CN1747324B - 高频脉冲振荡器 - Google Patents
高频脉冲振荡器 Download PDFInfo
- Publication number
- CN1747324B CN1747324B CN2005100082229A CN200510008222A CN1747324B CN 1747324 B CN1747324 B CN 1747324B CN 2005100082229 A CN2005100082229 A CN 2005100082229A CN 200510008222 A CN200510008222 A CN 200510008222A CN 1747324 B CN1747324 B CN 1747324B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- current
- output
- pulse
- signal
- switch block
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
- 238000004804 winding Methods 0.000 claims description 23
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 claims description 22
- 238000009499 grossing Methods 0.000 claims description 7
- 230000008859 change Effects 0.000 claims description 4
- 230000002265 prevention Effects 0.000 claims description 4
- 230000001360 synchronised effect Effects 0.000 claims description 4
- 238000007493 shaping process Methods 0.000 claims description 3
- 239000002184 metal Substances 0.000 abstract description 11
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 abstract description 11
- 238000000034 method Methods 0.000 abstract description 8
- 239000007769 metal material Substances 0.000 abstract description 7
- 230000008569 process Effects 0.000 abstract description 3
- 238000005096 rolling process Methods 0.000 description 15
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 10
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 9
- 239000000463 material Substances 0.000 description 9
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 7
- 238000005098 hot rolling Methods 0.000 description 5
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 4
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 3
- 238000005097 cold rolling Methods 0.000 description 3
- 238000005485 electric heating Methods 0.000 description 3
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 3
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 2
- 238000005266 casting Methods 0.000 description 2
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 2
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 2
- 230000006698 induction Effects 0.000 description 2
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 2
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 2
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 description 2
- 230000009471 action Effects 0.000 description 1
- 238000000137 annealing Methods 0.000 description 1
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 230000006835 compression Effects 0.000 description 1
- 238000007906 compression Methods 0.000 description 1
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 description 1
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 description 1
- 238000013461 design Methods 0.000 description 1
