CN208276056U - 一种感应加热校平整体结构 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种感应加热校平整体结构，其特征在于：包括控制系统、水冷系统和执行系统；本实用新型中整个感应校平系统集电磁热三种能量形式于一体，通过控制调功器和变频器，将整流滤波逆变后的电能传输到电磁感应加热换能器转换成磁能，产生涡流完成校平；与一般的感应加热校平设备相比，具有体积小、重量轻、容易移动、作业范围广的特点；此外具有加热效率高、加热速度快、节能特点；克服了单恒流电源及单恒功率电源的缺点，并保留了两者的优点；水冷系统与现有的技术相比结构简单且每一条水冷通道独立，设计简单，安装方便，便于推广：此外，水冷效果显著，每一条水冷通道单独冷却元器件发热区，将主要的发热区进行冷却，直接、有效。

Description

一种感应加热校平整体结构

技术领域

本实用新型涉及高频感应加热领域，尤其涉及一种感应加热校平整体结构。

背景技术

目前，船舶及海洋工程结构主要采用熔焊工艺连接，焊接电弧对钢材的不均匀局部加热，必然导致船舶及海洋工程结构产生应力和变形。由于船舶及海洋工程结构体积大、质量大，无法采用机械校平变形，现在主要依靠火工进行校平。火工校平变形工艺存在诸多缺点，如加热时间长，校平厚度大的钢板时容易造成过烧，对操作者的经验、技能要求高，校平效果稳定性、一致性较差；另一方面，校平过程中会产生有毒气体和烟尘污染环境，乙炔、液化气安全性较差。

高频感应加热技术是近年来飞速发展的一种新型加热方法，相比于传统的“火焰-水冷”加热而言，它具有高效、清洁、易于操作、安全无污染优势，因而在工业领域有着广泛的应用前景；感应加热校平与火工校平相比，升温快、热输入准确可控、机械化作业，可减少80％的校平工作量、显著提高校平质量、改善操作者工作环境；消除了火焰加热会产生有害烟气、容易灼伤皮肤、易燃易爆安全隐患。

今后，感应加热校平工艺必将在船舶及海洋工程结构建造中得到越来越多的应用。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题是提供一种可以实现远距离传输，安装简单，控制方便，电磁兼容性好感应加热校平整体结构。

为解决上述技术问题，本实用新型的技术方案为：一种感应加热校平整体结构，其创新点在于：包括控制系统、水冷系统和执行系统；

所述控制系统包括主电路、驱动电路和控制电路，所述主电路、驱动电路和控制电路构成一个完整的闭环控制系统，所述控制电路通过由主电路采集的反馈量及用户设置的给定量经过运算及处理后，生成驱动信号输入到驱动电路，由驱动电路产生驱动脉冲控制主电路的开通及关断；

所述水冷系统包括冷却器、变压器水冷通道、电容器水冷通道、电抗器水冷通道、IGBT水冷通道和感应加热头水冷通道；所述变压器水冷通道、电容器水冷通道、电抗器水冷通道、IGBT水冷通道和感应加热头水冷通道通过流道并联在冷却器上对各元件进行单一且独立的冷却；

所述执行系统为一移动小车，所述移动小车内设置有同轴变压器以及连接在同轴变压器上的电磁换能器；在所述移动小车的一端设有校正装置，移动小车的另一端通过推杆支架固定连接有一推杆，且推杆的上端设置有手动控制盒，所述手动控制盒的外端面分别设有开关按钮和校正按钮。

进一步的，所述主电路包括压敏电阻过压钳位电路、三相整流电路、滤波电路、调压斩波电路和RLC滤波电路；所述敏电阻过压钳位电路、三相整流电路、滤波电路、调压斩波电路和RLC滤波电路依次相连；所述调压斩波电路中设置有IGBT模块形成的全桥逆变电路；所述全桥逆变电路的输出端依次串联设置有同轴变压器和感应加热头；所述同轴变压器与感应加热头形成移动加热器。

