CN104507190B - 一种用于金属工件加热的电磁感应装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种用于金属工件加热的电磁感应装置，包括控制柜、电容器、加热线圈以及与控制柜连接的三相交流电源，所述的加热线圈与电容器并联；控制柜内设有微电脑主控板、逆变脉冲激励变压器、中频扫频传感器、可控整流电路和含有四组SCR的全桥逆变电路；所述的三相交流电源依次经过可控整流电路和直流电抗器后与全桥逆变电路连接；微电脑主控板的控制端经过逆变脉冲变压器与全桥逆变电路的控制极相连；可控整流电路的控制极与微电脑主控板的整流控制端连接；可控整流电路上还设有电流互感器，电流互感器的输出端经匹配变压器与微电脑主控板的可控整流电流反馈检测端连接。该装置结构简单，加热速度快，运行稳定，故障率低。
Description
技术领域
本发明涉及一种电磁感应装置，具体说是一种用于金属工件加热的电磁感应装置。
背景技术
在金属工件的制造中，淬火是一种重要的处理步骤。淬火可以提高金属工件的硬度及耐磨性，因而广泛用于各种工、模、量具及要求表面耐磨的零件，如齿轮、轧辊、渗碳零件等。目前的淬火处理工艺中，通常采用火焰加热工件，这种加热方式不仅有废气、废渣排放，而且加热过程中大部分热量散发到环境中，冷源利用率低，并且工件在加热过程中一直与燃料及其氧化物接触，容易使异物侵入，从而影响工件质量，这种加热方式还需要将工件整体加热，无法做局部加热，能量消耗大，并且整体加热导致工件变形大，影响工件成品质量。
发明内容
本发明的目的是针对上述技术中的不足，提供一种用于金属工件加热的电磁感应装置，该装置结构简单，加热速度快，运行稳定，故障率低。
本发明实现上述目的采用的技术方案是：一种用于金属工件加热的电磁感应装置，包括控制柜、电容器、加热线圈以及与控制柜连接的三相交流电源，所述的加热线圈与电容器并联；控制柜内设有微电脑主控板、逆变脉冲激励变压器、中频扫频传感器、可控整流电路和含有四组SCR的全桥逆变电路；电容器和加热线圈并接后的一端与全桥逆变电路中相互并联的第一组SCR和第二组SCR相接，电容器和加热线圈并接后的另一端与全桥逆变电路中相互并联的第三组SCR和第四组SCR相接；所述的三相交流电源依次经过可控整流电路和直流电抗器后与全桥逆变电路连接；微电脑主控板的控制端经过逆变脉冲变压器与全桥逆变电路的控制极相连；可控整流电路的控制极与微电脑主控板的整流控制端连接；可控整流电路上还设有电流互感器，电流互感器的输出端经匹配变压器与微电脑主控板的可控整流电流反馈检测端连接。
所述的全桥逆变电路中，每组SCR中均设有两个相互串联的SCR。
所述的可控整流电路和全桥逆变电路上设有冷却水盒，冷却水盒内设有水腔，水腔上设有进水口和出水口，进水口和出水口处分别连接导水管，导水管呈环状盘旋设置。
所述的冷却水盒的进水口处设有流量传感器，流量传感器的输出端与微电脑主控板的缺水反馈检测端连接。
所述的加热线圈由中空无缝铜管螺旋盘绕而成，加热线圈一端设有进线连接端子和冷水进口，另一端设有出线连接端子和冷水出口。
所述的可控整流电路为可控桥式整流电路，每个桥臂上设有一只SCR，每只SCR的控制端分别和微电脑主控板连接。
所述的电容器与加热线圈的并联电路中还设有中频电压互感器；微电脑主控板中还设有过流传感器和过压传感器，中频电压互感器的一组输出端分别与微电脑主控板的中频扫频传感器、过流传感器和过压传感器的反馈信号检测端连接。
本发明的有益效果