- 238000007599 discharging Methods 0.000 description 1
- 238000005265 energy consumption Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 230000005284 excitation Effects 0.000 description 1
- 230000009931 harmful effect Effects 0.000 description 1
- 230000008676 import Effects 0.000 description 1
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 1
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 238000000465 moulding Methods 0.000 description 1
- 230000001737 promoting effect Effects 0.000 description 1
- 230000000630 rising effect Effects 0.000 description 1
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 1
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 1
- 230000009466 transformation Effects 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03K—PULSE TECHNIQUE
- H03K3/00—Circuits for generating electric pulses; Monostable, bistable or multistable circuits
- H03K3/01—Details
-
- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03K—PULSE TECHNIQUE
- H03K3/00—Circuits for generating electric pulses; Monostable, bistable or multistable circuits
- H03K3/02—Generators characterised by the type of circuit or by the means used for producing pulses
- H03K3/53—Generators characterised by the type of circuit or by the means used for producing pulses by the use of an energy-accumulating element discharged through the load by a switching device controlled by an external signal and not incorporating positive feedback
- H03K3/57—Generators characterised by the type of circuit or by the means used for producing pulses by the use of an energy-accumulating element discharged through the load by a switching device controlled by an external signal and not incorporating positive feedback the switching device being a semiconductor device
-
- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03K—PULSE TECHNIQUE
- H03K17/00—Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking
- H03K17/12—Modifications for increasing the maximum permissible switched current
- H03K17/125—Modifications for increasing the maximum permissible switched current in thyristor switches
-
- H—ELECTRICITY
- H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
- H05B6/00—Heating by electric, magnetic or electromagnetic fields
- H05B6/02—Induction heating
- H05B6/06—Control, e.g. of temperature, of power
- H05B6/067—Control, e.g. of temperature, of power for melting furnaces
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
- B21B—ROLLING OF METAL
- B21B45/00—Devices for surface or other treatment of work, specially combined with or arranged in, or specially adapted for use in connection with, metal-rolling mills
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
- B21B—ROLLING OF METAL
