CN207351236U - 一种电磁感应保温炉纵向电磁搅拌装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种电磁感应保温炉纵向电磁搅拌装置，其是通过整流模块、滤波模块和逆变模块将工频交流电变成高频交流电，逆变模块的输出端接电磁感应保温炉的电磁感应线圈；该逆变模块的输出端还接有与电磁感应线圈串联的自动投切式并联电容器组；还设有控制单元，控制单元与自动投切式并联电容器组控线连接以控制其电容器投入数量，从而得到不同谐振频率，使电磁感应保温炉具有高频加热运行模式和低频搅拌运行模式；本实用新型通过人机交互单元设置，由控制单元控制电磁感应保温炉处于多种搅拌/加热运行模式，有效地解决了金属熔铸，尤其是合金熔铸出现的偏析、缩孔、形成柱状晶等质量问题。
Description
技术领域
本实用新型涉及熔炉技术领域，具体涉及一种电磁感应保温炉纵向电磁搅拌装置。
背景技术
为了提高有色金属产品质量，在金属冶炼或熔化过程中必须对液态金属进行充分的搅拌。搅拌的方法主要包括手动搅拌和电磁搅拌，其中，手动搅拌的搅拌质量较差，搅拌效率较低，但优点是成本低。电磁搅拌的工作原理是：变频电源向电磁感应器的感应线圈输送0.8-3.5HZ的超低频交流电流，感应器的铁芯产生行波磁场。当行波磁场穿透炉壁作用于金属熔液时，在洛伦磁力的作用下，金属熔液就会产生有规律的流动，从而达到对金属熔液进行搅拌的目的，即可有效的解决金属制品的偏析、缩孔、形成柱状晶等质量问题。
传统的焒熔铸保温炉多采用电阻加热方式，不仅热效率低，而且无法实现对金属溶液的搅拌，因而无法控制金属合金成分的均匀性，也就难以控制产品质量；普通电磁感应保温炉是将三相工频交流电通过整流、滤波和逆变环节变成10-20KHZ的高频单相交流电，然后连接电磁感应线圈并通过电磁感应的方式将能量传递到金属溶液，达到对金属溶液的加热保温效果；采用普通电磁保温炉，虽然能提高效率30%左右，但由于工作频率较高，很难克服铝液的粘滞作用产生搅拌效果，无法实现对铝合金产品质量的有效控制。
发明内容
本实用新型针对现有熔炉技术存在的上述不足，旨在提供一种电磁感应保温炉纵向电磁搅拌装置，以实现其工作稳定可靠、抗干扰性强、兼具高效率和电磁搅拌功能。
本实用新型所采取的技术方案如下：
一种电磁感应保温炉纵向电磁搅拌装置，电磁感应保温炉是通过整流模块、滤波模块和逆变模块将工频交流电变成高频交流电，逆变模块的输出端接电磁感应保温炉的电磁感应线圈，以通过电磁感应的方式实现对金属溶液的加热保温，其特殊之处体现在：该逆变模块的输出端还接有与电磁感应线圈串联的自动投切式并联电容器组；还设有控制单元，控制单元与自动投切式并联电容器组控线连接以控制其电容器投入数量，从而得到不同谐振频率 ，使电磁感应保温炉具有高频加热运行模式和低频搅拌运行模式；控制单元通过驱动单元驱动逆变模块并控制逆变模块输出低频或高频交流电；控制单元数据连接有人机交互单元，以通过人机交互单元对控制单元进行参数设置，参数包括有搅拌/加热切换时刻t、时间分配（t1,t2）、搅拌强度控制(μ)，从而使控制单元实现按照设定参数进行相关控制。
上述的不同的参数或参数组合以相应运行模式的形式固化于控制器中；上述的搅拌/加热切换时刻t或时间分配（t1,t2）可以是设定的具体时间值，也可以是在炉内液态金属温度升至设定的温度阈值时进行“加热→搅拌”切换或炉内液态金属温度降至设定的温度阈值时进行“搅拌→加热”切换。
还设有输出电流和电压采样电路，并设置锁相环PLL，根据PLL输出结果，由控制器对输出频率进行微调，确保各种运行状况下，设备均工作在谐振状态下。
控制单元还与电磁感应保温炉上的温感器控线连接以实现温度检测。
本实用新型的有益效果在于：其可通过人机交互单元设置，由控制单元控制电磁感应保温炉处于多种搅拌/加热运行模式，有效地解决了金属熔铸，尤其是合金熔铸出现的偏析、缩孔、形成柱状晶等质量问题。
附图说明
下面结合附图对本实用新型作进一步描述。
图1 为本实用新型的整体结构示意图。
具体实施方式
以下将结合具体实施例对本实用新型进行详细说明：
实施例1
该实施例的电磁感应保温炉可通过整流模块、滤波模块和逆变模块将三相工频交流电变成10-20KHZ的高频或0.8-3.5HZ的低频单相交流电，逆变模块的输出端接有电磁感应保温炉的电磁感应线圈，以及与电磁感应线圈串联的自动投切式并联电容器组；还设有控制单元，控制单元与自动投切式并联电容器组控线连接以控制其电容器投入数量，从而得到不同谐振频率，使电磁感应保温炉具有高频加热运行模式和低频搅拌运行模式；控制单元通过驱动单元驱动逆变模块并控制逆变模块输出低频或高频交流电；控制单元数据连接有人机交互单元，以通过人机交互单元对控制单元进行搅拌/加热切换时刻t、时间分配（t1,t2）、强度控制(μ)等参数设置，从而使控制单元根据设定参数确定电容器的投入数量、工作频率、PWM占空比等信息以进行相关控制。
