CN101568205A - 电磁加热系统 - Google Patents

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CN101568205A CNA2009100495164A CN200910049516A CN101568205A CN 101568205 A CN101568205 A CN 101568205A CN A2009100495164 A CNA2009100495164 A CN A2009100495164A CN 200910049516 A CN200910049516 A CN 200910049516A CN 101568205 A CN101568205 A CN 101568205A
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肖冬生
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Abstract

本发明涉及一种电磁加热系统，包括交流电源，过流检测装置，温度检测装置，过压检测装置及电热线圈，所述的交流电源，通过桥式整流与滤波，产生大于300伏的直流高压，该直流电压通过IGBT功率管与金属熔胶筒的电热线圈连接，所述的过流检测装置、温度检测装置、过压检测装置与CPU控制电路即微处理器相连，所述的微处理器产生的PWM波直接控制IGBT的G极控制脚，将300伏的直流电压逆变成交流电压，该交流电压在电热线圈产生磁场。本发明可达到高精度、高效率、低能耗、低噪声、高自动化等技术特点，前景广阔，可替代传统型电阻式加热注塑机，促进注塑机行业进步，提高与国际市场的竞争能力。

Description

电磁加热系统
技术领域
本发明属工业控制电磁加热技术领域，特别是涉及一种采用磁场感应涡流加热原理的电磁加热系统。
背景技术
在传统的工业控制中，大部分采用电阻加热的控制方式，由电能转换为热能的热效率较低，耗电大、升温速度慢，热损失很严重，电功率的损耗很大，而采用电磁加热系统作为工业的加热控制，可以大幅度的节电，如：3000瓦的功率，用电磁加热系统仅需用3-4安培的用电，而用传统的电阻加热则要耗损10多安培的用电。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种采用磁场感应涡流加热原理，利用电流通过线圈产生磁场，当磁场内的磁力线通过金属熔胶筒时即会产生无数小涡流，使熔胶筒自行高速发热的电磁加热系统。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：提供一种电磁加热系统，包括三相交流电源，过流检测装置，温度检测装置，过压检测装置及电热线圈，所述的三相交流电源，通过桥式整流与滤波，产生大于500伏的直流高压，该直流电压通过IGBT功率管与金属熔胶筒的电热线圈连接，所述的过流检测装置、温度检测装置、过压检测装置与CPU控制电路即微处理器相连，所述的微处理器产生的PWM波直接控制IGBT的G极控制脚，将500伏的直流电压逆变成交流电压，该交流电压在电热线圈产生磁场。
所述的过流检测装置、温度检测装置、过压检测装置通过微处理器产生的PWM波连接到运算放大器的控制电路上。
所述的过压检测装置控制隔离加热线圈，当加热时允许高压交流通过，不加热时则关闭高压交流电压；用漏电保护电路控制加热线圈的漏电现象。
所述的金属熔胶筒采用三层石棉板和石棉带对其进行隔热。
所述的IGBT功率管为1200V。
所述的IGBT功率管控制电热线圈的电流为30安。
有益效果
本发明采用防辐射保护高频吸收电容，干扰低频电磁波对外辐射；采用高压隔离的方式，当加热时才允许高压交流通过，不加热时则关闭高压交流电压，这样既节约能源，又解决了安全隐患；用漏电保护方式控制加热线圈的漏电现象；采用三层石棉板和石棉带对加热的金属熔胶筒隔热，避免对外的热传导。本发明具有高精度、高效率、低能耗、低噪声、高自动化等技术创新特点
附图说明
图1为本发明的结构示意图。
图2为本发明的PWM采样电路图。
图3为本发明的过流与过压保护电路图。
图4为本发明的PWM输出与推挽电路图。
图5为本发明的IGBT管控制电路图。
图6为本发明的IGBT管输出电压比较电路图。
具体实施方式
下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。此外应理解，在阅读了本发明讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。
电磁加热系统的重要部件：
1、IGBT管
2、M16C系列芯片
3、自制金属熔胶筒及线圈
4、高频吸收电容器
5、控制IGBT管的运算放大器
本发明用微处理器对电磁加热系统的电流、电压、温度等进行控制。
如图1所示，交流电输入后，通过整流滤波，产生300多伏的直流高压，该直流电压通过1200V的IGBT功率管与金属熔胶筒的电热线圈连接，控制IGBT功率管也就控制了电热线圈的30安的电流，而由微处理器产生的PWM波直接控制IGBT的G极控制脚，将300伏的直流电压逆变成交流电压，该交变电压在加热线圈产生磁场，从而将金属熔胶筒加热，其温度可达400多度。
该电磁加热系统的保护包括高压保护、浪涌电流保护、温度的设置及过热保护等。通过微处理器产生的PWM波连接到运算放大器的控制电路上，可靠的保证了电路的稳定性。
电磁加热系统主要技术指标：
1、电加热线圈电感0.0856mh
2、线圈的品质因数80％以上
3、线圈加热温度400度以上
4、PWM波工作频率25千赫芝
5、线圈工作电流4安培
电磁加热系统安全保护措施：
1、电磁波低频辐射对人体有一定的影响，故此，我们采用防辐射保护高频吸收电容，干扰低频电磁波对外辐射。
2、电磁加热系统的高压安全保护很重要，我们采用高压隔离的方式，用特殊的控制方式隔离加热线圈，当加热时才允许高压交流通过，不加热时则关闭高压交流电压。用漏电保护方式控制加热线圈的漏电现象。
3、隔热保护是电磁加热系统中的主要问题，我们采用三层石棉板和石棉带对加热的金属熔胶筒隔热，避免对外的热传导。
如图2所示，PWM采样电路，该电路核心技术是：达林顿管DTC114EUA和光耦TLP521的选择，电路的构成，电阻参数的设计。
如图3所示，过流与过压保护电路均是从高压段获得浪涌电流及过电压或欠电压保护电路，核心技术是电路构成和元器件的选择。
如图4所示，PWM输出与推挽电路，该电路是整个系统的主要控制部分，其核心技术是将PWM的输出控制IGBT管的栅极，电路参数的选择直接关系到控制精度和控制功能的实现。
如图5所示，IGBT管控制及回路振荡器形成电路。
如图6所示，IGBT管输出电压比较电路，该电路的技术点是电路的形成和电路器件参数的设计。

