CN207939407U - 一种工业电阻炉温控功率调节装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种电功率调节装置，特别是涉及一种工业电阻炉温控功率调节装置，其属于工业电加热技术领域。其特征在于，包括将三相工频交流电转换成单相直流电的三相桥整流模块，其输出端跨接直流平波模块，所述的直流平波模块的输出端，与一个由占空比可调的矩形波逆变模块、及单相变压隔离模块构成的占空比可调的单相矩形波逆变输出电路相连接。实现了对电网无冲击，无低频干扰；电能利用率高，节能环保；单相输出，无三相不平衡现象，无需考虑三相负载平衡，加热元件并联运行，个别损坏不影响生产；线性功率调节，控温精度高，有效提高产品质量提高生产效率，有效降低生产维护成本。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种电功率调节装置，特别是涉及一种工业电阻炉温控功率调节装置，其属于工业电加热技术领域。
背景技术
现有工业电阻炉温控功率调节装置技术现状：
采用固态继电器或者晶闸管过零开关通过调节通断比调节电功率实现控制温度的目的，在此方式中，对电网有低频干扰、对电网有冲击，不能带变压器负载，负载适应范围小，满足不了低电压大电流负载的要求。此方式只有在温度较低和控温精度要求不高的场合采用；
使用可控硅（晶闸管）采用移相调压方式调节电功率以达到控制温度的目的，此方式是现在普遍采用的方式。但此方式中，功率因素低、谐波含量高，对电网污染大，要求三相平衡负载，加热元件需串联连接，个别损坏会导致整相故障，必须停炉检修，并且与电网不隔离，加热元件对地击穿概率高，热元件寿命短；
在此的基础上配以大功率工频电炉变压器，以实现隔离及低电压大电流供电,采用大截面积加热元件，以延长电热元件寿命，功率因素低，谐波含量高，对电网污染大，要求三相平衡负载，热元件串联工作等大部分缺点仍存在，并且大大提高设备制造成本，只适宜在要求比较高的地方采用。
发明内容
本实用新型解决的技术问题是提供一种工业电阻炉温控功率调节装置，以克服现有技术的缺点，保留其优点，以达到：①实现了对电网无冲击，无低频干扰；②输入功率因素高，谐波含量低，电能利用率高，节能环保；③单相输出，无三相不平衡现象，无需考虑三相负载平衡，加热元件并联运行，个别损坏不影响生产；④线性功率调节，控温精度高，有效提高产品质量；④变压器隔离输出，负载适应范围广，安全可靠；⑤大大降低设备故障频率，提高生产效率，有效降低生产维护成本。
为解决上述技术问题，本实用新型采用的一个技术方案是：提供一种工业电阻炉温控功率调节装置，包括：将三相工频交流电转换成单相直流电的三相桥整流模块，直流平波模块，占空比可调的矩形波逆变模块及单相变压器隔离模块，各功能模块依次电性连接，实现将三相工频交流电转换成其他频率及电压的单相矩形波交流电，并通过对矩形波占空比的调节实现对负载功率的调节控制。
一种工业电阻炉温控功率调节装置，其特征在于，包括将三相工频交流电转换成单相直流电的三相桥整流模块，其输出端跨接直流平波模块，所述的直流平波模块的输出端，与一个由占空比可调的矩形波逆变模块、及单相变压隔离模块构成的占空比可调的单相矩形波逆变输出电路相连接。
所述的三相工频交流电为三相50Hz或者60Hz的正弦波交流电。
所述的直流平波模块为两只800V电压等级的不同容量的金属化薄膜电容器。
所述的占空比可调的矩形波逆变模块包括：功率模块IGBT，所述功率模块IGBT为绝缘栅双极晶体管模块及相应的驱动控制单元。
所述的矩形波逆变模块的工作频率为150Hz-200Hz之间。
所述的单相变压隔离模块为：与逆变频率150-200Hz和电压相匹配的单相变压器。
所述的驱动控制单元包括连接温度传感器的控制器，以及根据控温设置，向占空比可调的矩形波逆变模块输出控制信号的控制器。
本实用新型的有益效果：①实现了对电网无冲击，无低频干扰；②输入功率因素高，谐波含量低，电能利用率高，节能环保；③单相输出，无三相不平衡现象，无需考虑三相负载平衡，加热元件并联运行，个别损坏不影响生产；④线性功率调节，控温精度高，有效提高产品质量；④变压器隔离输出，负载适应范围广，安全可靠；⑤大大降低设备故障频率，提高生产效率，有效降低生产维护成本。
附图说明
为了更清楚地说明本实用新型实施案例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图，其中：
图1是本实用新型的原理框图；
图2是本实用新型的主电路原理图。
具体实施方式
实施例中，一种工业电阻炉温控功率调节装置，其特征在于，包括将三相工频交流电转换成单相直流电的三相桥整流模块，其输出端跨接直流平波模块，所述的直流平波模块的输出端，与一个由占空比可调的矩形波逆变模块、及单相变压隔离模块构成的占空比可调的单相矩形波逆变输出电路相连接。