- B21B45/00—Devices for surface or other treatment of work, specially combined with or arranged in, or specially adapted for use in connection with, metal-rolling mills
- B21B45/004—Heating the product
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- Ac-Ac Conversion (AREA)
- Rectifiers (AREA)
Abstract
一种用来提供具有高频率与大幅度的脉冲电流的高频脉冲振荡器，用来将金属材料转变为塑性状态，以易于处理或者闭合在金属部件中形成的微裂纹以恢复其机械特性，它包含：可控整流器、开关部分以及控制系统。可控整流器根据来自控制系统的控制信号，对从电流源提供的交流电进行整流，以输出具有预定波形的电流。开关部分根据来自控制系统的另一控制信号，使用来自整流器的电流生成脉冲电流，它包含至少一个开关块，连接所述至少一个开关块使脉冲电流的幅度增加。控制系统根据用来启动、停止以及重置生成脉冲电流的操作的信号以及指定或改变脉冲电流的频率与幅度的信号，来控制整流器与开关部分，使所生成的脉冲电流具有希望的频率与幅度。
Description
技术领域
一般地，本发明涉及一种高频脉冲振荡器，更具体地讲，涉及一种用来提供具有高频率与大幅度的脉冲电流的高频脉冲振荡器，用来将金属材料转变为塑性状态，以易于处理或者闭合在金属部件中形成的微裂纹以恢复其机械特性。
背景技术
以下将描述金属加工(具体为轧制处理)，其中可以使用本发明的高频脉冲振荡器。轧制(rolling)指以下处理：其通过挤压工作辊(work roll)之间的材料，引发金属材料的塑性变形。轧制为一种塑性处理类型，其中生产速度较快，并且可以容易地控制尺寸精度。因为与成形(molding)或铸造(casting)相比，轧制要求相对较低的生产成本，并且提供具有更一致的尺寸精度与质量的产品，所以人们经常采用这种方法。在轧制处理中，待处理的材料当其通过辊时经受由辊的压紧力引起的压缩应力，并且还在与辊的相互作用面上经受剪切应力。该剪切应力用来在辊之间推动材料。
基本有两种类型的轧制处理，即热轧与冷轧。冷轧指在常温下轧制待处理的材料，例如锭块，并且用来提供诸如板材、带材、与箔等具有高强度与良好尺寸精度的产品。在另一方面，热轧指在用加热炉加热之后轧制金属材料。一般地，通过热轧，锭块被处理为毛坯(bloom)或者坯锭(billet)，并进一步被处理为板、薄板、棒、管以及轨。
因为冷轧在常温下进行，所以其优点在于不需要用于加热带材等材料的任何特殊设备。然而冷轧一般要求退火处理。这样一来，整个轧制处理的时间变长而生产率下降。
在热轧中，金属带材在加热炉中加热，然后送入轧制设备。在轧制之前将金属带材加热到指定温度非常重要。即，如果加热温度大大低于指定温度，则会发生各种问题(例如不容易轧制，对轧制设备施加过度负荷，以及压制的带材不能获得所希望的属性)。然而，如果过高的温度被设置为加热温度(考虑到在将加热后的金属带材转移到轧制设备期间温度的下降)，则会增加金属带材的氧化。于是，所导致的能耗成本会不可避免地增加，甚至可能变得难以承担。在这种情况下，建议在热轧中尽可能靠近工作辊来加热金属带材。为此目的，采用高频感应加热方法与电加热方法似乎是合理的。
然而，高频感应加热设备通常较复杂昂贵，并且消耗太多能量。
另一方面，在电加热方法中，当将来自电源的直流施加到上/下工作辊与带材上时，工作辊与金属带材通过其各自的电阻加热。由此，其温度将上升。在日本专利公开第1998-180317号中公开了电加热型轧制设备的一个例子。然而，现有技术的电加热型轧制设备消耗太多能量。例如，当用电加热将宽100mm、厚2mm(即横截面积2cm2)的钢带轧制成厚0.25～0.3mm时，需要大约104A/cm2的电流密度。如果施加直流，则电流强度达到20kA，这是电流密度与待轧制带材的横截面积之间的乘积。除了这样高的功耗之外，钢带还被加热到400℃～500℃范围的温度，这会造成带材表面的氧化与退色。另外，因为工作辊包含在电路中，所以由于电腐蚀可能会缩短工作辊的寿命。而且，需要附加的冷却设备，用于防止由于来自钢带的热传递而损坏工作辊。另外，会对生产厂房周围的环境造成不良影响。
发明内容
一般地，本发明涉及一种高频脉冲振荡器，更具体地讲，涉及一种用来提供具有高频率与大幅度的脉冲电流的高频脉冲振荡器，用来将金属材料转变为塑性状态，以易于处理或者闭合在金属部件中形成的微裂纹以恢复其机械特性。
本发明的高频脉冲振荡器包含：可控整流器，用来对从电流源提供的交流电进行整流，以输出具有预定波形的电流；开关部分，包含一个或多个开关块，用来由具有预定波形的所述电流生成具有希望幅度与频率的脉冲电流，其中连接所述一个或多个开关块使所述脉冲电流的幅度增加；以及控制系统，用来生成第一与第二控制脉冲，其中将所述第一控制脉冲提供给所述可控整流器以控制对交流电进行的整流，并且将所述第二控制脉冲提供给所述一个或多个开关块，以控制将具有预定波形的所述电流变换为具有希望幅度与频率的所述脉冲电流。
所述控制系统可以包含：脉冲相位控制系统，用来生成所述第一控制脉冲；压控振荡器(VCO)，用来生成所述第二控制脉冲；保护/自动单元，用来根据START、STOP以及RESET信号来控制所述脉冲相位控制系统与所述压控振荡器，以启动、停止以及重置生成所述脉冲电流的操作；以及电源/同步单元，用来使用从所述电流源提供的所述交流电提供稳定电压源，并且生成用来使所述脉冲相位控制系统同步的信号。
当收到所述START信号时，所述保护/自动单元可以生成用于所述压控振荡器的SWITCH-ON信号，并且指令所述脉冲相位控制系统释放对所述第一控制脉冲的阻止。当收到所述STOP信号或者知道超过了所述高频脉冲振荡器的电流极限时，所述保护/自动单元可以停止向所述压控振荡器提供所述SWITCH-ON信号。然后，其可以指令所述脉冲相位控制系统阻止所述第一控制脉冲并反转所述可控整流器。当收到所述RESET信号时，所述保护/自动单元只有在确认未超过所述电流极限并且所述电流源完全放电之后，才准许生成所述SWITCH-ON信号。
所述控制系统还可以包含：遥控与本地控制面板，用来生成启动、停止以及重置生成所述脉冲电流的操作的信号、以及指定或改变所述脉冲电流的幅度与频率的信号。所述控制系统还可以包含：选择器，用来根据来自所述本地控制面板的LOCAL/REMOTE信号，选择性地接收来自所述遥控或本地控制面板的所述信号。