上述的不同的参数或参数组合以相应运行模式的形式固化于控制器中。
还设有输出电流和电压采样电路，并设置锁相环PLL，根据PLL输出结果，由控制器对输出频率进行微调，确保各种运行状况下，设备均工作在谐振状态下。
控制单元还与电磁感应保温炉上的温感器控线连接以实现温度检测。
如图 1所示，当接通电源后，控制单元根据设定参数控制并联电容器组中的1组电容器的电磁开关闭合，并控制逆变模块输出12KHZ的高频交流电，使整个设备工作在高频加热运行模式；当炉内金属溶液温度达到设置值时，可以采用手动或自动的方式启动低频搅拌运行模式，并可设置搅拌时间和搅拌强度，此时，控制器根据设定值计算出需要投入电容器的数量、工作频率、PWM占空比等信息，首先通过专用电路控制并联电容器组中的电容投入数量，然后按照占空比由小到大的顺序，通过驱动单元驱动逆变模块输出3HZ的低频交流电，使整个设备工作在低频搅拌运行模式，同时，根据采集负载电流霍尔和电压霍尔信号，按照锁相环（PLL）算法计算出此时的相位差，从而实时调节输出脉冲信号的频率，使电路工作在谐振状态。当设定搅拌时间到或温度下降到设定值时，控制器通过将占空比由大到小的顺序缓慢停机，防止急停引起的关断过电压，停止搅拌后，首先将旁路的电容做放电处理，然后正常启动感应加热功能。
Claims (4)
1.一种电磁感应保温炉纵向电磁搅拌装置，所述电磁感应保温炉通过整流模块、滤波模块和逆变模块将工频交流电变成高频交流电，所述逆变模块的输出端接电磁感应保温炉的电磁感应线圈，以通过电磁感应的方式实现对炉内金属溶液的加热保温，其特征在于：所述逆变模块的输出还接有与电磁感应线圈串联的自动投切式并联电容器组；还设有控制单元，所述控制单元与自动投切式并联电容器组控线连接以控制其电容器投入数量，从而得到不同谐振频率 ，使电磁感应保温炉具有高频加热运行模式和低频搅拌运行模式；所述控制单元通过驱动单元驱动逆变模块并控制逆变模块输出低频或高频交流电；所述控制单元数据连接有人机交互单元，以通过人机交互单元对控制单元进行参数设置，所述的参数包括有搅拌/加热切换时刻t、时间分配（t1,t2）、搅拌强度(μ)，从而使控制单元实现按照设定参数进行相关控制。
2.根据权利要求1所述电磁感应保温炉纵向电磁搅拌装置，其特征在于：所述的不同的参数或参数组合以相应运行模式的形式固化于控制器中。
3.根据权利要求1所述电磁感应保温炉纵向电磁搅拌装置，其特征在于：还设有输出电流和电压采样电路，并设置锁相环PLL，根据PLL输出结果，由控制器对输出频率进行微调，确保各种运行状况下，设备均工作在谐振状态下。
4.根据权利要求1所述电磁感应保温炉纵向电磁搅拌装置，其特征在于：所述控制单元还与电磁感应保温炉上的温感器控线连接以实现温度检测。
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| CN201720718043.2U CN207351236U (zh) | 2017-06-20 | 2017-06-20 | 一种电磁感应保温炉纵向电磁搅拌装置 |
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| CN207351236U true CN207351236U (zh) | 2018-05-11 |
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| CN (1) | CN207351236U (zh) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN107166981A (zh) * | 2017-06-20 | 2017-09-15 | 山东滨州渤海活塞股份有限公司 | 一种电磁感应保温炉纵向电磁搅拌装置 |
| CN114923332A (zh) * | 2022-03-28 | 2022-08-19 | 山东大学 | 一种能同时实现电磁加热与电磁搅拌的装置及控制方法 |
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2017
- 2017-06-20 CN CN201720718043.2U patent/CN207351236U/zh active Active
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