CN102353258A

CN102353258A - 工业级微波高温辊道连接烧结窑炉的微波源排布方法

Info

Publication number: CN102353258A
Application number: CN201110242866XA
Authority: CN
Inventors: 孙友元; 彭锦波; 周飞; 曹二斌; 张刚; 谢平春; 张波; 万绍平
Original assignee: HUNAN AEROSPACE INDUSTRY GENERAL Corp
Current assignee: HUNAN AEROSPACE INDUSTRY GENERAL Corp
Priority date: 2011-08-23
Filing date: 2011-08-23
Publication date: 2012-02-15

Abstract

本发明公开了一种工业级微波高温辊道连接烧结窑炉的微波源排布方法，属于工业级微波高温辊道连接烧结设备领域，为了解决现有烧结窑炉的馈能口布置不合理，降低了微波源输出功率和效率，甚至会损坏微波源，造成微波源产生非寿命终了失效的问题，所述微波源排布方法是在所述工业级微波高温辊道连接烧结窑炉的炉体两侧设有沿着辊道方向布置的多个馈能口，其中任意相邻两个馈能口之间的距离L为微波波长λ的二分之一的奇数倍，即L＝nλ/2，其中n为奇数。本发明可以最大程度实现炉腔内微波场的均匀分布，提高了微波源的使用效率，改善了材料的烧结质量。

Description

工业级微波高温辊道连接烧结窑炉的微波源排布方法

技术领域

本发明涉及工业级微波高温辊道连接烧结设备领域，具体为一种工业级微波高温辊道连接烧结窑炉的微波源排布方法。

背景技术

国内外大多数厂家都采用多管功率合成的方法来代替单管大功率微波源。功率合成技术需要每个微波源的频率和相位一致，所以工业微波炉在炉膛顶部或两侧微波源的相对位置、距离、极化面的分布是否合理非常重要。一旦布置不合理，轻则降低微波源输出功率和效率，严重的情况则甚至会损坏微波源，使微波源产生非寿命终了失效。通常对其馈能方式的基本要求是：

(1)、在荷载情况下，炉腔与微波源具有良好的匹配，使微波源的功率无反射地馈入腔内；

(2)、馈能装置应能最大限度地激励起众多电磁振荡模式，以保证炉腔内微波场分布的均匀性。

馈能装置一般分为直接耦合和间接耦合两种类型。直接耦合馈能是微波由波导经过开口直接辐照到物料上加热；而间接耦合馈能则是微波从波导传播到谐振腔，在谐振腔内振荡，形成均匀场分布后，再经过孔阵列辐照到物料进行加热。

现有的微波电源控制方案出于节约成本的考虑，多采用负载的星形接法或撤消星形接法中性线，让三相负载自己在线电压中找平衡，这样，三相线电流矢量相加后的剩余电流能够在负载中消耗掉，不会串到主电网上去，消除了对供电电网的影响。采用负载的星形接法存在如下缺陷：一旦三相负载不平衡，将产生较大的零线电流，而通常一台设备使用的微波源数量又比较多，这样将每一个微波源的零线电流累积起来，供电电网主零线的电流将非常可观，这不符合安全用电的规范，也会对电网中其他的用电设备产生干扰。采用后一种接线方案也存在如下两个问题：一、三相交流负载可能会严重不平衡，使得输入电压也不平衡，这样会造成输入电压大的长时间过载运行，严重影响微波磁控管的使用寿命，输入电压小的长时间达不到额定工作电压，满足不了微波功率的需求。二、微波源只能成组控制，不能单个控制。星形接法三相负载如果关掉一路，将使这一路的电压电流累积到另两路负载中去，使其瞬间过载烧坏。

发明内容

为了克服现有的工业级微波高温辊道连接烧结窑炉的馈能口布置不合理，降低了微波源输出功率和效率，甚至会损坏微波源，造成微波源产生非寿命终了失效的不足，本发明旨在提供一种工业级微波高温辊道连接烧结窑炉的微波源排布方法，该微波源排布方法可以最大程度实现炉腔内微波场的均匀分布，保证炉腔的功率密度，提高烧结质量。

为了实现上述目的，本发明所采用的技术方案是：所述工业级微波高温辊道连接烧结窑炉，有炉体，所述炉体两侧设有沿着辊道方向布置的多个馈能口，其结构特点是，任意相邻两个馈能口之间的距离L为微波波长λ的二分之一的奇数倍，即L＝nλ/2，其中n为奇数。