进一步的，所述控制电路包括控制面板、主控板和供电板；控制面板分别与主控板以及供电板相连，所述供电板与主控板相连；所述主控板串联在驱动电路上，所述驱动电路连接在压敏电阻过压钳位电路、三相整流电路和滤波电路上形成调功器；所述驱动电路还连接在调压斩波电路中设置的IGBT模块全桥逆变电路上形成变频器。

进一步的，所述调功器中的压敏电阻过压钳位电路、三相整流电路和滤波电路上设置有与主控板相连的缺相检测传感器；所述调压斩波电路上设置有与主控板相连的第一过流传感器和短路传感器；所述变频器中的全桥逆变电路上设置有与主控板相连的电压调节板；所述RLC滤波电路上的输入端设置有第二过流传感器，RLC滤波电路上的输出端设置有电流反馈传感器。

进一步的，所述缺相检测传感器、第一过流传感器、短路传感器和第二过流传感器向主控板传输故障信号；所述电流反馈传感器和电压调节板分别向主控板传输电流反馈信号和电压反馈信号。

进一步的，所述变压器水冷通道和电抗器水冷通道在铁芯上绕制，变压器水冷通道和电抗器水冷通道内部通水外部通电，所述变压器水冷通道和电抗器水冷通道的进出水两端设置有水嘴；

所述电容器水冷通道通过一铺设在电容器的表面上的冷却板对电容器进行冷却，所述电容器水冷通道呈S形设置在冷却板上；

所述IGBT水冷通道是通过垂直于一导热板的厚度方向上设置循环流动的通孔；在通孔上设置若干封堵点使得通孔之间形成循环的流道从而成为IGBT水冷通道；

所述感应加热头水冷通道包括第一进水口、第二进水口、第一回水口、第二回水口、初级绕组、中心管和外筒；所述初级绕组的两极分别连接在第二回水口上和第二进水口上；所述初级绕组上的两电极接点还分别与中心管和外筒之间形成电气连接；所述中心管与外筒形成次级绕组且中心管与外筒电气连接。

进一步的，所述变压器水冷通道为两个水冷回路，包括第一变压器水冷回路和第二变压器水冷回路；所述第一变压器水冷回路中冷却水经过第一进水口进入外筒内，第一进水口与外筒电气隔离，外筒内的冷却水经过初级绕组的通道进入移动加热器中，流经移动加热器后从移动加热器中带走大量的热量，通过初级绕组的通道进入中心管中，初级绕组与中心管电气相连且水路相同；所述第二变压器水冷回路中冷却水经过第二进水口进入初级绕组，初级绕组绕在磁芯上，带走磁芯及初级绕组的热量后经初级绕组被初级绕组上的另一极流回第一回水口。

进一步的，所述电磁换能器包括一矩形感应加热能量输入框架，在矩形感应加热能量输入框架一端的内部中心固定连接有一平行于矩形感应加热能量输入框架且沿矩形感应加热能量输入框架长轴方向延伸的感应加热条，且所述感应加热条的一端与矩形感应加热能量输入框架留有间隙。

进一步的，所述推杆支架包括两对称设置的推杆支架侧板以及连接两推杆支架侧板的推杆支架顶板，所述推杆支架侧板与移动小车通过螺栓固定连接，且推杆支架侧板与移动小车连接段的一端侧板上设有若干个间距分布的调节孔。

本实用新型的优点在于：

1）本实用新型中整个感应校平系统集电磁热三种能量形式于一体，通过人机操控系统控制调功器和变频器，将整流滤波逆变后的电能通过电缆总成传输到电磁感应加热换能器转换成磁能，在待校平的钢板上产生涡流，从而产生焦耳热使钢板温度迅速上升已达到校平效果；

2）本实用新型与一般的感应加热校平设备相比，具有体积小、重量轻、容易移动、作业范围广的特点；此外具有加热效率高、加热速度快、节能特点；加热过程稳定，加热电源状态可调，校平效果好的特点；克服了单恒流电源及单恒功率电源的缺点，并保留了两者的优点，因此具良好的实用前景及经济效益；