所述可控整流器可以是包含闸流管的可控三相整流器。在这种情况下，所述第一控制脉冲可以施加到所述闸流管的控制电极。
所述开关部分可以包含：电流传感器，用来测量负载中的电流，其中，所述脉冲电流被提供给所述负载；脉冲变压器，用来使所述脉冲电流具有希望幅度；以及开关闸流管，用来使所述脉冲电流具有希望频率。在这种情况下，所述控制系统可以从所述电流传感器接收所述负载中的电流的测量值。
在将上述高频振荡器用于轧制机的情况中，在现有技术中将连续的直流电施加到上/下工作辊与金属材料，而该高频振荡器提供不连续的脉冲电流以防止材料温度由于连续供应能量而过分升高。另外，由于上/下工作辊不需要包含在电路中，并且使用负载的分离的接触端(例如由一束铜线形成)将脉冲电流直接提供给材料，所以不会缩短工作辊的寿命，并且不会降低工作辊的抗腐蚀性。
附图说明
通过以下结合附图的对优选实施方式的描述，本发明的以上特征将变得明显。
图1为显示根据本发明构造的高频脉冲振荡器中的基本部件及其连接的示意图。
图2显示了根据本发明构造的高频脉冲振荡器的开关部分的实施方式。
图3显示了根据本发明的将图2中的开关块并联连接的开关部分的实施方式。
图4显示了根据本发明的将图2中的开关块串联连接的开关部分的实施方式。
图5显示了根据本发明构造的高频脉冲振荡器的控制系统的方框图。
图6示出了显示根据本发明构造的高频脉冲振荡器的各部件波形的曲线图。
具体实施方式
将容易理解：如本文附图与伴随文字中所概括描述和显示的本发明的部件能够以各种不同的配置来安排与设计，同时仍然使用本发明有创造性的概念。由此，以下对本发明的高频脉冲振荡器优选实施方式的详细描述，如在图1至6中以及附带文字中说明的，不是用来限制所要求保护的发明范围，而只是表示本发明的当前优选实施方式。本发明的当前优选实施方式最好通过参照附图理解，其中相同的部件或步骤始终由相同的标号指示。
图1为显示根据本发明构造的高频脉冲振荡器中基本部件及其连接的示意图。
如图1所示，高频脉冲振荡器100包含：控制系统500，用于处理指令以启动、停止以及重置生成脉冲电流的操作，以及用于控制对所生成的脉冲电流的幅度与频率的调整；可控整流器150，用来根据来自控制系统500的控制信号对从电流源250提供的交流电进行整流，以输出具有预定波形的电流；以及开关部分200，用来由输出于整流器150的电流生成具有希望幅度与频率的脉冲电流。所生成的脉冲电流提供给负载Rload。控制系统500与开关部分200连接到公共电流源250，其优选地提供具有幅度380-690V、频率50-60Hz的交流电。
控制系统500可以连接到开关闸流管的控制电极与阳极，以提供用来控制开关闸流管的控制信号，该开关闸流管包含于开关部分200中。另外，控制系统500接收连接到开关部分200的负载Rload中电流的测量值，以根据测量值控制高频脉冲振荡器100的操作。控制系统500生成START(启动)、STOP(停止)以及RESET(重置)信号，以分别启动、停止以及重置生成脉冲电流的操作。它还根据用户通过遥控或本地控制面板发出的指令生成Fsetup与Isetup信号，以指示所生成脉冲电流的希望频率与幅度。根据这些信号，控制系统500开始或者中止生成脉冲电流，并且控制开关部分200与整流器150，使得提供给Rload的脉冲电流可以具有希望频率与幅度。以下将参照图5描述控制系统500的具体构成。
可控整流器150可以是包含闸流管UV的三相整流器。在这种情况下，控制系统500可以连接到闸流管UV的控制电极，以提供用来控制闸流管UV的控制信号(第一控制脉冲)。
根据来自控制系统500的控制信号(第二控制脉冲)，开关部分200由输出于可控整流器150的电流生成具有希望幅度与频率的脉冲电流，并且将所生成的脉冲电流提供给Rload。图2中示出了开关部分200的具体结构示例以及整流器150和控制系统500。
如图2所示，开关部分200包含：电流传感器DT，用来测量负载Rload中的电流；脉冲变压器PT，用来使提供给负载Rload的脉冲电流具有希望幅度；以及开关闸流管VS，用来根据来自控制系统500的控制信号调整脉冲电流的频率。开关部分200还包含：电容器C，用来在生成脉冲电流的操作期间充、放电流；平滑电抗器SR，用来限制对电容器C进行充电的电流；放电二极管VD0，用来在将电流提供给负载Rload之前，对从电容器C通过脉冲变压器PT放电的电流进行整流；以及第一开关电抗器KR1与输出二极管VDB，它们与开关闸流管VS并联连接，用来使开关闸流管VS在电容器C放电之后具有反向电压。开关部分200通过第一与第二输出触点连接到负载Rload，每个触点由一束铜线形成。
参照图2，以下描述开关部分200的部件之间的具体连接。对于脉冲变压器PT，初级绕组位于脉冲变压器的左侧，其上端的第一输入连接到第一开关电抗器KR1与开关闸流管VS。另外，初级绕组下端的第二输入连接到电容器C的下端(第二)电极与整流器150的下端(第二)输出端。次级绕组位于脉冲变压器PT的右侧，其上端的第一输出通过输出二极管VDB连接到第一输出触点210。另外，次级绕组下端的第二输出通过电流传感器DT的初级绕组连接到第二输出触点220。
以下将描述整流器150与开关部分200之间的连接。可控整流器150的上端(第一)输出端通过平滑电抗器SR连接到电容器C的上端(第一)电极，并且连接到开关闸流管VS与放电二极管VD0的相对输入(放电二极管VD0的输出连接到第一开关电抗器KR1)。第二输出端连接到电容器C的第二电极和脉冲变压器PT初级绕组的第二输入。
同时，如果工作电流较低或者负载电阻较大(例如当负载断开时电阻可能非常大)，则开关部分200还可以包含第二开关电抗器KR2，例如扼流圈。第二开关电抗器KR2与脉冲变压器PT次级绕组的输出并联连接。使用电流传感器DT来测量负载Rload中的电流。
虽然上述开关部分200包含单一块(即开关块)，但是开关部分可以包含多个开关块。在这种情况下，通过多个电容器(即电容器组)充放电流，并且充电电流量将增加。另外，通过其放电的脉冲变压器的数目也增加了。因此，可以增加从高频脉冲振荡器100生成的脉冲电流的最大幅度。在这种结构下，可以并联或串联地连接多个开关块。图3与图4分别显示了n个块并联或串联地连接的例子。