进一步地，所述工业级微波高温辊道连接烧结窑炉的同组微波源的电源通过三角形接法与380V三相交流电连接。更进一步地，所述三角形接法是指所述同组微波源包括微波电源GP-111，微波电源GP-112和微波电源GP-113，所述微波电源GP-111的L端、微波电源GP-112的L端与380V交流电源的A相电连接在一起；所述微波电源GP-111的M端、微波电源GP-113的M端与380V交流电源的B相电连接在一起；所述微波电源GP-112的N端、微波电源GP-113的N端与380V交流电源的C相电连接在一起。

工业窑炉属于大容积高功率炉体，对微波效能有较高要求，因此采用了效率较高的直接耦合馈能方式，微波源通过开设在炉体两侧的馈能口直接将微波能输送到炉腔中。藉由上述结构，在确定馈口位置时，可以最大限度地激励起尽可能多的模式，以保证膛内的场分布均匀性，采用多管馈能，多微波源同时向炉腔馈能以实现较高的功率密度。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明通过合理布置微波源，不仅能提高微波源的使用效率，有效保证炉腔的功率密度，而且可以最大程度实现炉腔内微波场的均匀分布，这对材料的均匀烧结是非常有益的。

另外，同组微波源按三相交流电的三角形接法错位排布，保证了电网的负载平衡，延长了微波源的工作寿命。

以下结合附图和实施例对本发明作进一步阐述。

附图说明

图1是本发明所述馈能口分布示意图；

图2是多管馈能波形分布示意图；

图3是本发明所述三个一组的微波电源的电连接示意图。

在图中

GP-111，GP-112，GP-113为三个一组的微波电源；

A，B，C为380V交流电源的三相输入。

具体实施方式

一种工业级微波高温辊道连接烧结窑炉的微波源排布方法，有炉体，所述炉体两侧设有沿着辊道方向布置的多个馈能口，如图1所示，任意相邻两个馈能口之间的距离L为微波波长λ的二分之一的奇数倍，即L＝nλ/2，其中n为奇数。

所述工业级微波高温辊道连接烧结窑炉的同组微波源的电源通过三角形接法与380V三相交流电连接，如图3所示，所述三角形接法是指所述同组微波源包括微波电源GP-111，微波电源GP-112和微波电源GP-113；所述微波电源GP-111的L端、微波电源GP-112的L端与A相电连接在一起；所述微波电源GP-111的M端、微波电源GP-113的M端与B相电连接在一起；所述微波电源GP-112的N端、微波电源GP-113的N端与C相电连接在一起。同组微波源按三相交流电的三角形接法错位排布也保证了电网的负载平衡，延长了微波源的工作寿命。

由此，各馈能口相隔距离为二分之一波长的奇数倍，即nλ/2(n＝1，3，5，7...)，如图1所示。单个微波源的轴向(沿辊道方向)波形分布示意图如图2-a所示，在与其间隔λ/2的地方加入相同相位的微波场，其波形分布示意图如图2-b所示，可合成轴向均匀的类驻波场。再加上由腔体尺寸决定的横纵面驻波场，如图2-c所示，可在腔体内形成均匀无盲区的驻波分布，从而保证产品烧结的均匀性。

同时，为了尽量减少各端口相互之间的交叉耦合现象，本发明采用两路波导口电场方向呈90度的正交极化方式馈能。

上述实施例阐明的内容应当理解为这些实施例仅用于更清楚地说明本发明，而不用于限制本发明的范围，在阅读了本发明之后，本领域技术人员对本发明的各种等价形式的修改均落于本申请所附权利要求所限定的范围。

Claims

1.一种工业级微波高温辊道连接烧结窑炉的微波源排布方法，在工业级微波高温辊道连接烧结窑炉炉体的两侧设有沿着辊道方向布置的多个馈能口，其特征是，任意相邻两个馈能口之间的距离L为微波波长λ的二分之一的奇数倍，即L＝nλ/2，其中n为奇数。

2.根据权利要求1所述的工业级微波高温辊道连接烧结窑炉的微波源排布方法，其特征在于，所述工业级微波高温辊道连接烧结窑炉的同组微波源的电源通过三角形接法与380V三相交流电连接。

3.根据权利要求2所述的工业级微波高温辊道连接烧结窑炉的微波源排布方法，其特征在于，所述三角形接法是指所述同组微波源包括微波电源GP-111，微波电源GP-112和微波电源GP-113，所述微波电源GP-111的L端、微波电源GP-112的L端与380V交流电源的A相电连接在一起；所述微波电源GP-111的M端、微波电源GP-113的M端与380V交流电源的B相电连接在一起；所述微波电源GP-112的N端、微波电源GP-113的N端与380V交流电源的C相电连接在一起。