所述的三相工频交流电为三相50Hz或者60Hz的正弦波交流电。
所述的直流平波模块为两只800V电压等级的不同容量的金属化薄膜电容器。
所述的占空比可调的矩形波逆变模块包括：功率模块IGBT为绝缘栅双极晶体管模块及相应的驱动控制单元。
所述的矩形波逆变模块的工作频率为150Hz-200Hz之间。
所述的单相变压隔离模块为：与逆变频率150-200Hz和电压相匹配的单相变压器。
所述的驱动控制单元包括连接温度传感器的控制器，以及根据控温设置，向占空比可调的矩形波逆变模块输出控制信号的控制器。该控制器属于现有技术范围，本领域技术人员熟知，不再赘述。
所述三相桥整流输出的单相直流电的纹波系数≤6%。在一个较佳实施例中，所述逆变模块采用IGBT绝缘栅双极型晶体管，将单相直流电转换成单相矩形波交流电，所述的矩形波交流电占空比可调，所述矩形波交流电的频率大于50Hz小于400Hz，通常150Hz-200Hz之间。
下面将对本实用新型案例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
请参阅图1-2，在本实用新型的一个具体实施例中提供一种工业电阻炉温控功率调节装置，所述的工业电阻炉温功率调节装置包括：将三相工频交流电转换成单相直流电的三相桥整流模块、直流平波模块、占空比可调的矩形波逆变模块、及单相变压隔离模块。上述模块之间依次电性连接。实现将三相工频交流电转换成与负载相匹配的其他频率及电压的单相矩形波交流电，并通过对矩形波占空比的调节实现对负载的功率调节。
在一个具体实施例中，包括：将三相工频交流电转换成单相直流电的三相桥整流模块、直流平波模块、逆变用的IGBT绝缘栅双极晶体管模块（包括全桥逆变或半桥逆变），及电压隔离模块，所述高压直流电的纹波系数≤6%。
在控整流桥与IGBT逆变桥之间设置有平波模块，IGBT逆变桥输出连接有单相变压器，单相变压器次级直流向负载供电以便向负载提供占空比可调的矩形波交流电。
所述的逆变模块种的逆变频率f一般50Hz≤f≤400Hz，通常为150Hz-200Hz，提供给负载的通常为占空比可调的150Hz-200Hz矩形波交流电。
优选的，采用低饱和压降低损耗绝缘栅双极晶体管IGBT，采用PMW脉宽调制功率调节技术，采用最新的电子电力控制技术，具体方案如下：
首先三相工频交流电源输入至三相桥式整流模块，整流输出的直流电设置平波电容，把此直流电转换成纹波系数≤6%的单相直流电，再通过逆变模块IGBT（绝缘栅双极晶体管）逆变转换成（全桥或半桥）150Hz-200Hz功率占空比可调的单相矩形波交流电，再将此矩形波交流电通过单相隔离变压器向负载供电，并通过调节此矩形波交流电的占空比实现对负载功率的调节控制。
因此，本实用新型具有以下优点：
①实现了对电网无冲击，无低频干扰；②输入功率因素高，谐波含量低，电能利用率高，节能环保；③单相输出，无三相不平衡现象，无需考虑三相负载平衡，加热元件并联运行，个别损坏不影响生产；④线性功率调节，控温精度高，有效提高产品质量；④变压器隔离输出，负载适应范围广，安全可靠；⑤大大降低设备故障频率，提高生产效率，有效降低生产维护成本。
以上所述仅为本实用新型的实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是利用本实用新型说明书内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本实用新型的专利保护范围内。
Claims (6)
1.一种工业电阻炉温控功率调节装置，其特征在于，包括将三相工频交流电转换成单相直流电的三相桥整流模块，其输出端跨接直流平波模块，所述的直流平波模块的输出端，与一个由占空比可调的矩形波逆变模块、及单相变压隔离模块构成的占空比可调的单相矩形波逆变输出电路相连接。
2.根据权利要求1所述的工业电阻炉温控功率调节装置，其特征在于，所述的直流平波模块为两只800V电压等级的不同容量的金属化薄膜电容器。
3.根据权利要求1所述的工业电阻炉温控功率调节装置，其特征在于，所述的占空比可调的矩形波逆变模块包括：功率模块IGBT,所述功率模块IGBT为绝缘栅双极晶体管模块及相应的驱动控制单元。
4.根据权利要求1所述的工业电阻炉温控功率调节装置，其特征在于，所述的矩形波逆变模块的工作频率为150Hz-200Hz之间。
5.根据权利要求1所述的工业电阻炉温控功率调节装置，其特征在于，所述的单相变压隔离模块为：与逆变频率150-200Hz和电压相匹配的单相变压器。
6.根据权利要求3所述的工业电阻炉温控功率调节装置，其特征在于，所述的驱动控制单元包括连接温度传感器的控制器，以及根据控温设置，向占空比可调的矩形波逆变模块输出控制信号的控制器。
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