参照图3，其结构与图2所示结构相同的开关块并联连接n次。整流器150的第一与第二输出端分别与开关块中平滑电抗器(SR1-SRn)左端上的输入以及电容器(C1-Cn)下端的第二电极并联连接。开关块中输出二极管(VDB1-VDBn)右端的输出端与电流传感器(DT1-DTn)初级绕组的输出端分别与第一和第二输出触点210与220并联连接。
图4显示n个开关块串联连接的开关部分200。即，第n个开关块中脉冲变压器PTn次级绕组的第一输出端通过输出二极管VDB连接到第一输出触点210。另外，第1个开关块中脉冲变压器PT1次级绕组的第二输出端通过电流传感器DT的初级绕组连接到第二输出触点220。第1个至第n-1个开关块中脉冲变压器PT1-PTn-1次级绕组的第一输出端连接到第2个至第n个开关块中脉冲变压器PT2-PTn的次级绕组的第二输出端。
如上所述，通过并联或串联连接(或者两者结合)，可以提高提供给负载Rload的脉冲电流的最大幅度。代替使用单个的整流器，如果需要，每个开关块都可以配备各自的可控整流器。
现在参照图5，以下更具体地描述上述控制系统500的结构。
图5示出了显示高频脉冲振荡器的控制系统500的方框图，该控制系统500与开关部分200连接，如图1-4所示。控制系统500包含：电源/同步单元，用来向控制系统500的所有部件提供稳定的电压源，并且生成信号Usynch以使脉冲相位控制系统502同步；脉冲相位控制系统，用来生成控制整流器150的信号(第一控制脉冲)，以按照需要设置并稳定所生成的脉冲电流的参数；遥控与本地控制面板503、504，用来生成START、STOP、RESET、Fsetup与Isetup信号，来控制生成脉冲电流的操作以及指定脉冲电流的频率与幅度；选择器505，用来根据来自本地控制面板503的LOCAL/REMOTE(遥控/本地)信号，选择性地接收这些来自所述遥控或本地控制面板的信号；保护/自动单元506，用来根据来自选择器505的信号，控制脉冲相位控制系统502与压控振荡器507；压控振荡器(VCO)507，用来生成用于控制包含于开关部分200中的开关闸流管(VS1-VSn)的信号(第二控制脉冲)；以及脉冲整形器508、509，用来分别整形第一与第二控制脉冲。
电源/同步单元501利用施加给它的交流电-其可能等于施加到整流器150的电流，以稳定的电压源±Vcc(例如±15V)来激励控制系统500的所有部件。它还提供同步信号Usynch给脉冲相位控制系统502，以利用时钟信号使脉冲相位控制系统502同步。
遥控与本地控制面板503、504生成信号(START、STOP、RESET)用以启动、停止以及重置生成被施加到负载Rload的脉冲电流的操作，以及生成用于指定脉冲电流的频率与幅度的信号(Fsetup与Isetup)。用户可以使用遥控或本地控制面板503、504的输入部件来输入所希望的指令，然后相应于这些指令的信号将被提供给选择器505。即，根据来自用户的指令，遥控面板503生成STARTremote、STOPremote、RESETremote、Fremotesetup与Iremotesetup信号，而安装在高频脉冲振荡器100上的本地控制面板504则生成STARTlocal、STOPlocal、RESETlocal、Flocalsetup与Ilocalsetup信号。
选择器505根据用户通过本地控制面板504指定的LOCAL/REMOTE信号，选择性地接收这些来自遥控或本地控制面板503、504的信号。它还给压控振荡器507提供Fsetup信号，给脉冲相位控制系统502提供Isetup信号，以及给保护/自动单元506提供START、STOP和RESET信号。
保护/自动单元506根据START信号，向压控振荡器507提供SWITCH-ON(打开)信号。当收到STOP信号或者保护电路知道超过了高频脉冲振荡器100的电路能够承受的最大电流极限时，保护/自动单元506关闭压控振荡器507，并且将用来阻止第一控制脉冲的信号以及用来反转整流器150的信号(INV)提供给脉冲相位控制系统502。同时，将终端定时(TT)信号作为时钟信号施加到保护/自动单元506。
压控振荡器507根据来自选择器505的Fsetup信号以及来自保护/自动单元506的SWITCH-ON信号，生成用于控制包含于开关部分200中的开关闸流管VS1-VSn的第二控制脉冲。第二控制脉冲被施加到开关部分200的脉冲整形器508。
脉冲相位控制系统502接收来自保护/自动单元506的、用来生成或阻止第一控制脉冲的信号和INV信号，以及来自选择器505的Isetup信号。根据这些信号，它生成或阻止第一控制脉冲，第一控制脉冲被提供给用于整流器150的脉冲整形器509。
脉冲整形器508的输出端连接到开关闸流管VS1-VSn的控制电极与阳极，以提供用来控制开关闸流管VS1-VSn的第二控制脉冲。脉冲整形器509的输出端连接到包含于整流器150中的闸流管UV的控制电极，以提供用来控制闸流管UV的第一控制脉冲。
现在参照图3-5，以下描述根据本发明实施方式的高频脉冲振荡器100的操作。
为了生成将要提供给负载Rload的脉冲电流，将来自电流源250的交流电施加到电源/同步单元501与整流器150。用户使用遥控或本地控制面板503、504，发出START命令，并且指定脉冲电流的希望频率与幅度，使得选择器505可以根据来自控制面板之一的信号生成START、Fsetup与Isetup信号。当保护/自动单元收到START信号时，它命令脉冲相位控制系统502停止对第一控制脉冲的阻止操作。然后，将第一控制脉冲从脉冲整形器509传送到整流器150。根据第一控制脉冲，整流器150对来自电流源250的交流电进行整流，以生成具有预定波形的电流(参看图6(a))。当这些电流被施加到开关部分200时，电容器C1-Cn被充电至由Isetup信号定义的电压。用于该充电操作的电流由平滑电抗器SR1-SRn来限制。在START信号之后经过一定时间(例如10至15毫秒)后，电容器C1-Cn首次充电至所述电压。然后，来自保护/自动单元506的SWITCH-ON信号启动压控振荡器507中的第二控制脉冲的生成，第二控制脉冲用于控制开关闸流管VS1-VSn。当将第二控制脉冲从脉冲整形器508提供给开关部分200时，电容器C1-Cn分别通过脉冲变压器PT1-PTn放电。图6(b)显示当电容器C1-Cn充电与放电时其电压的变化。由放电二极管VBD1-VBDn对从电容器C1-Cn放电的电流进行整流，这就建立了负载Rload的工作周期。当电容器C1-Cn放电时，利用积聚在脉冲变压器PT1-PTn以及连接线中的能量来打开反向的放电二极管VD01-VD0n。另外，开关闸流管VS1-VSn接收幅度与持续时间依赖于开关电抗器KR11-KR1n的参数的反向电压(参看图6(c))。