Claims (6)

1.一种电磁加热系统，包括三相交流电源，过流检测装置，温度检测装置，过压检测装置及电热线圈，其特征在于：所述的三相交流电源，通过桥式整流与滤波，产生大于500伏的直流高压，该直流电压通过IGBT功率管与金属熔胶筒的电热线圈连接，所述的过流检测装置、温度检测装置、过压检测装置与CPU控制电路即微处理器相连，所述的微处理器产生的PWM波直接控制IGBT的G极控制脚，将500伏的直流电压逆变成交流电压，该交流电压在电热线圈产生磁场。
2.根据权利要求1所述的一种电磁加热系统，其特征在于：所述的过流检测装置、温度检测装置、过压检测装置通过微处理器产生的PWM波连接到运算放大器的控制电路上。
3.根据权利要求1所述的一种电磁加热系统，其特征在于：所述的过压检测装置控制隔离加热线圈，当加热时允许高压交流通过，不加热时则关闭高压交流电压；用漏电保护电路控制加热线圈的漏电现象。
4.根据权利要求1所述的一种电磁加热系统，其特征在于：所述的金属熔胶筒采用三层石棉板和石棉带对其进行隔热。
5.根据权利要求1所述的一种电磁加热系统，其特征在于：所述的IGBT功率管为1200V。
6.根据权利要求1所述的一种电磁加热系统，其特征在于：所述的IGBT功率管控制电热线圈的电流为30安。
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