側，逆變模塊的逆變輸出側連接諧振回路；

所述諧振回路包括自藕變壓器、AC隔直電容組件、諧振電容組件和諧振感應線圈，逆變模塊的逆變輸出側連接自藕變壓器的輸入側，并在逆變模塊和自藕變壓器之間設置AC隔直電容組件；自藕變壓器的輸出側連接桶狀石墨反應釜上的諧振感應線圈，并在自藕變壓器和諧振感應線圈之間設置諧振電容組件；

所述主控板以DSP芯片為核心，主控板上設置有繼電器輸出接口、直流電壓采集接口、PWM驅動輸出接口、中頻電流采集與整形接口、溫度檢測接口、RS485通訊口、以及用于連接面板開關的IO接口，其中，繼電器輸出接口連接接觸器；直流電壓采集接口連接DC整流濾波電容組件的兩輸出端，用于采集DC整流濾波電容組件兩端的直流母線電壓；PWM驅動輸出接口連接IGBT驅動板，IGBT驅動板連接至逆變模塊；中頻電流采集與整形接口連接逆變模塊的輸出側的電流傳感器；溫度檢測接口連接用于檢測石墨反應釜溫度的溫度檢測單元；RS485通訊口連接觸摸屏，實現人機交互。

在上述技術方案中，三相整流橋模塊采用MDS400A1600V型三相整流橋模塊。

在上述技術方案中，逆變模塊采用英飛凌FF450R12KT4?IGBT模塊組成的單相全橋逆變組件。

在上述技術方案中，DC整流濾波電容組件型號為9400μF/800V。

在上述技術方案中，接觸器型號為CJX2-95。

在上述技術方案中，觸摸屏型號為mcgsTPC7062Ti。