提供给负载Rload的脉冲电流的持续时间依赖于电容器C1-Cn的电容(例如，从80到200μms)。通过使用并联(图3)、串联(图4)或者组合地连接的开关块，(平滑地或者步进地)改变脉冲电流的幅度(参看图6(d))。(在设置阶段以及常规操作期间)，可以使用遥控和/或本地控制面板503、504上的附加显示器来监控所生成的脉冲电流的频率与幅度，并且在需要时进行纠正。根据脉冲变压器与线路的电阻，在开关部分200之中分配所生成的脉冲电流。如果必要，开关部分200中的每个开关块都可以配备单独的具有可变负荷分布的可控整流器。
为了终止生成脉冲电流的操作，保护/自动单元506利用STOP信号或者来自保护电路的信号来形成INV信号(其要求整流器150充当反转器)。然后，在经过一定时间之后(例如10到15毫秒之后)，它关闭压控振荡器507，终止提供SWITCH-ON信号，并且发送控制脉冲阻止命令给脉冲相位控制系统502。这些动作可靠地释放在电流源250中积聚的能量。在通过发送STOP信号进行的普通关闭的情况下，可以立即打开电流源250。在另一方面，在关闭过程中涉及保护电路的情况下，当收到来自保护/自动单元506的信号时，用户在打开之前必须发出RESET命令，这就确认了未超过电流极限，以及电流源250完全放电。
根据该结构，高频脉冲振荡器100能够提供脉冲电流以激励负载，它具有包含上述特定元件的单个开关块，其参数如下：
-电流强度：高达20kA，
-电压：高达100V
-持续时间：80-200μms
-脉冲频率：0-1000Hz
这些参数可以根据本发明元件的改变而变化。本发明的高频脉冲振荡器可以直接向诸如轧制机等设备中待处理的金属材料提供具有这些参数的脉冲电流。这样，就不会使材料的温度由于持续供电而过度升高。因此，不需要冷却设备，并且可以避免工作辊的电腐蚀。同时，所生成的脉冲电流还可以用来闭合在金属部件中形成的微裂纹以恢复其机械特性。
虽然上面结合特定优选实施方式描述了本发明，但是显然本领域技术人员在不脱离本发明范围的前提下，可以进行各种替换、修改与变体。由此，本发明的范围与宽度不限于上述的示范性实施方式，而只应由权利要求及其等效方案来限定。
Claims (10)
1.一种高频脉冲振荡器，包括：
可控整流器，用来对从电流源提供的交流电进行整流，并输出具有预定波形的第一输出电流；
至少一个开关块，其包括：
开关闸流管，用来通过使用所述第一输出电流而使脉冲电流具有希望频率；
脉冲变压器，用来使所述脉冲电流具有希望幅度；以及
电流传感器，用来测量负载中的电流，其中所述脉冲电流被提供给所述负载，
由此，所述至少一个开关块从所述第一输出电流生成具有所述希望幅度与频率的脉冲电流，其中，所述至少一个开关块被连接，使得所述脉冲电流的幅度增加；以及
控制器，其包括：
脉冲相位控制器，用来生成所述第一控制脉冲，以便控制所述交流电的整流；
压控振荡器，用来生成所述第二控制脉冲，以便控制所述第一输出电流的整流，从而输出所述脉冲电流；
保护/自动单元，用来控制所述脉冲相位控制器与所述压控振荡器；
以及
电源/同步单元，用来通过使用从所述电流源提供的所述交流电，来提供稳定电压源，并且生成用来使所述脉冲相位控制器同步的信号，
其中，所述控制器接收所述负载中的电流的测量值，以便基于所述测量值来控制该高频脉冲振荡器的操作。
2.如权利要求1所述的高频脉冲振荡器，其中，所述保护/自动单元根据START、STOP以及RESET信号来控制所述脉冲相位控制器与所述压控振荡器，以启动、停止以及重置生成所述脉冲电流的操作。
3.如权利要求1所述的高频脉冲振荡器，其中，所述控制器还包括：
遥控与本地控制面板，用来生成启动、停止以及重置生成所述脉冲电流的操作的信号以及指定或改变所述脉冲电流的幅度与频率的信号；以及
选择器，用来根据来自所述本地控制面板的LOCAL/REMOTE信号，选择性地接收来自所述遥控或本地控制面板的所述信号。
4.如权利要求2所述的高频脉冲振荡器，其中：
当收到所述START信号时，所述保护/自动单元生成用于所述压控振荡器的SWITCH-ON信号，并且指令所述脉冲相位控制器释放对所述第一控制脉冲的阻止；
当收到所述STOP信号或者知道超过了所述高频脉冲振荡器的电流极限时，所述保护/自动单元停止向所述压控振荡器提供所述SWITCH-ON信号，并且指令所述脉冲相位控制器阻止所述第一控制脉冲并反转所述可控整流器；以及
当收到所述RESET信号时，所述保护/自动单元只有在确认未超过所述电流极限并且所述电流源完全放电之后，才准许生成所述SWITCH-ON信号。
5.如权利要求2所述的高频脉冲振荡器，其中，所述控制器还包括：
用于所述至少一个开关块的脉冲整形器，用来对所述第二控制脉冲进行整形；以及
用于可控整流器的脉冲整形器，用来对所述第一控制脉冲进行整形。
6.如权利要求1所述的高频脉冲振荡器，其中：
所述至少一个开关块还包括放电二极管、平滑电抗器、第一开关电抗器、输出二极管以及电容器；
所述脉冲变压器的初级绕组的第二输入连接到所述电容器的第二电极，所述脉冲变压器的次级绕组的第一输出通过所述输出二极管连接到用来连接到所述负载的第一输出触点，并且次级绕组的第二输出通过所述电流传感器的初级绕组连接到用来连接到所述负载的第二输出触点；
所述放电二极管的输出通过所述第一开关电抗器连接到所述开关闸流管以及所述脉冲变压器的初级绕组的第一输入；以及
所述可控整流器的第一输出端通过所述平滑电抗器连接到所述电容器的第一电极以及所述开关闸流管与所述放电二极管的相对输入；并且所述可控整流器的第二输出端连接到所述电容器组的第二电极以及所述脉冲变压器的初级绕组的第二输入。
7.如权利要求6所述的高频脉冲振荡器，其中，所述至少一个开关块还包括：第二开关电抗器，与所述脉冲变压器的次级绕组并联地连接到所述电流传感器的初级绕组的第一输入和所述输出二极管的阳极。
8.如权利要求1所述的高频脉冲振荡器，其中，所述可控整流器是包括闸流管的可控三相整流器，并且其中，将所述第一控制脉冲施加到所述闸流管的控制电极。
9.如权利要求6所述的高频脉冲振荡器，其中：
所述至少一个开关块包括n个相同的开关块；
所述整流器的第一与第二输出端分别与每一个所述开关块中的平滑电抗器的输入以及电容器的第二电极并联地连接；以及
每一个所述开关块中的输出二极管的输出端以及电流传感器的初级绕组的输出端分别与所述第一与第二输出触点并联地连接。