3）本实用新型的水冷系统与现有的技术相比结构简单且每一条水冷通道独立，设计简单，安装方便，便于推广：此外，水冷效果显著，每一条水冷通道单独冷却元器件发热区，将主要的发热区进行冷却，直接、有效。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步详细的说明。

图1为本实用新型的一种感应加热校平控制系统图。

图2为本实用新型的一种感应加热校平核心控制流程图。

图3为本实用新型的一种感应加热校平主电路图。

图4为本实用新型的一种感应加热校平控制板与主电路连接图。

图5为本实用新型的一种感应加热校平水冷系统图。

图6为本实用新型的一种感应加热校平机水冷系统的电容器水冷通道。

图7为本实用新型的一种感应加热校平机水冷系统的IGBT水冷通道。

图8为本实用新型的一种感应加热校平机水冷系统的封堵后的IGBT水冷通道

图9为本实用新型的一种感应加热校平机水冷系统的变压器水冷通道结构图。

图10为本实用新型的一种感应加热校平小车立体结构图。

图11为本实用新型的一种感应加热校平小车的电磁换能器结构图。

具体实施方式

下面的实施例可以使本专业的技术人员更全面地理解本实用新型，但并不因此将本实用新型限制在所述的实施例范围之中。

如图1至图11所示的一种感应加热校平整体结构，包括控制系统1、水冷系统2和执行系统3。

控制系统1包括主电路11、驱动电路12和控制电路13，所述主电路11、驱动电路12和控制电路13构成一个完整的闭环控制系统，所述控制电路13通过由主电路11采集的反馈量及用户设置的给定量经过运算及处理后，生成驱动信号输入到驱动电路12，由驱动电路12产生驱动脉冲控制主电路11的开通及关断。

水冷系统2包括冷却器21、变压器水冷通道22、电容器水冷通道23、电抗器水冷通道24、IGBT水冷通道25和感应加热头水冷通道26；所述变压器水冷通道22、电容器水冷通道23、电抗器水冷通道24、IGBT水冷通道25和感应加热头水冷通道26通过流道并联在冷却器21上对各元件进行单一且独立的冷却。

执行系统4为一移动小车，所述移动小车内设置有同轴变压器41以及连接在同轴变压器41上的电磁换能器42；在所述移动小车的一端设有校正装置43，移动小车的另一端通过推杆支架固定连接有一推杆44，且推杆44的上端设置有手动控制盒45，所述手动控制盒45的外端面分别设有开关按钮和校正按钮。

主电路11包括压敏电阻过压钳位电路111、三相整流电路112、滤波电路113、调压斩波电路114和RLC滤波电路115；所述压敏电阻过压钳位电路111、三相整流电路112、滤波电路113、调压斩波电路114和RLC滤波电路115依次相连；所述调压斩波电路114中设置有IGBT模块形成的全桥逆变电路；所述全桥逆变电路的输出端依次串联设置有同轴变压器和感应加热头；所述同轴变压器与感应加热头形成移动加热器。

控制电路13包括控制面板131、主控板132和供电板133；控制面板131分别与主控板132以及供电板133相连，所述供电板133与主控板132相连；所述主控板132串联在驱动电路12上，所述驱动电路12连接在压敏电阻过压钳位电路111、三相整流电路112和滤波电路113上形成调功器；所述驱动电路12还连接在调压斩波电路中114设置的IGBT模块全桥逆变电路上形成变频器。

调功器中的压敏电阻过压钳位电路111、三相整流电路112和滤波电路113上设置有与主控板132相连的缺相检测传感器；所述调压斩波电路114上设置有与主控板132相连的第一过流传感器和短路传感器；所述变频器中的全桥逆变电路上设置有与主控板132相连的电压调节板；所述RLC滤波电路115上的输入端设置有第二过流传感器，RLC滤波电路115上的输出端设置有电流反馈传感器。