本发明中，三相电源经可控整流、电抗滤波后，再经全桥逆变电路变为交变电流，在全桥逆变电路中采用SCR零电压软启动控制，启动成功率高，无冲击，提高了负载电路的稳定性和加热效率，并且简化了电路组成，降低了故障率。微电脑主控板设有扫频信号反馈检测端，自动跟踪谐振电路的频率。微电脑主控板的控制信号经过激励变压器后控制SCR的开关。输出功率的调整是通过直流调压的方式实现的，为实现直流调压，微电脑主控板还设有电流反馈信号检测端、三相同步信号检测端，保证了可控整流可靠安全工作。在本技术方案的全桥逆变电路中，四个桥臂对称通断工作，每组SCR中均设有两个串联的SCR，这降低了SCR的压降要求，提高了系统的稳定性。为了保护SCR，微电脑主板设有过流、过压分析和响应中断电路，一旦过流、过压现象立即关断电路，防止意外发生。另外，本技术方案中SCR、加热线圈设有水冷装置，采用冷却水进行冷却，该设置方式冷却效率高，极大提高了设备的稳定性。本技术方案的加热设备电路结构简单，加热速度快，运行稳定，故障率低，自动跟踪谐振电路固有频率，能够根据需要调整交变电流的功率，调整简便且调整范围大。
附图说明
图1是本发明的结构示意图；
图2是本发明控制柜中的电路结构示意图；
图3是本发明中全桥逆变电路的设置方式示意图；
图4是本发明中可控整流电路的设置方式示意图；
图5是本发明中SCR冷却水盒的连接方式示意图；
图6是本发明中与冷却水盒连接的导水管的盘旋方式示意图；
图7是本发明中加热线圈的结构示意图；
附图标记：1、控制柜，2、电容器，3、加热线圈，4、微电脑主控板，5、逆变脉冲激励变压器，6、三相交流电源，7、可控整流电路，8、直流电抗器，9、电流互感器，10、匹配变压器，11、全桥逆变电路，12、第一组SCR，13、第二组SCR，14、第三组SCR，15、第四组SCR，16、中频扫频传感器，17、流量传感器，18、过流传感器，19、过压传感器，20、冷却水盒，21、进水口，22、出水口，23、冷水进口，24、冷水出口，25、进线连接端子，26、出线连接端子，27、导水管。
具体实施方式
以下结合附图和具体实施例对本发明做进一步说明：
一种用于金属工件加热的电磁感应装置，包括控制柜1、电容器2、加热线圈3以及与控制柜1连接的三相交流电源6，其特征在于：所述的加热线圈3与电容器2并联；控制柜1内设有微电脑主控板4、逆变脉冲激励变压器5、中频扫频传感器16、可控整流电路7和含有四组SCR的全桥逆变电路11；电容器2和加热线圈3并接后的一端与全桥逆变电路11中相互并联的第一组SCR12和第二组SCR13相接，电容器2和加热线圈3并接后的另一端与全桥逆变电路11中相互并联的第三组SCR14和第四组SCR15相接，每组SCR中均设有两个相互串联的SCR，能够提高系统的稳定性；所述的三相交流电源6依次经过可控整流电路7和直流电抗器8后与全桥逆变电路11连接；微电脑主控板4的控制端经过逆变脉冲变压器5与全桥逆变电路11的控制极相连；可控整流电路7为可控桥式整流电路，每个桥臂上设有一只SCR，每只SCR的控制端分别和微电脑主控板4连接。可控整流电路7上还设有电流互感器9，电流互感器9的输出端经匹配变压器10与微电脑主控板4的可控整流电流反馈检测端连接。所述的电容器2与加热线圈3的并联电路中还设有中频电压互感器；微电脑主控板4中还设有过流传感器18和过压传感器19，中频电压互感器的一组输出端分别与微电脑主控板4的中频扫频传感器16、过流传感器18和过压传感器19的反馈信号检测端连接。