10.如权利要求6所述的高频脉冲振荡器，其中：
所述至少一个开关块包括n个相同的开关块；
第n个开关块中的脉冲变压器的第一输出端通过所述输出二极管连接到所述第一输出触点；
第1个开关块中的脉冲变压器的第二输出端通过所述电流传感器的初级绕组连接到所述第二输出触点；以及
第1至第n-1个开关块中的脉冲变压器的第一输出端分别连接到第2至第n个开关块中的脉冲变压器的第二输出端。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR71067/04 | 2004-09-07 | ||
| KR1020040071067A KR100493337B1 (ko) | 2004-09-07 | 2004-09-07 | 고주파 펄스 발진기 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN1747324A CN1747324A (zh) | 2006-03-15 |
| CN1747324B true CN1747324B (zh) | 2010-05-26 |
Family
ID=36160188
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN2005100082229A Expired - Fee Related CN1747324B (zh) | 2004-09-07 | 2005-02-06 | 高频脉冲振荡器 |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US7115843B2 (zh) |
| JP (1) | JP3851916B2 (zh) |
| KR (1) | KR100493337B1 (zh) |
| CN (1) | CN1747324B (zh) |
| DE (1) | DE102005003672A1 (zh) |
Families Citing this family (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7196718B1 (en) | 2004-08-26 | 2007-03-27 | Sprint Spectrum L.P. | Method and apparatus for transmission of digital image to destination associated with voice call participant |
| US7424310B1 (en) * | 2004-08-26 | 2008-09-09 | Sprint Spectrum L.P. | System, method, and apparatus for automatic transmission of recently captured images |
| JP4702156B2 (ja) * | 2006-04-17 | 2011-06-15 | 株式会社明電舎 | パルス電源 |
| KR100777783B1 (ko) * | 2006-04-28 | 2007-11-21 | 주식회사 인트로메딕 | 신호 발생 장치 및 이것의 동작 제어 방법 |
| US7668445B2 (en) * | 2006-07-28 | 2010-02-23 | Emerson Electric Co. | Apparatus and method for detecting condition of a heating element |
| JP4460650B1 (ja) * | 2008-10-27 | 2010-05-12 | 株式会社ＭＥＲＳＴｅｃｈ | 電力逆変換装置 |
| WO2010058401A2 (en) * | 2008-11-20 | 2010-05-27 | Pulsar Welding Ltd . | System for producing high intensity electric current pulses |
| US11594981B2 (en) | 2019-05-20 | 2023-02-28 | Mitsubishi Electric Corporation | Power supply device |
| JP2021150178A (ja) * | 2020-03-19 | 2021-09-27 | 本田技研工業株式会社 | 発熱装置、及び発熱装置の制御方法 |
| CN114798733A (zh) * | 2022-06-30 | 2022-07-29 | 太原理工大学 | 电辅助轧制三层金属复合板的电流加载装置及使用方法 |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2004004420A1 (en) * | 2002-06-26 | 2004-01-08 | Mitsui Engineering & Shipbuilding Co.,Ltd. | Induction heating method and unit |
| JP2004014487A (ja) * | 2002-06-12 | 2004-01-15 | Denki Kogyo Co Ltd | 複数の加熱コイルによる高周波加熱装置とその方法 |
Family Cites Families (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4501947A (en) * | 1983-12-15 | 1985-02-26 | Kerlin Jack H | Electric arc unbalance correction system |
| JP2530812B2 (ja) | 1985-12-12 | 1996-09-04 | 富士電機株式会社 | 高周波誘導加熱装置 |
| JPH05327351A (ja) * | 1992-04-08 | 1993-12-10 | Unisia Jecs Corp | 高周波発生装置 |
| US5363020A (en) * | 1993-02-05 | 1994-11-08 | Systems And Service International, Inc. | Electronic power controller |