缺相检测传感器、第一过流传感器、短路传感器和第二过流传感器向主控板传输故障信号；所述电流反馈传感器和电压调节板分别向主控板传输电流反馈信号和电压反馈信号。

变压器水冷通道22和电抗器水冷通道24在铁芯上绕制，变压器水冷通道22和电抗器水冷通道24内部通水外部通电，所述变压器水冷通道22和电抗器水冷通道24的进出水两端设置有水嘴。

电容器水冷通道23通过一铺设在电容器的表面上的冷却板231对电容器进行冷却，所述电容器水冷通道23呈S形设置在冷却板上。

IGBT水冷通道25是通过垂直于一导热板251的厚度方向上设置循环流动的通孔；在通孔上设置若干封堵点使得通孔之间形成循环的流道从而成为IGBT水冷通道25；

感应加热头水冷通道26包括第一进水口261、第二进水口262、第一回水口263、第二回水口264、初级绕组265、中心管266和外筒267；所述初级绕组265的两极分别连接在第二回水口264上和第二进水口262上；所述初级绕组265上的两电极接点还分别与中心管266和外筒267之间形成电气连接；所述中心管266与外筒267形成次级绕组且中心管266与外筒267电气连接。

变压器水冷通道26为两个水冷回路，包括第一变压器水冷回路和第二变压器水冷回路；所述第一变压器水冷回路中冷却水经过第一进水口261进入外筒267内，第一进水口261与外筒267电气隔离，外筒267内的冷却水经过初级绕组265的通道进入移动加热器中，流经移动加热器后从移动加热器中带走大量的热量，通过初级绕组265的通道进入中心管266中，初级绕组265与中心管266电气相连且水路相同；所述第二变压器水冷回路中冷却水经过第二进水口262进入初级绕组265，初级绕组265绕在磁芯上，带走磁芯及初级绕组265的热量后经初级绕组265被初级绕组265上的另一极流回第一回水口263。

电磁换能器42包括一矩形感应加热能量输入框架421，在矩形感应加热能量输入框架421一端的内部中心固定连接有一平行于矩形感应加热能量输入框架且沿矩形感应加热能量输入框架421长轴方向延伸的感应加热条422，且所述感应加热条422的一端与矩形感应加热能量输入框架421留有间隙。

推杆支架包括两对称设置的推杆支架侧板以及连接两推杆支架侧板的推杆支架顶板，所述推杆支架侧板与移动小车通过螺栓固定连接，且推杆支架侧板与移动小车连接段的一端侧板上设有若干个间距分布的调节孔。

本行业的技术人员应该了解，本实用新型不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本实用新型的原理，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下，本实用新型还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本实用新型范围内。本实用新型要求保护范围由所附的权利要求书及其效物界定。

Claims (9)

1.一种感应加热校平整体结构，其特征在于：包括控制系统、水冷系统和执行系统；

所述控制系统包括主电路、驱动电路和控制电路，所述主电路、驱动电路和控制电路构成一个完整的闭环控制系统，所述控制电路通过由主电路采集的反馈量及用户设置的给定量经过运算及处理后，生成驱动信号输入到驱动电路，由驱动电路产生驱动脉冲控制主电路的开通及关断；

所述水冷系统包括冷却器、变压器水冷通道、电容器水冷通道、电抗器水冷通道、IGBT水冷通道和感应加热头水冷通道；所述变压器水冷通道、电容器水冷通道、电抗器水冷通道、IGBT水冷通道和感应加热头水冷通道通过流道并联在冷却器上对各元件进行单一且独立的冷却；

所述执行系统为一移动小车，所述移动小车内设置有同轴变压器以及连接在同轴变压器上的电磁换能器；在所述移动小车的一端设有校正装置，移动小车的另一端通过推杆支架固定连接有一推杆，且推杆的上端设置有手动控制盒，所述手动控制盒的外端面分别设有开关按钮和校正按钮。

2.根据权利要求1所述的一种感应加热校平整体结构，其特征在于：所述主电路包括压敏电阻过压钳位电路、三相整流电路、滤波电路、调压斩波电路和RLC滤波电路；所述敏电阻过压钳位电路、三相整流电路、滤波电路、调压斩波电路和RLC滤波电路依次相连；所述调压斩波电路中设置有IGBT模块形成的全桥逆变电路；所述全桥逆变电路的输出端依次串联设置有同轴变压器和感应加热头；所述同轴变压器与感应加热头形成移动加热器。