所述的可控整流电路7和全桥逆变电路11上设有冷却水盒20，冷却水盒20内设有水腔，水腔上设有进水口21和出水口22，在水腔内通入循环水以降低SCR的温度，进水口21和出水口22处分别连接导水管27，导水管27呈环状盘旋设置。冷却水盒20的进水口21处设有流量传感器17，流量传感器17的输出端与微电脑主控板4的缺水反馈检测端连接，实时监测水冷装置的通水情况，防止意外缺水。所述的加热线圈3由中空无缝铜管螺旋盘绕而成，加热线圈3一端设有进线连接端子25和冷水进口23，另一端设有出线连接端子26和冷水出口24，这种冷却方式使线圈直接和冷却水接触，降温效率高。
所述的中频扫频传感器16一组输出端分别与微电脑主控板的扫频反馈信号检测端、过流检测端、过压检测端连接。微电脑主控板4除设有控制和反馈接口外，还有缺相分析显示、过压分析显示和过流分析显示功能。
Claims (5)
1.一种用于金属工件加热的电磁感应装置，包括控制柜（1）、电容器（2）、加热线圈（3）以及与控制柜（1）连接的三相交流电源（6），其特征在于：所述的加热线圈（3）与电容器（2）并联；控制柜（1）内设有微电脑主控板（4）、逆变脉冲激励变压器（5）、中频扫频传感器（16）、可控整流电路（7）和含有四组SCR的全桥逆变电路（11）；电容器（2）和加热线圈（3）并接后的一端与全桥逆变电路（11）中相互并联的第一组SCR（12）和第二组SCR（13）相接，电容器（2）和加热线圈（3）并接后的另一端与全桥逆变电路（11）中相互并联的第三组SCR（14）和第四组SCR（15）相接；所述的三相交流电源（6）依次经过可控整流电路（7）和直流电抗器（8）后与全桥逆变电路（11）连接；微电脑主控板（4）的控制端经过逆变脉冲变压器（5）与全桥逆变电路（11）的控制极相连；可控整流电路（7）的控制极与微电脑主控板（4）的整流控制端连接；可控整流电路（7）上还设有电流互感器（9），电流互感器（9）的输出端经匹配变压器（10）与微电脑主控板（4）的可控整流电流反馈检测端连接；所述的全桥逆变电路（11）中，每组SCR中均设有两个相互串联的SCR；所述的可控整流电路（7）为可控桥式整流电路，每个桥臂上设有一只SCR，每只SCR的控制端分别和微电脑主控板（4）连接。
2.如权利要求1所述的一种用于金属工件加热的电磁感应装置，其特征在于：所述的可控整流电路（7）和全桥逆变电路（11）上设有冷却水盒（20），冷却水盒（20）内设有水腔，水腔上设有进水口（21）和出水口（22），进水口（21）和出水口（22）处分别连接导水管（27），导水管（27）呈环状盘旋设置。
3.如权利要求2所述的一种用于金属工件加热的电磁感应装置，其特征在于：所述的冷却水盒（20）的进水口（21）处设有流量传感器（17），流量传感器（17）的输出端与微电脑主控板（4）的缺水反馈检测端连接。
4.如权利要求1所述的一种用于金属工件加热的电磁感应装置，其特征在于：所述的加热线圈（3）由中空无缝铜管螺旋盘绕而成，加热线圈（3）一端设有进线连接端子（25）和冷水进口（23），另一端设有出线连接端子（26）和冷水出口（24）。
5.如权利要求1所述的一种用于金属工件加热的电磁感应装置，其特征在于：所述的电容器（2）与加热线圈（3）的并联电路中还设有中频电压互感器；微电脑主控板（4）中还设有过流传感器（18）和过压传感器（19），中频电压互感器的一组输出端分别与微电脑主控板（4）的中频扫频传感器（16）、过流传感器（18）和过压传感器（19）的反馈信号检测端连接。
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