| JPH08264272A (ja) * | 1995-03-27 | 1996-10-11 | Seta Giken:Kk | 電磁誘導加熱装置 |
| JP3640117B2 (ja) * | 1996-12-26 | 2005-04-20 | 石川島播磨重工業株式会社 | 通電加熱圧延装置 |
| JPH1197771A (ja) | 1997-09-17 | 1999-04-09 | Hitachi Ltd | レーザ刻印装置 |
| SE512692C2 (sv) * | 1998-03-02 | 2000-05-02 | Abb Ab | Metod och anordning för kontinuerlig gjutning |
| KR200201202Y1 (ko) * | 1998-07-24 | 2000-11-01 | 최대규 | 고주파발생장치 |
| JP3870582B2 (ja) | 1998-12-02 | 2007-01-17 | 株式会社島津製作所 | 発光分析装置 |
-
2004
- 2004-09-07 KR KR1020040071067A patent/KR100493337B1/ko not_active IP Right Cessation
-
2005
- 2005-01-25 US US11/041,221 patent/US7115843B2/en not_active Expired - Fee Related
- 2005-01-26 DE DE102005003672A patent/DE102005003672A1/de not_active Withdrawn
- 2005-02-03 JP JP2005028183A patent/JP3851916B2/ja not_active Expired - Fee Related
- 2005-02-06 CN CN2005100082229A patent/CN1747324B/zh not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2004014487A (ja) * | 2002-06-12 | 2004-01-15 | Denki Kogyo Co Ltd | 複数の加熱コイルによる高周波加熱装置とその方法 |
| WO2004004420A1 (en) * | 2002-06-26 | 2004-01-08 | Mitsui Engineering & Shipbuilding Co.,Ltd. | Induction heating method and unit |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US7115843B2 (en) | 2006-10-03 |
| CN1747324A (zh) | 2006-03-15 |
| JP2006081143A (ja) | 2006-03-23 |
| KR100493337B1 (ko) | 2005-06-02 |
| US20060050536A1 (en) | 2006-03-09 |
| JP3851916B2 (ja) | 2006-11-29 |
| DE102005003672A1 (de) | 2006-03-30 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN1747324B (zh) | 高频脉冲振荡器 | |
| CN100521484C (zh) | 电力供给装置以及感应加热装置 | |
| CN109731982A (zh) | 难变形材料复杂截面空心构件自阻加热电磁成形方法 | |
| CN104772339A (zh) | 提高钢板边缘降控制过程中轧制稳定性的方法 | |
| CN103840685B (zh) | 三相可控极性的直流电弧炉电源装置 | |
| CN110814146B (zh) | 一种应用于电液成形的全固态高压脉冲发生电路及装置 | |
| CN107614996B (zh) | 对电弧炉的闪变控制 | |
| CN103759528A (zh) | 交流电弧炉新型稳恒流调功率（电极免升降）节能系统 | |
| CN105634447A (zh) | 产生多种磁场的节能控制电路 | |
| CN111464017B (zh) | 一种工业电解制氟高频开关电源及其控制方法 | |
| CN101871174B (zh) | 服装标志自动熨烫装置及方法 | |
| CN201742590U (zh) | 棒料中频加热温度闭环控制系统 | |
| JP5928788B2 (ja) | 誘導加熱装置 | |
| CN204913016U (zh) | 同一焊接周期内交直流焊接模式共存的焊机 | |
| CN208722761U (zh) | 一种薄膜电容器用热压设备 | |
| EP2441165B1 (en) | Improvements in the distribution and utilisation of electrical energy in industrial processes | |
| CN201134039Y (zh) | 可分区遥控的低电压电毯或类似物控制装置 | |
| CN111085584A (zh) | 一种电磁加热翻边模具 | |
| CN202260476U (zh) | 一种双重控制的无功补偿电路 | |
| CN205123402U (zh) | 一种高阻负载击穿启动电源设备 | |
| JP2000331774A (ja) | 複数誘導炉溶解システム | |
| JPH027517B2 (zh) | ||
| CN215063661U (zh) | 炉衬烘烤电源装置 | |
| CN204272411U (zh) | 一种用于金属工件加热的电磁感应装置 | |
| CN213073154U (zh) | 一种自动阻抗调节的感应加热、熔化的变频电源系统 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| C17 | Cessation of patent right | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20100526 Termination date: 20140206 |