3.根据权利要求2所述的一种感应加热校平整体结构，其特征在于：所述控制电路包括控制面板、主控板和供电板；控制面板分别与主控板以及供电板相连，所述供电板与主控板相连；所述主控板串联在驱动电路上，所述驱动电路连接在压敏电阻过压钳位电路、三相整流电路和滤波电路上形成调功器；所述驱动电路还连接在调压斩波电路中设置的IGBT模块全桥逆变电路上形成变频器。

4.根据权利要求3所述的一种感应加热校平整体结构，其特征在于：所述调功器中的压敏电阻过压钳位电路、三相整流电路和滤波电路上设置有与主控板相连的缺相检测传感器；所述调压斩波电路上设置有与主控板相连的第一过流传感器和短路传感器；所述变频器中的全桥逆变电路上设置有与主控板相连的电压调节板，RLC滤波电路上的输入端设置有第二过流传感器，RLC滤波电路上的输出端设置有电流反馈传感器。

5.根据权利要求4所述的一种感应加热校平整体结构，其特征在于：所述缺相检测传感器、第一过流传感器、短路传感器和第二过流传感器向主控板传输故障信号；所述电流反馈传感器和电压调节板分别向主控板传输电流反馈信号和电压反馈信号。

6.根据权利要求1所述的一种感应加热校平整体结构，其特征在于：所述变压器水冷通道和电抗器水冷通道在铁芯上绕制，变压器水冷通道和电抗器水冷通道内部通水外部通电，所述变压器水冷通道和电抗器水冷通道的进出水两端设置有水嘴；

所述电容器水冷通道通过一铺设在电容器的表面上的冷却板对电容器进行冷却，所述电容器水冷通道呈S形设置在冷却板上；

所述IGBT水冷通道是通过垂直于一导热板的厚度方向上设置循环流动的通孔；在通孔上设置若干封堵点使得通孔之间形成循环的流道从而成为IGBT水冷通道；

所述感应加热头水冷通道包括第一进水口、第二进水口、第一回水口、第二回水口、初级绕组、中心管和外筒；所述初级绕组的两极分别连接在第二回水口上和第二进水口上；所述初级绕组上的两电极接点还分别与中心管和外筒之间形成电气连接；所述中心管与外筒形成次级绕组且中心管与外筒电气连接。

7.根据权利要求1所述的一种感应加热校平整体结构，其特征在于：所述变压器水冷通道为两个水冷回路，包括第一变压器水冷回路和第二变压器水冷回路；所述第一变压器水冷回路中冷却水经过第一进水口进入外筒内，第一进水口与外筒电气隔离，外筒内的冷却水经过初级绕组的通道进入移动加热器中，流经移动加热器后从移动加热器中带走大量的热量，通过初级绕组的通道进入中心管中，初级绕组与中心管电气相连且水路相同；所述第二变压器水冷回路中冷却水经过第二进水口进入初级绕组，初级绕组绕在磁芯上，带走磁芯及初级绕组的热量后经初级绕组被初级绕组上的另一极流回第一回水口。

8.根据权利要求1所述的一种感应加热校平整体结构，其特征在于：所述电磁换能器包括一矩形感应加热能量输入框架，在矩形感应加热能量输入框架一端的内部中心固定连接有一平行于矩形感应加热能量输入框架且沿矩形感应加热能量输入框架长轴方向延伸的感应加热条，且所述感应加热条的一端与矩形感应加热能量输入框架留有间隙。

9.根据权利要求1所述的一种感应加热校平整体结构，其特征在于：所述推杆支架包括两对称设置的推杆支架侧板以及连接两推杆支架侧板的推杆支架顶板，所述推杆支架侧板与移动小车通过螺栓固定连接，且推杆支架侧板与移动小车连接段的一端侧板上设有若干个间距分布的调节孔。